-
Iii
r
r
r
Li
,1
1
m
Autori: Prof. Df.-Ing. E.H. Franz Hart Prot Cr.-Ing Dr. techn.h.c. Walter Henn Prof. Dr.-Ing Hansjurgen Sontag Autori pojedinih glava: Dr.-Ing Werner Bongard, Kein Prof. Dr.-Ing Friedrich Haferland, DeiftIHanover Saradnici autora: Dipl.-Ing Peter Cziffer, Dr.-Ing Gunter Henn Dipl.-Ing Helmut E. Simon, Dipl.-Ing Helmut Volk~r Redakcija: Institut za međunarodnu dokumentaciju arhitekture, Minhen Hans-Jurgen Meier-Menzel (redakcija i grafička obrada) Eva-Regina Meier-Menzel i Sabine Kratsch (crteži) Fritz Hierl (ilustracije) Ovo delo je nastalo inicijativom Nemačkog društva za čelične konstrukcije (DSlV) uz finansijsku pomoć Evropske zajednice za ugalj i čelik (EGKS), prema čl. 55 EGKS-ugovora ' Izdavač: Nemačko
Nemačko
izdanje: udruženje za
čelične
konstrukcije (DSlV) (Deutscher Stahlbau-Verband)
Izdavači
I. izdanja: izdanje: Nemačko društvo za čelične konstrukcije (DSlV) Englesko izdanje: Constrado Francusko izdanje: Francusko društvo za metalne konstrukcije Italijansko izdanje: Itaisider Nizozemsko izdanje: Centar za čelik kompanije Bauven Nemačko
Prof. Dr.-Ing Hansjurgen Sontag umro 5. IX 1985. u 72 godini života
Slog: Foto-slog "Politika"
© 1982 Komisija Evropske zajednice, Brisl
iJ
Hart - Henn - Sontag
Atlas čeličnih konstrukcija - visokogradnja
Saveti i saradnja Italijansko društvo konstruktora u čeliku - Milano (Associazione fra i Costruttori in Acciaio Italian i (ACAI) - Milano) Savetovalište za primenu čelika - Dis Idorf (Beratungsstelle fur Stahlverwendung - Dusseldorf) Belgijsko-Iuksemburški informacioni centar za čelik - Brisel (Centre Belgo-Luxembourgeois d'lnformation de l'Acier (C.B.L.I.A.) - Bruxelles) Italijanski centar za razvoj primene čelika -- Milano (Centre Italiano Svillupo Impieghi Acciaio (CISlA) - Milano) Constrado - London Nemačko udruženje za čelične konstrukcije - Kein (Deutscher Stahlban-Verband (DSTV) Koln) Tehnička služba za primenu čelika - Pariz (Office Technique pour I' Utilisation de l'Acier (OTUA) - Paris) Kompanija HolandsKog centra za čelik - Amsterdam (Stichting Staalcentrum Nederland - Amsterdam) Centar za čelik kompanije Bauven - Roterdam (Stichting Centrum Bouwen in Staal - Rotterdam) Francusko udruženje za metalne konstrukcije - Pito (Syndicat de la Construction Metallique de France - Puteaux)
SADRžAJ
Ćeli čne konstrukcije I arhitektura
Ukrućenje
Sto godina skeletnih čeličnih konstrukcija 1872-1972 Razvoj i uspesi Skeletne čelične konstrukcije danas Primene i mogućnosti
9 <41
Primeri čeličnih konstrukcija u visokogradnji V. HEN (W. HENN) Stambene zgrade Porodične zgrade, hoteli, restorani Bolnice Dečjt vrtići, škole, obrazovne ustanove Zgrade univerziteta i naučnih ustanova Izložbene zgrade i zgrade za saobraćaj Industrijske zgrade Robne kuće Zgrade javnih službi Upravne zgrade
Protivpožarna zaštita tavanice Plafon i pod
63 75
82 86 98 106 114 116 118 136
169 Osnovi projektovanja Karakteristike čeličnih konstrukcija u Visokogradnji Modujarna koordinacija mera deformacije Noseći sistemi 185 Raspored stubova Raspored spoljašnjih stubova Zgrade sa ortogonainim rasterom Zgrade sa neortogonainim rasterom Izrada stubova Profili stubova Prenos sila Protivpožarna zaštita stubova
Meduspratn& konstrukcija 257 Funkcija i izgradnja međuspratne konstrukcije Zaštita od zvuka (F. Hatarland) Noseća konstrukcija tavanice Pun nosač - rešetkasti nosač Spregnuti nosač - testerasti krovovi Izrada tavanice Tavanična ploča
Čelične konstrukcije u visokogradnji H. ZvNTAG (SONTAG)
sru~~
223
Osnovi Okviri - rešetke Zidna platna - jezgra - cevi
F.HART
1~
Unutrašnji radovi Stepenice - vođenje instalacija Unutrašnji zid
295
Spoljašnji zid (F. Hafertand) Aspekti građevinske fizike Toplotna izolacija Zaštita od toplote leti Zaštita od vlage Konstrukcije spoljašnjeg zida Fasade - zavese Obloge fasada Primeri konstrukcija
321
Krov (F. Haferland) Aspekti građevinske fizike Izgradnja ravnih krovova Primeri konstrukcija
351
Protivpožarna zaštita (V. Bongard) 361 Preventivna protivpožarna zaštita Stabilnost zgrada kod požara Zaštita čeličnih delova građevine od požara Izvođenje građenja
369
Predaja - planiranje rokova Izgradnja - montaža Čelik
385 Vrste čelika i čelični proizvodi Zaštita od korozije
Detaljni pregledi sadržaja: na početku delova knjige (str. 9, str. 41, str. 61) kao i na početku glave .. Čelične konstrukcije u"visokogradnji" (str. 169 i dalje).
Naziv Orl!!Jinl!Ua: Stahl bau atlas - GeschoBbauten F. Hart W. Henn H. Sontag Institut fOr internationale Architektur-Dokumentation - Munchan 1982.
Uredništvo biblioteke "NEIMAR" Dr Ranko Trbojević, dipl. inž. arh. Vladislav Ivković. dipl. inž. arh. Mateja Nenadović. dipl. inž. arh. ISBN 86~395~0315-X Za IRO .. GRAĐEVINS_KA KNJIGA" Milan Višnjić, direktor - glavni urednik Milica Dodić, odgovorni urednik Olga Arsenijević, urednik "Jovo Karadžić, tehnički urednik Snežana Necić, naslovna strana Mirjana Mavrić, korektor Tiraž 1.500 primeraka Štampa: DP .. MINERVA", Subotica
NEMAČKOG Prvo izdanje "Atlasa čeličnih konstrukcija, visokogradnja", iz godine 1974. već je odavno rasprodato, a isto tako i naredno, neizmenjeno izdanje u dva dela. Poslednjih deset godina nije stajao razvoj arhitekture čeličnih konstrukcija. Pronađene su interesantne nove koncepcije čeličnih nosača i raznih kombinacija materijala; isto tako je i arhitektura čeličnih konstrukcija dobila značajne, maštovite forme, pune slobodnog izraza. Iz tih razloga predlaže se novo, potpuno prerađeno izdanje. I u ovom drugom izdanju može se knjizi pripisati karakter priručnika sa obimnim informacijama iz oblasti čeličnih konstrukcija u visokogradnji. Ono treba da arhitektama i inženjerima koji rade u praksi da primere i pomoć pri praktičnom izvođenju, a da nastavnicima i studentima posluži kao sveobuhvatan materijal za nastavu. Prvi deo knjige daje pregled o razvoju, počevši od prvih koraka oko 1790 godine pa sve do danas; on pokazuje kako se tokom 19 veka postepeno dolazilo do prave arhitekture čelika i kakvo se mnoštvo praktičnih primena i mogućnosti oblikovanja če ličnih konstrukcija pruža arhitekti danas. Drugi deo je zbirka od 58 međunarodnih primera iz arhitekture čeličnih konstrukcija. Svi ovi primeri, izuzev Svetski trgovački centar u Njujorku, su u drugom izdanju potpuno novi. Osim građevina iz Evrope i SAD prvi put su uzeti i primeri iz arapskih zemalja, SSSR-a i sa Dalekog i~toka. Spisak sa str. 61 pokazuje naš izbor objekata. Treći
deo, u stvari udžbenik o čeličnim konstrukciJama, je u odnosu na prvo izdanje potpuno prerađen. Tekst je jasnije razvrstan, tako da su sve informacije brže dostupne. Pregledni prikazi pokazuju na početku svakog odeljka moguće alternative. Kao novo obrađena je oblast građevi,nske fizike, sa razmatranjima o topiotnoj izolaciji, zaštiti od vlage i zvuka; nov je isto tako i odeljak o osnovama određivanja naprezanja usled vetra i zemljotresa. Novo su obrađeni odeljci o važnim problemima iz oblasti zaštite od požara i korozije, prilagođeni današnjim najnovijim saznanjima. Obrađuje se, isto tako, i danas veoma aktuelan problem obnavljanja starih građevi na. Tekst je aktueliziran mnogim novim primerima i sadrži tablice o nosivosti, što predstavlja veliku pomoć pri praktičnom izvođenju radova.
Autorima i njihovim saradnicima izražava se na ovom mestu zahvalnost za mukotrpan rad na preradi ove knjige. U glavi "Čelične konstrukcije u visokogradnji" je dr inž. Verner Bongard, Kein, napisao poglavlje "Protivpožarna zaštita", prof. dr inž. Fridrih Haferland, Delft/Hanover, poglavlje "Spoljašnji zid" i "Krov". Kao saradnici i autori u pojedinim deloyima knjige sarađivali su: H. Eler (EUer), Kein; G. B. Gotfri (Fodfrey), london; H. Gladiševski, Diseldorf; G. Hene (Heene), ludvigshafn; J. Rudnicki (Rudnicky), Kein; H. F. Širk (Schierk), Vupertal (Wupertal); G. Sedlaček, Ahen; D. Šteman (Stemman), Krojctal (Kreuztal); E. Verner (Werner), Duisburg; H. Vite (WiUe), Visbadn (Wiesbaden). . Zahvaljujemo redakciji na naporima na stvaranju i obradi podloga za nove primere; osnov celokupnog rada predstavljalo je prvo izdanje, koje je nastalo pod Ftfkovodstvom Konrada Gaca (Gatz). Isto tako dugujemo zahvalnost društvima i organizacijama Evropske zajednice kao i Švajcarskom centru za čelične konstrukCije i Japanskom društvu za čelične konstrukcije, za pomoć pri izboru objekata i obradi osnovnih podataka. U činjenici da je prvo izdanje knjige u međuvremenu prevedeno na osam jezika leži dokaz da je bilo neophodno da se knjiga obnovi i prilagodi najnovijem stanju u ovoj oblasti. . Izdavač
PREDGOVOR Knjiga autora Harta, Hena i Zontaga "Atlas čeličnih konstrukcija u visokogradnji" je kapitalno delo koje predstavlja iscrpan prikaz čeličnih konstrukcija u visokogradnji obuhvatajući istorijski razvoj sa veoma bogatim izborom podataka, zatim 58 detaljno obrađenih i ilustrovanih primera objekata izvedenih u svetu od 1970. do 1980. godine, kao i opšti prikaz čeličnih konstrukcija (projektovanje, noseći sistemi, stubovi, ukrućenja, međuspratne konstrukcije, unutrašnja izgradnja, spoljašnji i unutrašnji zidovi, fasada, krov i dr., kao i fizika zgrada u odnosu na zaštitu od požara, vlage i zvuka, izvođenje radova i čelik kao građevinski materijal). Kroz tekst se na mnogo mesta daje uporedna tehnička i ekonomska analiza sa betonskim konstrukcijama, naročito u odnosu na prednosti čelika pri projektovanju, prefabrikaciji, montaži, održavanju i de montaži. Posebna odlika knjige su izuzetno pregledno i precizno obrađene brojne ilustracije.' Ovaj prevod se odnosi na drugo izdanje knjige Atlas čeličnih konstrukcija koje je prema prvom znatno izmenjeno j dopunjeno. Sasvim je izmenjen izbor detaljno opisanih 58 objekata, a znatan prostor je posvećen savremenoj obradi raznih problema građevinske fizike, sa orijentacijom na optimalno rešavanje tih problema u čelič nim konstrukcijama. Pažnja je posvećena i organizaciji rada pri građenju u svim njegovim fazafMl, a posebno i sa stanovišta ·ekonomič~ti. su dOsHe"s 'zadržane nemačke oznake i skraćenice za razne p0jmove kao na primer, St 371 St 52 (naše današnje važeće oznake su Č 0361 j Č 0561), zatim F 90, F 120 i sl. za postojanost prema vatri, pa EDV = elektronska obrada podataka, i dr.
tj . t.ekstu
Prevodilac se zahvaljuje akademiku profesoru Đorđu Zlokoviću na izuzetno savesno izvršenoj stručnoj recenziji kao i za niz korisnih saveta i sugestija. Smatramo da će prevod knjige "Atlas čeličnih konstrukcija u visokogradnji" značiti veliko osveženje i obogaćenje naše tehničke bibliografije iz oblasti metalnih konstrukcija, podjednako za inženjere građevinarstva i arhitekture. V. Brčić
I I
I 1 1 1 1 1
l
Prvi koraci čeličnih rebrastih konstrukcija u visokogradnji 1790
- 1872
Čikaška škola 1880 - 1910 Počeci skeletnih konstrukcija
u Evropi: Francuska, Belgija, Zapadna Švajcarska 1890 - 1930 Napori za novu arhitekturu skeletnih konstruckija u Nemačkoj 1910 -
1930
čeličnih knll''Hl:h'llkt!'''iii:
Prvi koraci
Arhitektura oblakodera u SAD 1890
- 1940 9
12 16 20
rebrastih
1790 -
1872 Glavni deo prvog izdanja ove knjige bio je završen 1972, tačno 100 godina posle SoInijeove (Saulnier) izgradnje fabričke zgrade u mestu Noasie na Marni (Noisiel-sur-Marne), koja se može označiti kao prva čelična skeletna konstrukcija. U okviru opšteg razvoja tehnologije gvožđa i čeličnih konstrukcija, 1872 godina je pravi vremenski trenutak. Podsetimo se ukratko najvažnijih ranijih datuma: 1720. godine uspelo je Abrahamu Darbiju (Darby) da u mestu Koulbrukdeil (Coalbrookdale) u visokoj peći rastopi gvožđe sa koksom umesto sa drvenim ugljenom, te je time stvorio mogućnost za masovnu pripremu sirovog gvožđa. Pojavom peći za spravljanje čelika 1784. godine omoguće no je da se pri pretvaranju sirovog gvožđa u kovano gvožđe primeni koksiranje, te je kovano gvožđe brzo pokazalo svoje prednosti predlivenim gvožđeQ1. Sa otkrićem konvertor postupka (Henry Bessemer 1855) i uvođenjem Simens-Martinove peći 1869. započinje era tečnog čelika. Paralelno sa snažnim razvitkom industrije gvožđa tekao je i napredak u preradi i oblikovanju metala. Već sredinom 18. veka počelo je u Engleskoj valjanje gvozdenih limova, 1830. gvozdenih železničkih šina, 1854. (najpre u Francuskoj) I-profila iz kovanog gvožđa. "I"-nosač, osnovni oblik današnjih čeličnih konstrukcija, a istovremeno i prvi strogo normirani građevinski element, je neposredni naslednik železničke šine, tj. onog proizvoda koji se može označiti kao pravi znak početka industrijske revolucije, i u kojoj se susreću sve njene pokretačke snage: trgovina i saobraćaj, mašinstvo, teška industrija i rudarstvo, primenjene prirodne nauke. Most u Koulbrukdejlu, 1779, je prvi značajan žeieznički objekt, ovde se kvalifikovalo gvožđe, počinjući sa rasponom od 30 m, kao konstrukcijski materijal za velike raspone. lučni mostovi od livenog gvožđa su uskoro ustuknuli pred tipovima mostova koji su se zasnivali na primeni kovanog gVOŽđa kao materijala otpornog prema savijanju: viseći mostovi, gredni mostovi irešetkasti mostovi. Između ranijih američkih i engleskih lančanih mostova ističe se most Bangor
"Rasterne konstrukcije" 1940 - 1955· Internacionalna arhitektura čeličnih konstrukcija "Zid - zavesa" 1940 - 1955 ReakCije na strogu arhitekturu metal staklo Spoija postavljen čelični skelet Izbor literature za ovu glavu
22 25 27 32 35 40
autora Tomasa Telsforda sa svojim raspo·· nom od 173 m. Pošto je lanac zamenjen nosećim kablom, porasla je skala rekorda visećih mostova 1850. godine na 300 m, .a 1870. godine sa Bruklinskim mostom u Njujorku na granicu od 500 m. Jedno smelo inženjersko rešenje je prvi gredni most velikog raspona, Stivensonov (Stevenson) Britanski železnički most preko druma Menai, 1855, sa punim sandučastim nosačem visokim 9 metara. Naporima u železničkom saobraćaju naročito su doprineli rešetkasti nosači koji su dominirali od sredine pa do kraja prošlog veka. Kao reprezentativni predstavnici ovde se pominju mrežasti nosači mosta Dom u Kelnu sa 100 m raspona, i cevasta rešetkasta konstrukcija mosta Saltash kod Plimuta (Plymouth) (autor K. Brunei), oba završena tokom 1859. godine. Sredinom prošlog veka formirani su svi konstrukCijski i noseći sistemi koji sve do danas obeležavaju gradnju čeličnih mostova. Jedan spektakularni vrhunac postignut je 1851. u Londonu sa Kristalnom palatom. Približno u isto vreme počinje sa stanicama King-Kros (King-Cross) u londonu i Gare de l'Est u Parizu izgradnja serije velikih građevina železničkih stanica, zasvođenih gvozdenih staničnih hala; na stanici Sv. Pankracije (St. Pancras) u londonu je 1866. postignut evropski rekord sa rasponom od 78 metara.
Kako sada objasniti da se u toku vremenskog intervala koji je bio ograničen na pomenute primere gvozdenih mostova i hala, nije primena gvožđa u visokogradnji pomakla od prvih rezultata, i da se skeletne konstrukcije nisu mogle trajno probiti? Razlozi za to mogu se sažeti u četiri tačke, a to su u stvari iste smetnje koje su sve do danas stajale ili stoje na putu da steknu opšte priznanje i da arhitekti sigurno rukuju sa čelič- . nim konstrukcijama. 1. Građevinarstvo je, u poređenju sa drugim granama zanatske i industrijske tehnike, oduvek konzervativno, zbog toga je zanimljiv naziv "navika" ("Gewohnheit", nem. naziv, prim. prevod.) za ("wohnen": nem. naziv, prim. prev.). Konzervativcl.n stav građevinskih majstora ima u sebi nešto pozitivno; to je vezano sa Činjenicom da čovek od svog stanovanja i kulta građe nja :očekuje više nego što je samo zaštita od vremenskih nepogoda i celishodno korištenje prostora. On je sebe svojim građe vinama ovekovečio, pa to ima uticaja na kUlturu i na istorijske tokove. 2. "Arhitektura" u istorijskom smislu, grandiozna upornost kojom su graditelji stvarali grčke hramove ili srednjevekovne katedrale, u jednostavnom građenju u drvetu ili kao skromna mesta namenjena javnom sakupIjanju,postižući umetnička dela snažnog IZražaja i zanatskog savršenstva, u tom smislu nije, posle nastanka tehničke ere, arhitektama više mogućna. Investitori i arhitekte 19. veka usmeravali su orijentaciju umetnič ke tradicije sa tradicionalnim eklekticizmom. Mi danas više ne gledamo, kao pre 20 godina, sa omalovažavanjem umetnost građenja prošlog veka kao ciklus istorijskih sveča nosti u posebnim nošnjama. No treba da se utvrdi: istoricizam je već duže vremena smanjivao mogućnosti spoznaje da se uvođenjem gvožđa kao nosećeg materijala mogu stare kategorije građevinskog umeća, kao što su nosač i opterećenje, telo i prostor, i njihove strukture - grede i stubovi, lukovi i oslonci, itd. - staviti van snage ili pod znak pitanja. 3. Istorijske predrasude arhitekata produbile su u rastućoj razmeri jaz između arhitekte i građevinskog inženjera. Ukidanje starih zvanja građevinskih majstora, učvršćenje inženjera kao sopstvenog zvanja i smera obrazovanja, nastajanje moderne građevin-
ske statike, sve je to nastupalo istovremeno sa prvim koracima industrijske revolucije, i predstavljalo je važno obeležje nove epohe. Brzo usavršavanje računskih metoda analitičke statistike i otpornosti materijala arhitekte ubrzo nisu bili u stanju da slede; nije nikakvo čudo da se pri studiju istorijskih oblika graaenja napustala pretpostavka "monumentalne arhitekture", prepuštajući inženjerima "industrijsko građenje". Već sa prvim ranije pomenutim građevinama od gvožđa, mostovi i hale velikih raspona praktično su postali oblast građevinskih inženjera. Doduše,i na njih su imale uticaja predstave onog vremena o obliku, npr.~ tvrdoglavo zadržavanje na lučnim nosačima,ali su posedovali potrebnu nepristrasnost tamo gde su bili postavljeni najviši tehnički zahtevi, da se ostvare konstrukcijski oblici adekvatni gvožđu kao građevinskom materijalu. 4. U visokogradnji, koja je nekako spadala u rezervat arhitekata,nedostajala je inicijativa koja je građenje mostova i hala dovodila do smelijih ostvarenja. Ni broj spratova ni raspon i opterećenje tavanica nisu prekoračiva li ono što je bilo uobičajeno kod tradicionalne izgradnje palata i kuća. Kada se kod smelijih građevinskih konstrukcija koje su tekovina ranije industrijske.gradnje, pojavila nezapaljiva ravna tavanica sa gvozdenim nosačima umesto drvenih greda, nije se ništa osnovno promenilo u strukturi građenja višespratnih objekata. Spoljašnjim izgledom neizmenjeno je zadržan tradicionalan način raščlanjivanja fasada prema ulici i dvorištu. Tako je došlo do toga da je u velikim gradovima (Pariz, Milano, Rim) stanje, nastalo pretežno krajem 19. veka, tako dobro usklađeno sa značajnim starim građevinskim dostignućima. Ovde pomenute zavisnosti postaju možda još jasnije ako se podsetimo na neke čuvene izuzetke gde su se arhitek-
Liverpul, Albertov dok 1845
10
te onog vremena bdrili za oblikovai]e čelič nog krova hale. Biblioteka Sent Zeneviev (St. Genevieve) u Parizu, autor B. Labrust (Labrouste), jedna divna dvobrodna lučna konstrukcija od livenog gvožđa, spolja se ne primećuje. Okolni zid je u svojoj smeloj zatvorenosti, svojim originalnim modeliranjem još upečatljiviji, očigledno da se je arhitekta ovde osećao sigurnijim. No još i u zgradama železničkih stanica pri kraju 19. veka, npr., Frankfurt na Majni, pokazuje se ovo odudaranje između prozračne gvozdene lučne hale za koloseke, i masivne mom'· mentalne stanične zgrade.
Prvi koraci na putu prema čeličnim skeletima u visokogradnji bili su učinjeni veoma rano; u engleskim predionicama pamuka, da bi se dobilo više prostora i veća nosivost tavanica za mašine, zamenjeni su najpre drveni stubovi stubovima od livenog gvožđa, a tada i drvene grede tavaničnim nosačima iz livenog gvožđa. Najpoznatiju od tih ranijih višespratnih industrijskih građevina izradila je firma Filip i Li (Philip Lee) 1801. godine u Salfordu (Mančester). Projekat potiče od Baultona i Watta, pronalazača parne mašine. Slične tekstilne fabrike sa unutrašnjim skeletom od livenog gvožđa nastale su već osamdesetih godina, a sve ih je nadmašila predionica u Salfordu smelošću i originalnom konstrukcijom, pa je ona la uzor za dalji razvoj. Zgrada je UU1~Ja\Jl'\a m, široka 14 m, a za ono vreme
uobičajenu visinu od sedam spratova. Nosači od livenog gvožđa postavljeni su u poprečnom pravcu na rastojanjima od cca 3 m, poduprti la trećinama raspona dvostru-
kim redom stubova od livenog gvožđa. Tasu ovde prvi put pokazali neku vrstu I-profila, izdeljeni na polja ravnim kapama od opeke. Ova konstrukcija je doživela bitnu izmehu 1845. godine, kada je Viliam Ferbern (Fairbeirn) kod izgradnje jedne rafinerije umesto grede od livenog gvožđa primenio I-profil od kovanog gvožđa. Iste godine je A. Zores uveo u konstrukciju tavanice stambenih zgrada valjane l-nosače. Otada se primena nosača od kovanog gvožđa, a kasnije i nosača od livenog čelika proširila i na građevine izvan industrijske izgradnje. Zoresu je kod njegovh inovacija došao u pomoć niz pogodnih okolnosti: štrajk tesara,poskupljenje drvenih greda, pooštreni propisi u odnosu na protivpožarnu zaštitu i zahtev za većim rasponima tavanica. Tavanica od čeličnih nosača pokazala je u svom razvijenijem obliku prednost prema tavanici sa drvenim gredama, u odnosu na otpornost prema vatri i na bitno veću nosivost. No ona je bila nadmoćnija svodu ne samo zbog manjih troškova pri radu, već pre svega zbog jakog smanjivanja spratne visine i debljine zidova. Sama Činjenica što je čeličnim nosačima svod prevaziđen kao noseća konstrukcija i kao način oblikovanja u monumentalnoj arhitekturi doveden pod znak pitanja, govori o novoj epohi u arhitekturi. To šio se svod pri gvozdenim i čeličnim nosačima tako dugo zadržao kao pomoćna konstrukcija, pokazuje karakterističan uticaj istoricizma kojim se arhitektura 19. veka odupirala tehničkim inovacijama. Razdor između i 11"\""·""0'1-",,,, pokazao se je još jasnijim u onom građevinskom elementu koji može uzeti kao simbol arhitekture građanskog stoleća, u stubovima od livenog gvožđa, onom nečuveno vitkom nosećem elementu, sa primenjenim istorijskim ukrasnim oblicima kapitela, baze i kaneliranja. Naročito originalno i snažno modelirani primeri ranijih stubova od livenog gvožđa postojali su u prvim engleskim železničkim stanicama i u kuhinji Kraljevskog paviljona Džon Neš (John Nash, 1821), neuobičajeno visoke i vitke cevi od livenog gvožđa sa kapitelom oblika palminog lišća iz obrađenog lima. Kasnije se stub od livenog gvožđa izrodio u jedan masivan proizvod koji se mogao poručivati u svakoj željenoj visini i u svim stilskim oblicima: dorskom, toskanskom, korintskom, gotskom, arapskom. Način izrade nosača kako su dali Baulton i Vat vladao je konstrukcijama u industriji tokom celog 19. veka; on se, međutim, nije mogao obeležiti kao skeletna konstrukcija spoljašnji zidovi su trebali da prihvate bitni deo opterećenja od tavanice, a pre svega da preuzmu ukrućenje i sile od vetra. To se jasno odrazilo u građevinskim propisima u SAD i u evropskim zemljama. Oni su predvideli ojačanje spoljašnjeg zida smerom naniže kroz jedan ili dva sprata, tj. obimni zid je bio u proseku za pola opeke deblji nego kod zgrada u visokogradnji, sa nosećim i ukrućenim unutrašnjim zidovima, dakle; kod vanični nosači
nosača, koji se kao armatura uklapaju u zid od opeke. U vremenu između 1850. i 1880. izrađen je u SAD veći broj magacina, robnih kuća i upravnih zgrada, kod kojih su fasade bile u celini rešene u metalnim nosećim elementima. Impuls je, kako izgleda, dao Džems Bogardus, mnogostruki pronalazač, ko'nstruktor i fabrikant. Među njegova glavna dela spada izdavačka kuća Harper Brothers, 1854; ulič na fasada petospratne zgrade je u potpunosti sastavljena od prefabrikovanih delova od livenog gvožđa; u unutrašnjosti gvozdeni skelet ranije pomenutog tipa engleskih konstrukcija u industriji, ovde u SAD po prvi put sa valjanim nosačima od kovačkog gvožđa. "Arhitektura" fasade oslanja se na uzore kasne venecijanske renesanse: karakteristična je po teškim, bogatim oblicima, posle čega sledi elekticizam u drugoj polovini 19. veka. Danas nas jače impresionira strog izgled fasade od livenog gvožđa na građevini River Front u Sent Luisu ..Istorijski sastavni elementi su u dekoru i reljefu ovde do krajnosti redukovani. Ravni profili simsova, kićeni ukrasni stubovi, kapiteli podnožja podcrtavaju zapravo samo· elementarni kontrast od snažnih horizontala i kićenih vertikala, od nosećih profilisanih prizmatično i cilindrič no.
stambenih i administrativnih zgrada. Ovo pravilo, koje je, npr., u nemačkim građevin skim propisima važilo do drugog svetskog rata, začuđujuće je širokogrudo: prema propisima koji važe danas za dopuštena naprezanja zidanih zgrada, moraju debljine zidova u građevinama ovakve vrste biti znatno veće. Na sledeći korak na putu prema čeličnom skeletu, na rešenje spoljašnjeg zida u nosećem skeletu od metala, dosta se dugo če kalo, jer je to moralo bitno uticati na arhitekturu fasade. Prvi nalet bio je opet na omiljenom proizvodu iz oblasti livenog gvožđa, na stubovima; oni su proizlazili iz klasičnih građevinskih oblika arkada, zasvođenih hodnika, koji su još od antike igrali u izgradnji gradova tako važnu ulogu. Veličanstvene su arkade velikih raspona u fasadama od čiste opeke kod engleskih građevina dokova (Katarinin dok u Londonu, 1828, Albertov dok u Liverpulu, 1845); metar debeli, prema gore jako suženi profili stubova od livenog gvožđa sa tesnim dorskim kapitelima i sa prekrasnom bojom poput rđe. Jedan drugi stepen skeleta spoljašnjeg zida, koji se bitno približava modernim skeletnim konstrukcijama, to su konstrukcijski detalji od kovanog gvožđa, koji su se, pre svega u Parizu, već početkom ovog veka ostvarivali putem izrazito široko otvorenih izloga ili prozora na fasadama kuća; jedna vrsta plitkih rešetkastih lukova ili višedelnih paralelnih mfežastih
U ovo vreme nastale su i u Evropi značajne gvozdene fasade, npr., Gardnerova zgrada uGlazgovu, 1856. Naročito lepa je zamena vitkih stubova od peščara čeličnim rebrima balkonskih prozora na zgradi Oriel Čembers (Chambers) uLiverpulu, 1864; ovi, napolje ispupčeni prozori (englesi naziv "bay-window"; naš narodni naziv "gukfenster", prim. prevodioca) igraju kasnije važnu ulogu u Čikaškoj školi. Veliki požari 70-tih godina u Bostonu, a pre svega u Čikagu, uništili su iluziju o neuništivosti gvozdenih konstrukcija. Razočaravaju će saznanje da jedan nezapaljivi građevinski materijal ne mora bezuslovno biti i otporan prema vatri, odrazilo se u Evropi, još pre nego 'u SAD, u pooštrenim propisima za protivpožarnu zaštitu, što je predstavljalo kraj ovog prvog zaleta prema čistoj metalnoj arhitekturi.
Prva višespratna građevina izvedena dosledno kao čelični skelet je fabrika čokolade Menije (Menier) u mestu Noazie na Marni kraj Pariza,' 1871/72, autor Žil Solnie (Jules Saulnier) . Ovde su opet bili, kao i kod engleskih predionica pamuka, u potpunosti ispunjeni zahtevi konstrukCija u industrijskoj izgradnji, koji su prisiljavali inženjera da u potpunosti iskoristi konstrukcijske mogu9nosti i nosivost gVOŽđa kao građevinskog materijala. Zgrada je izgrađena na Marni, ali ona se oslanja na četiri snažna mostovska stuba, koji jednostavno prihvataju i vodenu snagu reke. Skelet spoljašnjeg zida stOji na jednoj gredi, visokom sandučastom nosaču, koji čitavo opterećenje od zgrade i sile
od vetra prenosi na osam oslonačkih tača ka. Ukrućujući pregradni zidovi ne postoje, a ni čeoni zidovi ne mogu da prihvate horizontalne sile; stoga se za ukrućenje konstrukCije zgrade moralo tražiti posebno rešenje: vidljiv spoljašnji skelet je pod dužini ukrućen romboidnom mrežom sa dijagonalama pod nagibom od 60° koja se u uglovima zgušnjava u usku traku, u neku vrstu sprega za velar. Za poprečno ukrućenje podVlake su pomoću rešetkastih konzola kruto vezane sa glavnim stubovima fasadne rešetke. Ovaj par stubova koji leži pre9
N oh>iel-sur-Marn0, fabrika čokolade 1872
11
nih zgrada pri čemu se traže i neka nova konstrukcijska rešenja; ovaj razvoj je oko 1880. počeo u Ćikagu.
Požarom 1871. bio je grad gotovo potpuno uništen; ponovna izgradnja napredovala je samo sa zastojima. Oko 1880. godine započeo je jedan neviđen. porast građevinske delatnosti. Kultivisanje
Cikaš~(a
Srednjeg zapada, izgradnja mreže i vodenih puteva, unovča vanje zemljišta, učinili su Cikago raskrsnicom i proizvodnim središtem moćnog zaleđa, najvećom žitnom tržnicom sveta, težištem trgovine drvetom, industrije životnih namirnica, izgradnje mašina i alata. Skokovito rastuće zahteve za kancelarijskim i poslovnim prostorima, za magacinima i robnim kućama, građevinska industrija je jedva mogla da zadovoljava; naglo su rasle cene osnovnih proizvoda, zgušnjavala se 'izgradnja unutar utvrđene ulične mreže, a visoke zgrade su narastale u oblakodere.Takav način gradnje bio je moguć samo primenom čeličnih skeleta, da bi se zadovoljili zahtevi za maksimalnim korišćanjam zemljišta i građevin skih površina, i za postizanje stalno rastućeg tempa građenja. Već oko 1895. bio je nov način građenja uobičajen u svim većim američkim gradovima, no za sada je Ćikago imao više visokih zgrada sistema čeličnih skeleta nego svi ostali američki gradovi zajedno. železničke
škola 1880 - 1910
Skromno pionirsko naselje na ušču reke Ći kago u Mičigensko jezero dobilo je 1830. status grada. 1871. godine je broj stanovnika narastao na 30.000, pri čemu se Je Ćika go izgrađivao gotovo jedino drvenim kuća ma, izvedenim u konstrukcijskom sistemu "baIJon frame" (zakovana drvena zgrada), koji se u SAD primenjuje sve do danas.
ČIkago, zgrada Leiter 1879
I
12
Postojali su i neki drugi posebni zahtevi i pretpostavke koji su zahtevali građenje skeletnim konstrukcijama, uticali na njega i omogućavali ga. To je najpre bila topografska situacija koja je, zajedno sa saobraćaj nim teškoćama da se oko poslovnog središta Ćikaga proširi saobraćajni čvor (petlja) što je dugo vremena predstavljalo ozbiljnu zapreku. Od početka se davao na "otvoreno" projektovanje osnove, na mogućnost da se iskorišćavanje prostora može naknadno i menjati; mnoge od ranijih skeletnih građevina su se od stovarišta (magacina) pretvarale u upravne zgrade, i obrnuto. Isto tako je i kasnije proširivanje nadograđivanjem spratova bilo već tada planirano i često i izvođeno. No visoke poslovne zgrade ne bi bile racionalno upotrebive da mašinski inženjeri nisu blagovremeno montirali sve potrebne kućne instalacije i uređa je. Prvi i najvažniji zahtev bio je lift (dizalica) za ljude. Sigurnosni lift pronašao je Eliša Grejvs Otis (Elisha Graves Otis) i prikazao ga na izložbi u Njujorškoj Kristalnoj palati 1853; prvi lift za praktično korišćenje instalirao je 1857. u jednoj robnoj kući na Brodveju. Od tada je Njujork stekao sigurnu prednost u izgradnji visokih zgrada, čak je stekao i slavu "prvih oblakodera" , devet - do desetoetažnih poslovnih zgrada u masovnom načinu građenja, koje su nastale sredinom 7G-ih godina. Dok je lift napredovao od parnog pogona, pa preko hidrauličnog na električni pogon, razvijale su se i ostale instalacije, telefon, pneumatska pošta, centralno grejanje i ventilacija. No zbog ovih tehr ičkih pretpostavki ne sme se zaboraviti moralni značaj (snaga) koji stoji iza prvih čeličnih skeletnih građevina u Ćikagu. To je neiscrpan pionirski duh kojim su arhitekte bili nadahnuti i koji je njihovim građevinama davao snagu i svežinu.
Čikago , zgrada Rilajen,s 1894
Osnivač "Čikaške škole" i njen vođa bio je Viliam le Baron Oženi (William le Baron Jenney). On je 1868. otvorio u Ćikagu svoj arhitektonski biro; zgrada Leiter I, 1879. je njegov prvi veliki domet. Odlučnost sa kojom je ovde formalnim izrazom shvaćeno građe nje nije kasnije gotovo ni bila premašena; građenje svojom nesalomivom snagom podseća na starorimsku arhitekturu. U konstruktivnom smislu, kod ovih petospratnih, a kasnije za još dva sprata povišenih zgrada, radi se o mešovitom načinu građenja: drvene grede na podvlakama od livenog gvožđa, oslonjenim u unutrašnjsoti na stubove od livenog gvožđa, a na spoljnim krajevima na zidane stubove. Novina je smela vitkost spoljašnjih stubova, velika širina prozorskih otvora, što zbog ivičnog oslanjanjazahteva potrebu za nosačima od kovanog gvožđa. Zidna konstrukcija oslonjena i uč vršćena gvozdenim unutrašnjim rebrom dolazi jasno do izražaja putem jako naglašenih pod nožnih zidnih platana za usidrenje glavnih nosača na glavama stubova. Još progresivnije deluje u svojoj osnovi zgrada Leiter. I: ovde se pokazuje čistoća konstrukcijskog rastera, otvorenost projektovanja, smanjenje građevinskog materijala, što, npr., nije ni danas premašeno građenjem u čeličnom!. skeletu. To postaje još jasnije, ako se posmatra osnova zgrade Monadnock (1891), poslednje visoke zgrade u masivnom načinu građenja.
Kod naredne velike Oženijeve građevine za kompaniju kućnog osiguranja (Home Insurance Company), 1883/85, među spoljašnjim stubovima uključen je i jedan noseći čelični stub. U fasadi nema ova zgrada ni izdaleka jednostavnost i strukturalnu čistoću zgrade Leiter I: jako naglašeno prizemlje, završni okrugli lukovi na poslednjem spratu, balu strada izvučena preko glavnog simsa, to su eklesticistički motivi koji se suprotstavljaju prirodi skeletnih konstrukcija. Oba glavna objekta Oženija, zgrada sajma od 1891 i zgrada Leiter II, 1889, deluju modernije. Istorijski naglasci su smanjeni na najmanju meru; kićeni bazisni profili i kapiteli su samo za to da odražavaju stubove u oblasti pilastera; oni bi se zapravo mogli i izostaviti, i čovek ima osećaj da ih se Oženi hteo najradije rešiti. Obe ove građevine već su kompletne konstrukcije sa čeličnim skeletom; ovde se to vidi iz zidanih stubova, što oni više ne nose, čak ne nose ni sebe, već predstavljaju samo omotač za noseć e čelične stubove. Konsekventno rešenje spoljašnjeg zida na nosećem metalnom skeletu ostvarili su prvi put Holabird i Roš (Roche) kod\zgrade Takoma (Tacoma) visoke četrnaest spratova (uključujući i prizemlje), 1884, danas nažalost već srušene. Ovde su se pokazali kao naročito dobri "bay prozori" sa prozorskim balkonima odozgo do dole, motiv koji se je u Čikagu održao sve do početka narednog veka. U svom najvažnijem delu, zgradi Market (Marquette), 1894, došli su Holabird i Roš veoma blizu jasnom horizontalno-vertikalnom raščanjivanju zgrade Sajma i zgrade Leiter II, ali -Ju ih premašili u smanjivanju tradicionalnih ukrasnih oblika. Ne bi trebalo da majstOf'e Čikaške škole bezuslovno utoliko više ocenjujemo, ukoliko su oni bliži našim današnjim predstvama o skeletnim konstrukcijama. Njima nije bilo do toga da razvijaju novu arhitekturu, već je njihov zadatak bio da grade visoke kuće na način koji bi obezbeđivao stabilnost i otpornost prema požaru. Koliko mnogo su oni pri tome koristili arhitektonski repertoar svoga vremena, zavisilo je pretežno od zahteva poruči oca. Oni uopšte nisu nalazili vremena da postavljaju neke teorijske postavke; bezbrižnost puna temperamenta, kojom su oni koristili ili ovladavali naklonost ili nenaklonost ili njima ovladavali, karakteri salo je njihove radove. To se pokazuje naročito jasno kada se malo t:)olje razmotre dve građevine u kojima je duh Čikaške škole najjače izražen: zgrada ~ilajens (Reliance) i zgrada Monadnok (Monadnock). Zgrada Rilajens stvarno zaslUŽUje pohvalu zbog rasne vitkosti fasadnih elemenata, a time i ekstremnog zastakljenja; na prvi pogled se prepoznaje skeletna konstrukcija. "Bay" prozori imaju ovde dvostruku širinu, ali su bitno pljosnatiji nego obično. Oni ne deluju kao neki obogaćujući dodatak, već su integrisani u strukturu fasade, radi se zapravo o naboranoj fasadi. Kod toga je stvarna noseća konstrukcija uglavnom sakrivena: svaki izbočeni deo fasade obuhvata, naime, tri spoljna stuba čeličnog skeleta, od kojih srednji iščezava iza napred
istaknutog fronta prozora, a dva spoljašnja su do polovine prekrivena prozorskim stubićima (Pfosten, nemački izraz, prim. prevodioca.) Samo u uglu i ~ najnižim spratovima noseći stubovi postaju vidljivi. Sve ove fine nijanse ne bi uopšte imale svoju vrednost da je zgrada Rilaens, kako je to bilo prvobitno planirano, bila izgrađena samo sa pet spratova, i da nije naknadno nadograđena sa još deset spratova. Tako se na ovoj arhitekturi dobilo ono progresivno "otvorena forma" niz potpuno jednakih jedinica,onaj princip koji je već bio ostvaren pri projektovanju hale u Pekstonovoj (Paxton) Kristalnoj palati, više slučajno nego zbog nekog konstrukterskog obzira. Konačno, zgrada Monadnok, najoriginalnija čikaških građevina, ona koja je u međuvremenu postigla najviše priznanje, uopšte nije u čeličnom skeletu, već je to
od svih
prava masivna građevina, u svoje vreme najviša građevina sa nosećim zidovima od opeke. Tvrdoglav, konzervativni izvođač je osorno odbacio zahtev firme Barnhem i Rut (Burnham i Root) da se primeni čelični skelet sa terakota oblogom, te je zadržao čistu građevinu od opeke bez ikakvih ukrasa. Rut, isprva ljut, postepeno je prihvatiO rešenje sa opekom, pa je ovde i on uložio dosta svog truda. Energično konkavno zaobljenje, usled čega spoljašnji zid ide preko jako unapred istaknutog prizemlja, sa proširenim konveksnim zaobljenjem na uglovima, daje telu zgrade neverovatnu dinamiku i stvara utisak snažne nosivosti koju sugeriše i duboko urezana konstrukcija prozora. Putem "bay" prozora, koje je poređao u svakoj osovini, Rut je u građevinu uneo jedan deo metalnog skeleta, ublažio je masu građevine, a istovremeno pojačao vertikalnost,; pre svega je uspostavio harmoniju sa okolnim građevinama onog doba i to tako snažno da čovek nije na prvi pogled ni svestan postojeće osnovne konstrukcijske razlike.
Čikago, zgrada Monadnock 1891
O razvitku čeličnih konstrukCija u njihovim pojedinostima daju pomenute građevine samo malo razjašnjenja. Među savremenim stručnim publikacijama dostupno je samo delo publikovano u Njujorku 1901, "Architectural Engineering" autora J. K. Frajtaga (Freitag), koje ima približno istu koncepciju kao i ova knjiga. Da je inženjer igrao u američkoj visokogradnji važnu ulogu, izlazi i ~z samog naslova, koji glasi "Primena inženjerskih metoda na građevinske projekte i na građevinske konstrukcije". ~rajtag je u "Chicago Construction" ustanovio dva tipa, dva stepena razvoja; prvo "skeletna" konstrukcija koju je pronašao W. L. B. Oženi i primenio na zgradu Takorna: potpuno povezan noseći skelet koji preuzima sva opterećenja od tavanica, krova i zidova, 13
i prenosi ih u temelje stubova, ali koji je predviđen i za odvođenje sila od vetra na ukrućujuća zidna platna od opeke. "Skelet" je uskoro potisnut drugim tipom konstrukcije, nazvanim "cage" (engleski naziv, u prevodu kavez, prim. prevod.). Ovde je noseći skelet u sebi krut kao neki kavez; ukrućenje za vetar postaje integralni deo čeličnog skeleta. Usled nezavisnosti nosećeg skeleta od okolnih zidova omogućeno je rešenje za prostrane prozore, izmenu pregradnih zidova, smanjenje debljine zidova i opterećenja. Pre svega dolazi do značajnog ubrzanja toka građenja, a može se jednovremeno u više spratova napasti radovima i na ispuni i na oblozi spoljašnjih zidova.
Ukrućenje protiv vetra, druga pretpostavka za dobro noseći čelični skelet, bilo je devedesetih godina prošlog veka praktikovano na tri tipa konstrukcija (koje se koriste još i danas):
1. Spregovi za vetar, najčešće u obliku Ukrštenih dijagonalnih okruglih štapova; 2. Portali i okviri za vetar tamo gde z,a ugrađivanje spregova za vetar ne stoje na raspolaganju zatvorena zidna polja; 3. Mrežasti rešetkasti nosači sa što je mogućno većom konstruktiv'1om visinom, kruto vezani sa nosećim stubovima. Fundiranje je treći problem za koji skeletne konstrukcije zahtevaju nova rešenja, tačnije rečeno, izmene poznatih tipova temelja: bankete, šipovi, kesoni. To što je Čikago bio vodeći u razvoju "lebdećeg fundiranja", sleduje iz svojstava tla: plastična glina velike debljine, koja kod ispravnog dim?nzionisanja površina temelja omogućava ravnomerna sleganja. Temeljenje koje se primenjuje XI ~ kod masivnih građevina, široka i često veo- ~ ma duboko zidana banketa, ne može se Z preneti na pojedinačne temelje visokih ske~ ~ ~ letnih zgrada. Snažne masivne piramide, ko- ~~ ~ __ je bi ovde trebalo da budu prisutne, odba~-~~ cuju se zbog zahteva za potrebnim prostorima u podrumu; ili, ako se položi dublje, . nastupaju dodatni troškovi i povišen rizik, ~~~~IO, zgrada oSiguranja (Guaranty jer su plastična sleganja gline utoliko veća i neravnomernija, ukoliko su temelji dublji.
I
Tada dolazi do toga da se na temeljnu betonsku ploču umesto zidanih delova polažu železničke šine u različitim položajima i u različitim smerovima, koje se onda ubetoniraju u slojevima; na taj način može se smanjiti dubina temeljnog tla na polovinu. Železničke šine se tada postepeno zamenjuju 1-nosačima. Pri povećanju broja spratova postignuto le uskoro da je više stubova položeno na zajednički roštilj u slučajevima kada se čitava površina temelja morala formirati kao jedan veliki temeljni roštilj.
Det&IJ fl'llj8de :li:grade Fort Dearborn, J.K. Freytag
Današnjeg izvođača čeličnih konstrukcija moglo bi iznenaditi da se zaštita protiv požara stavlja na čelo diskusije i da ona zauzima veoma širok prostor. Za inženjere i arhitekte Ćikaga nije protivpožarna zaštita bila neki neželjeni zadatak, već njihova posebna briga; strah od katastrofe usled požara 1871. godine mora da je i kasnije postojao. Frajtag je dao statističke podatke o štetama od požara, on opisuje iskustva koja su se sakupila tokom 90 godina kod požara zgrada sa čeličnim skeletima, te upućuje ujedno i na mere za oblaganje svih nosećih delova kao zaštite od požara. 14
Fundiranje na šipovima je u početku izgradnje čeličnim skeletima srazmerno malo napredovalo: ono je bilo favorizovano na stenskom zemljištu Njujorka i Bostona. Kod drvenih šipova posebna briga je posvećiva na spuštanju· nivoa podzemne vode - drveni temelji bivali su već tada tim putem uništavani.
Za tehnologiju izgradnje čeličnih konstrukcija još da se napomene da je valjani nosač od kovanog gvožđa bio 1885 zamenjen valjanim nosačem od livenog čelika, koji je u SAD kao prva primenila kompanija Karnegi Stil (Carnegie Steel). Od tog trenutka gube i stubovi od livenog gvožđa brzo na svom značaju, a isto tako i specijalni profili za stubove sastavljeni od komplikovahih lučnih ili poligonainih profila od kovanog gvožđa, da bi na njihovo mesto došli. normirani profili ili sandučasti preseci od valjanog čelika. Kao spojno sredstvo zakivci su već pre toga potisnuli zavrtnjeve. Tako su, na prelasku u dvadeseti vek, formirani svi bitni konstrukcijski elementi sa kojima se gradnja čeličnih skeletnih konstrukcija mogla održavati narednih četrdeset godina svog razvoja.
Za arhitekte su možda, umesto pomenutih tekovina, interesantni detalji fasade, koje je sobom donosila primena čeličnih skeletnih konstrukcija. Pre svega radilo se o tome da se konstruiše prozor neuobičajeno velike širine. U početku su se ljudi držali jednog jednostavnog reda: tri ili četiri vertikalno pokretna klizna prozora po polju. Iz toga se razvio tipičan "čikaški prozor": jedno nerazdeljeno, fiksir~no zastakljenje u sredini, omeđeno sa dva uža, horizontalno podeljena bočna krila. Prozorski stubići, "malioni" (mullion), bili su tada korišćeni za diferencirano deljenje prostora pomoću raznih pregradnih zidova. tehničkih
Zgrada Park Rou (Row) u Njujorku, 1900, sa svojih 36 spratova tada najviša zgrada na svetu, još je i danas fundirana na drvenim šipovima. Fundiranje na kesoni ma, najpre na drvenim, a kasnije čeličnim kesonima, primenjivalo se kod naročito teških terenskih uslova i kod visokih zahteva u odnosu na sigurnost. Ovaj način fundiranja, najsloženiji po svojim zahtevima, koji je bio isproban već i kod gradnje železničkih mostova, bio je u Njujorku dalje razvijan za potrebe izgradnje visokih čeličnih zgrada.
Building)
Naročito poučan i važan detalj je "spandrel" , tj. deo između prozora dvaju susednih spratova. Sa prelaskom na .. kavez" konstrukciju morale su se potprozorske trake (nemački naziv "Sturz" , prim. prev.), greda natprozornika j bokovi shvatiti i izgraditi kao jedna strukturna jedinica. Kod Frajtaga "spandrel" sekcije su kuriozitet mešanja čelične konstrukcije i istorijskih fasadnih detalja; tačniji uvid, međutim, pokazuje da su konstrukcijski problemi i problemi građe vinske fizike (pomeranja stubova usled temperature, rasterećivanje prozorske konstrukcije, iZjednačavanje. sleganja fasadne obloge i zida) brižljivo prostudirani. Fasadni materijal postala je omiljena terakota, pošto se ona pokazala izvrsnom kao materijal otporan prema požaru i kao materijal za ispunu plafona i unutrašnje oblaganje. Prastara tehnika oblaganja keramičkim piočicama pružala je arhitektama mnogostruke mogućnosti obogaćivanja u ornamentima i boji.
Ukrasni reljef, koji je zahtevao .. paljeniH ton, davao je finu meru i utisak lakoće, dobro usklađen sa skeletnim konstrucijama. Veoma dobro se ukras od terakote slaže na fasadi visoke zgrade, ograničen na simsove, ivice prozora i trake, sa oblogom od opeke, kao na primer kod ranije pomenute zgrade Market. Za zgrade sa većim zahtevima primenjivala se čitava hijerarhija materijala: prirodni Kamen u donjim spratovima, obloga od opeke za stvarno telo zgrade, kao i arhitektura lučnih i glavnih simsova od terakote. Da se oblaganje prirodnim kamenom, uprkos njegovim nedostacima, nedovoljna otpornost prema vatri, teškoće pri spajanju sa čelič nim skeletom i zidom, moglo krajem 19. veka ponovno sprovoditi i primenjivati sa posebnom naklonošću, razlog leži u osnovnom stavu tokom toga veka, koji je, među tim, Čikaškom školom doduše potisnut u pozadinu, ali nije bio prevaziđen.
Isečak iz fasade robne kuće, kompanija Carson, PInle, Scott, ČIkago, 1901
U obimu u kome se način građenja u čelič nim skeletima usavršavao i proširiO po Sjedinjenim Državama Amerike, učinio je vidljivom jednu promenu u shvatanju arhitekture, okretanje prema akademskom istoricizmu. Prvi pisci istorije moderne arhitekture, npr., Giedion, za ovu promenu smatrali su odgovornom svetsku izložbu u Čikagu 1893 raskošan dekorativni stil uvežen od Ecole des Beaux Arts koji je ovde trijumfovao, i koji je u zametku prigušio polet prema novoj arhitekturi, te je njen razvoj bacio za pedeset godina unatrag. Danas se ovo tumačenje čini prevaziđenim ; u međuvremenu se došlo do saznanja da izložba od 1893. nije bila uzrok neoklasicističkog kretanja, već samo jedan simptom. Snaga Čikaške škole, njen formalni jezik bio je suviše spontan da bi mogla dati osnov za konvenciju priznatu od publike i arhitektonskih krugova cele zemlje koji su zahtevali povećan obim građenja i povećane reprezentativne zahteve; još nije bilo zrelo vreme za stvarno funkcionalnu arhitekturu skeletnih konstrukcija.
Problematika koju je donela sobom arhitektura oblakodera devedesetih godina prošlog veka snažno se odražava u stvaranju L. Salivena (Louis Sullivan). On je posle svojih studija u Parizu stupio u biro D. Adlera, sa kojim je sarađivao do 1895. PrVa visoka poslovna zgrada firme u konstrukciji od čeličnog skeleta je zgrada Veinrajt (Wainwright) izgrađena u Sent Luisu 1890/91. Ovde je Saliven pokušao da problem arhitekture "oblakodera" reši u smislu kompozicije zatvorene u samoj sebi i perspektivno odmerene. Saglasno klasičnoj shemi temelj - zid - sims, on je telo građevi ne raščlanio u tri zone: tri jednostavna donja sprata bez ukrasa ozidana u prirodnom kamenu, iznad toga poslovni spratovi ozidani opekom sa usko postavljenim međustu bovima i uvučenim ornamentisanim parapetom, iznad toga snažna, bogato ornamentisana traka, na kojoj leži ispupčena ploča simsa. Ugaoni stubovi su prema srednjim stubovima snažno prošireni, stvarna noseća struktura dolazi do izražaja u široko razmaknutim stubovima prizemlja.
Arhitektura oba ova oblakodera sa svojom virtuoznom ornamentikom nije mogla stvoriti školu, za to je bila suviše velikih zahteva i suviše lična. Saliven je to i lično osetio, no u svakom slučaju, on je u svom poslednjem slavnom delu, robnoj kući Karson, Pi,ni i Skot (Carson, Pinie & Scott) u Čikagu, 1899/1901, na elementarnom i jednostavnom raščlanjivanju fasade koje\ tačno odgovara skeletnoj konstrukciji, ponovno prihvatio da ornament ostaje na oba donja sprata, a ukrasni prozorski okviri da su ograničeni; prevaziđeni su klasični kompozicioni principi. Za samog Salivena bilo je građenje tragičan promašaj, savremenici ga nisu mogli razumeti i u tome su videli povratak na primitivne početke skeletnih konstrukCija. Tokom poslednje 24 godine života nije više dobio nijednu veću porudžbinu. U nastavku treba da se ukaže na još nekoliko skromnijih radova, u kojima se nastavlja delovanje duha pionirskih građevina Čikaga, sve do prvog svetskog rata, zgrade koje su publika i kritika manje zapažali, a na kOjima je sa skromnim arhitektonskim zahtevima i sa jednostavnijim sredstvima ostvareno ono što je Saliven izdestilisao na robnoi kući Karson, Pini i Skot, kao kvintesenciji Cikaške škole. Svojim skromnim oblaganjem opekom, svojim finim diferenciranjem vertikal-
Ćikago, zgrada (Liberty Mutual Insiruance) 1908
Na zgradi Guaranty izgrađenoj 1894/95 u Bafelou (Buffalo) Saliven je ovaj prncip raščlanjivanja profinio, a istovremeno povisiO i ~ srazmemi efekat vertikalnog raspoređiva nja; usek između tri zone, dominacija ugaonih stubova i priključnog simsa su jako ublaženi, a svi elementi su sažeti u jednu organski izraslu jedinicu. U oblasti sokla se noseći stubovi uočavaju jasnije, oni u prizemlju prelaze delimično u okrugle stubove. Ovde se pojavljuju "piloti" koje je kasnije I~ ~~~~==:===*====~; Korbizije (Le Corbusier) uveo kao konstruk- ~ tivni element modernih skeletnih konstrUkcija. 15
nih i horizontalnih elemenata one deluju skoro kao da su van vremena. Kao karakterističan predstavnik ove grupe neka se od ranijih pravih čeličnih skeletnih građevina istakne zgrada Liberti-Mjućuel-lnšurens (Liberty-Mutual-Insurance) autora Ch.F.Ekstrema (Eckstrom).
Brisl, Maison du Peuple 1899
Da su Francuska i Belgija bile prve evropske zemlje u kojima su se čelične skeletne konstrukcije u visokogradnji stalno dalje razvijale, nije nikakva slučajnost; materijalne i duhovne osnove bile su ovde naročito povoljne. Već u rano vreme građenja u gvožđu je Francuska osporavala Englezima vodeću ulogu: prve krovne konstrukcije od kovanog gvožđa nastale su u Francuskoj pre engleskih mostova od livenog gvožđa. Sa svodovima u kombinaciji stakla i gvožđa na zgradama Galeri d'Orlean (Galerie d'Orleans) i Žarden de Plant (Jardin des Plantes) su Fon16
ten i Ruo (Fontaine i Rouhault) stvorili osnovnu novinu u umetnosti građenja u 19. veku. 1860-tih godina postigla je Francuska jasnu prednost u gradnji gvozdenih mostova, a pre svega u gradnji hala. Životnom delu graditelja G. Ajfela (Eiffel) su nemački konstruktori rešetkastih mostova jedva mogli dati nešto što bi bilo uporedivo po smelosti i harmoniji. Tokom pariskih svetskih izložbi 1855, 1867. i 1878. čelične konstrukcije su postigle svoj vrhunac sa lukom na tri zgloba raspona 110 m na hali mašinskog paViljona. Ova hala, najimpoznantnija koja je do tada izgrađena, ne bi možda bila 1910. godine srušena da nije od početka bila u senci Ajfelovog tornja, koji je, mada u početku žestoko kritikovan, u međl)vremenu postao pravi simbol koji nije samo slikarima, već i arhitektama pomogao za jedan novi i bogat osećaj prostora i konstrukcije. Francuzi su se uvek među latinskim narodima u arhitekturi odlikovali racionalnim i jasnim· konstruktivnim načinom mišjenja. Francuski teoretičari arhitekture su već u 18. veku ukazivali na racionalne kvalitete, pa su ovu strogu meru primenjivali i kod kritičkog procenjivanja savremenih građevina. Oko 1850, kada je oživljavanje gotike postiglo u Engleskoj najvišu tačku, usmerio je Viole le Dik (Viollet le Due) svojim delom (u 10 svezaka) "Dictionnaire raisonne" , sveobuhvatnim prikazom srednjevekovne građevinske umetnosti i građevinske tehnike, naučni osnov "srednjevekovnog racionalizma". On je sve oblike razvitka svodio na konstruktivne potrebe i uspehe. Za njega su svodovi sa ukrštenim rebrima, sistemi stubova i kontrafora gotskih katedrala krajnja tačka jedne duge evolucije koja je u gradnji zasvođenih bazi ličkih crkvenih prostora imala usmerenje na sve jasnije ostvarenje principa skeleta, najvećeg dometa francuskog inženjerskog duha. "La construction gothique est ingenieuse" (gotska konstrukcija je genijalna), tako se kaže na jednom mestu u poznatom delu "Construction". Strastvena polemika, kojom je Viole le Dik napadao srednjevekovne građevinske majstore, okrenula se protiv savremenih kolega akademskog usmerenja, koji su čvrsto stajali iza građe vinskih ideala antike i renesanse, a prema novitetima gradnje gvožđem bili suzdržljivi ili čak neprijateljski orijentisani. "Rimljani su konstruisali tako, kako pčela gradi svoje saće: to je čudesno, ali u tome nema nikakvog napretka, saće je u doba Rimljana izgledalo isto tako kao i u Nojevo doba. Dajte jednom rimskom građevinskom majstoru liveno gvožđe, lim, staklo, on neće znati što da počne s time. Moderni duh je drugačije vrste". Reči "moderni" i "gotski" on u ovom kontekstu koristi kao sinonime. Zajedno sa engleskim pokretom reforme Ruskina i Morisa, čini racionalistički moral arhitekture, nametnut od Viole le Dika, važnu pretpostavku za svako kretanje u internacionalnoj arhitekturi, koja zapravo prethodi "modernoj", i koja je istoricizam po prvi put prevazišla. L'Art Nouveau (Nova umetnost), Jugendstil, bila je od savremenika shvaćena kao zbilja nešto novo; ona je bila jednako intenzivna kao i kratkotrajan impuls, jedan potreban
prelazni stadijum. Da bi se suzbile ukorenjene predstave o tekućim arhitektonskim oblicima, morali su vodeći arhitekti očigled no početi sa ornamentikom, oni su morali ponuditi potpuno nov, široko primenijiv, u sebi zatvoren repertoar ukrasnih oblika, jedan svet oblika, izvedenih direktno iz prirode. kako se to predstavljalo u savremenom slikarstvu, grafici i unutrašnjoj dekoraciji, kao na primer, kod Manha, Berdslija (Munch, Beardsley), engleskih predstavnika Morisove škole. Ostvarivanju ovog jezika formi na građevini služio je naročito građevinski materijal gvožđe, tehnika koja je bila primenjivana da bi se krhki mateijali njišućih i nestabilnih biljnih oblika zemenili upotrebljivijim materijalom; jednu, za naše pojmove neuobičajenu kombinaciju livenog gvožđa, savijenih profilisanih štapova i dekupiranog lima. možda je svojim predlozima forsirao Viole le Dik, radi ukrašavanja gVOZdenih konstrukcija. Dok su oni koristili i uvažavali vitkost, kovljivost (obradljivost) gvozdenih nosećih elemenata, građevinski majstori Jugendstila opet su prihvatili razvoj koji je počeo već u rano doba građenja livenim gvožđem - u unutrašnjim prostorijama Kraljevskog paviljona (autor J. Neš), a koji je završio oko 1860. sa gvozdenim fasadama u Sent Luisu. Oni doduše nisu stvorili stvarnu sintezu savremene noseće konstrukcije i izražajne forme, ali im je u najboljim radovima uspelo da ostvare zapanjujuću harmoniju konstrukcije i dekora, i oni su održavali u životu ideju vidljive metalne konstrukcije. Upravo u tom smislu su prva ostvarenja Art Nouveau, dela Vitora Horta U Brislu najvažnija. Kuća Tassel, izgrađena 1892/93, jednim je udarcem proslavila arhitektu. Dispozicija osnove, tačan raspored prostora ~~ različitim nivoima nije za briselsku gradSKU kuću bilo ništa novo. Nov je bio intenzitet
Brisl, (Kućs) inovacija 1901
~
pokrenutog prostora, zamah i dekorativna snaga vidljivih gvozdenih delova u stepenišnom prostoru; mrežni nosači za podeste i lica stepeništa, izrasli iz srednjeg stuba od livenog gvožđa, sa ukrasima na konzolnim i punim stubovima. Još bogatija je gvozdena ukrasna građevi na, još ubedljivija njena veza sa vidljivom gvozdenom nosećom konstrukcijom u svečanoj sali Kuće naroda, Doma sindikata od 1899. Profil elegantnog rešetkastog okvira upisanog u trapez, višestruko zaokružen ima čudnovatu sličnost sa kontu rom osnov~ čitave zgrade koja leži na okruglom trgu sa dve radijaino postavljene ulice. Ova dvostruka konveksno-konkavno zakrivljena prednja fasada smeštena je u providan gvozdeni skelet, a samo su stepenište sa glavnim ulazom na jednom uglu i dve uske trake na prelazu prema susednim zgradama izvedene u masivnom zidu od opeke. Postrojavanje čeličnih stubova je na gornjim spratovima polovljeno sekundarnim stubovima; usled toga su prozori postali tako uski da se tačno uklapaju u krivine i da ostaje sačuva na malograđanska razmera. Već
samo zbog ove fasade, majstorskog primerka osećaja za gradsku izgradnju, neshvatljivo je da su zgradu du Peuple uprkos ponavljanih protesta srušili 1967. godine. Dekorativna obogaćenja u skeletu fasade su za zgradu građena u Jugendstilu relativno suzdržljiva plitki lukovi na donjim horizontalnim elementima, zaobljene konzole na balkonu poslednjeg sprata. Sa neverovatnim intenzitetom su na ovoj osetljivoj zgradi sprovedeni priključni' i rubni elementi; pet različitih materijala, staklo i drveno urarnijivanje prozora, gvozdena građa nosećeg skeleta mreže i ograde, svetli zid od opeka kao stubova, izmešano sa slojevima od granita i granitni portali, oni su elegantno sjedinjeni u jednu celinu, a da se ne primećuju enormni troškovi ručnih radova. Možda je ova teškoća, koju je do toga doveo Horta, bila kod njegove naredne velike stakleno-gvozdene fasade, robne kuće A I'lnnovation u Brislu, 1901, u odnosu na kombinaciju materijala, pojednostavljena. Zidarski posao ovde se ograniČiO na usko oblaganje granitom ; sama fasada je formirana kao dvostruka ljuska. Unutrašnji noseći skelet preuzima zastakljenje velikih površina, a na ukrasnoj spoljašnjoj gvozdenoj skeli penje se dekorativna vegetacija. Tokom 1876. godine, u seriji evropskih robnih kuća, započetim pariskom zgradom Bon marše (Bon Marche), autori Ajtel i Boalo (Boileau), predstavljala je robna kuća A l'lnnovation (izgorela 1967) značajan napredak, što se odnosi na rešenje fasade, njeno usklađivanje sa unutrašnjom nosećom konstrukcijom; loše deluju jedino barokna zaobljenja i proširenja gornjih završnih lukova. Još življe se oseća hipertrofija ornamenta kod robne kuće Samariten (Samaritaine ) koju je 1905. izgradio F. Žurden (Jourdain), koja među pariskim zgradama reprezentuje vreme prezrelog ili prevaziđenog Jugendstila.
Pariz, poslovna zgrada u ulici Reaumur 1905
Nasuprot tome, zapanJuJuce odsečno i sveže deluje poslovna zgrada koju je u Parizu u ulici Reomir (Reaumur) izgradio 1903/05 arhitekta G. Šedan (Chedanne). Usklađivanje fasadnog sklopa i noseće konstrukcije ovde je savršeno; Jugendstil je prevaziđer.. Ovde više nemamo gvozdenu, već, možda prvi put u visokogradnji, pravu čeličnu fasadu. Karakterističan konstrukcijsk: element ere livenog čelika, pun nosač, sa svojim flanšama i rebrom, je ovde, 50 godina pre nanovijih visokih građevina iz Misove (Mies) škole, iskorišćen sa svojim plastičnim kvalitetima i primenjen kao sredstvo oblikovanja.
već na najboljem putu da uvede pravu arhi.fekturu čeličnih konstrukcija našeg veka i time dođe na vrh internacionalnog razvoja. Što nije do toga došlo, krivo je favorizovanje armiranog betona, koji je, polazeći baš iz Francuske, za narednih pet decenija potisnuo čelik u evropskom razvoju skeletnih konstrukcija. 1903. godine izgradio je A. Pere (Perret) slavnu kuću u ulici Franklin 25, prvu pravu skeletnu armiranobetonsku zgradu, usklađenu sa arhitektonskim zahtevima. Armiranobetonska konstrukcija je ovde još obložena kaljevim pločicama; u svojim kasnijim građevinama Pere je uvek ostavljao beton nepokriven. Noseći kostur može se ovde jasno uočiti u kontrastu boja prema svetlijoj okvirnoj konstrukciji i šarenoj ispuni; mustra cveća velikih površina još je uvek kao Art Nouveau. Sposobnost armiranobetonskog skeleta je dopunski demonstrirana jednim veštačkim zahvatom: saglasno prenaglašenoj, promišljenoj dispoziciji prostora stanova u gornjem spratu došao je ulični front u sredini snažno unatra da bi na stranama (bokovima) strčali napred preko zastakljene građevinske linije prizemlja, u kome su smeštene 'kancelarije. Uprkos tome ima čovek, kada se ova gradnja uporedi sa najboljim radovima iz Čikaga, utisak da je obzir prema oblikovanju nadvladao strukturalnu svest, da se inženjer Pere podredio arhitekti Pereu. Horizontale i vertikale na ovoj fasadi ne deluju tako jako kao noseći elementi, već kao raščlanjivanje površina koje ostaju između prozora. Taj utisak još je jači kod kasnijih građevina Perea, npr., kod stambenog bloka na trgu Port de Pasi (Porte de Passy), 1930, i kod velikog kompleksa pri obnovi Le Havra, 1950. Samo jedno smelo ostvarenje iz njegovog ranijeg vremena, jedna čista namenska građevina, garaža u ulici Pont je (Ponthieu), nije slobodna od starinskih pretenZija. Jednako konvencionalno-klasicističko držanje pokazuju radovi Toni Garniea (Garnier), starijeg Pe re ovog kolege, saosnivača internacionalne betonske arhitekture našeg veka. Iako manje popularan, i kao umetnik gra-
Pariz, kuća Perret u ulici Franktin 1903
Kod posmatranja kuće u ulici Reomir čovek ima osećaj kao da je Francuska bila tada 17
đenja isto tako nižeg ranga od Perea, vršio je ipak značajan uticaj; on je prvi put u idejnom projektu svog industrijskog grada koncipirao čitav organizam modernog grada sa stambenim četvrtima, školama, bolnicama, železničkim stanicama, itd., sve u armiranom betonu. Mnoge od svojih ideja mogao je ostvariti Garnie počevši od 1908, u objektima Gran Travo (Grands Travaux) svog rodnog grada Liona; otada su graditelji gradova i planeri gradova, ako su uopšte mislili na nek! materijal, mislili na armirani beton. Da je Garnie imao i za čeličnu gradnju izvrstan osećaj, to se vidi na 80 m velikom rasponu marvene hale i klanice u Lionu. Ovde je on noseći sistem i koncepciju prostora velike pariske mašinske hale, 1889, izmenio na način koji je vremenski i funkcionalno korektan, luk sa tri zgloba sveo na okvir sa tri zgloba, staklene površine je red ukovao , propuštanje svetla poboljšao. Da on nije smatrao potrebnim da ovoj vanrednoj čelič noj konstrukciji pretpostavi na kalkanima stepenasto rastući masivni zid sa visokim prozorima sa segmentnim lukovima, opet je jedna potvrda za konzervativno usmeravanje arhiteture, o čemu smo govorili u počet ku.
Kada je građevinska delatnost posle prvog svetskog rata opet oživela, čelik se našao u pozadini u obimu građenja kao i shvatanjima investitora i arhitekata. Konkurencija između čelika i armiranog betona, stalno sve oštrija, pokazala se u celini kao veoma plodonosni i stimulišući moment u razvitku građe vinarstva i ostalih tehničkih nauka.
Čvorovi
če.llčnog
Antwerpen 1931
skeleta zgrade Torrengebouw,
Već dvadesetih godina morali su čeličari tražiti mogućnosti da usavršavaju svoje tehničke i naučne metode, ako su želeli da prevaziđu armirani beton barem kod. objekata velikih visina i raspona. Čelična rebrasta konstrukcija u visokogradnji jedva da je dostigla stanje kakvo je u Americi bilo oko 1900. Pre svega bila je statika čeličnih konstrukcija srazmerno nerazvijena; svaki tavanični nosač, podvlaka i stub posmatrali su se sami za sebe, a spojevi su se tretirali kao zglobni; stariji čeličari su govorili o načinu građenja HKlamotten" (građenje parčićima) da bi prepoznali statičke metode koje su se primenjivale u njihovim mlađim godinama. Čelične konstrukcije bile su zbog monolitne prirode materijala već ranije prisiljavane, pri razmatranju prostornih sklopova, delovanja neprekidnosti i uklještenja, da se od statike linijskih nosača pređe na statiku kontinuuma. Otkriće i teorijska razrada principa ploče sa gredom bio je jedan važan korak u tom smeru, gde armirani beton nije mogao prihvatiti konkurentnu borbu sa čelikom.
Prelaz od tavanice ploče sa gredom na rebrastu tavanicu, na krstasto armiranu ploču, pečurkastu tavanicu, okvirne nosače i spratne okvire, to su dalje stanice u shvatanju kontinuiteta pri gradnji u armiranom betonu. Da li je čeličarima u početku teško padalo da na ovom putu slede armirani beton sa sredstvima koja su im bila na raspoloženju čv~:>rni limovi, ugaonici i veza zakivcima, to se je jasno pokazalo na jednom karakterističnom čvoru zgrade Torengebouw, Antwerpen, izgrađene 1931. Upoređenje sa odgovarajućim čvorovima kod jedne zgrade sa čeličnim skeletom u Cirihu (iz pedesetih godina) pokazuje jasno i nestručnjaku kolike su muke bile potrebne da bi se došlo do stvarno elegantnog rešenja za prostorne konstrukcije koje se moglo ostvariti poboljšanjem veznih sredstava, prelaskom od zakivaka na zavarene veze i n;A visokovredne zavrtnjeve. Zgrada Torengebouw je sa svojih 26 spratova bila u ono doba najviša zgrada u Evropi; time se dokumentuje da razvoj građenja u čeliku nije u Belgiji i Francuskoj nipošto zaostajao, i da je postojala tendencija da se u izgradnji visokih zgrada dostignu Amerikanci.
Kao najvažniji i najizraženiji domet građenja u čeliku onih godina u francuskom jezičnom području treba da se istaknu radovi Le Korbizijea. Među pionirima modernih trendova u arhitekturi Le Korbizije je sigurno najsvestranijia stvaralačka snaga; njegove usmeravajuće ideje obuhvataju sve oblasti građe vinskog umeća - funkciju, konstrukciju i formu. On je svoju arhitektonsku karijeru započeo u Pereovom ateljeu, i on se prema njemu stalno ophodio kao prema svom uči telju.
18
Čelični skelet robne kuće u OerUkonu. CIr1h. 1955
Beton mu je od početka bio posebno na srcu.No on je sa betonskim građevinama otišao daleko iznad granica koje je postigao njegov učitelj, on je armiranobetonski skelet kao arhitektonsko izražajno sredstvo postavio zaista konstruktivno, te je tokom svog života otkrio i razvi jao sve plastične izražajne mogućnosti betona kao građevinskog materijala. Razvoj internacionalne arhitekture poslednjih 20 godina bio bi bez njega nezamisliv. Manje je poznato da se le Korbizije stalno bavio i čeličnim konstrukcijama i da je i ovde dao značajne priloge. On je u Švajcarskom paviljonu Pariskog univerzitetskog grada 1930/32 ostvario pomoću kombinacje armirano~ betona i čelika ideju "pilotis-a", važnog sastavnog dela slavnog programa od 5 tačaka - "štake" (noge) kojima se građenje diglo u visinu, kako se otada nebrojeno mnogo puta i sa posebnom naklonošću primenjivalo i preinačavalo. Nigde nije ova ideja građenja u doslovnom smislu tako dobro fundirana kao ovde: jako uvučeno podnožje građevine sastoji se od šest širokopostavljenih dvostrukih armiranobetonskih stubova, koji izrastaju neposredno iz šest, 20 m duboko pobijenih parova šipova; oni nose dvostruku podužnu podvlaku iz koje se izdiže snažna ploča. Kod ovakvog temeljenja bilo je nu~no da se četiri gornja sprata konstruišu kao čelični skelet. To se u svojoj naglašenoj vitkosti jasno odražava na glavnoj fasadi; ispune su potpuno rešene u staklu, sa svojim rafinirnim ritmiziranim prozorskim razdelnicama neposredna priprema za zid-zavesu (engleski naziv "curtain-wall").
1927. godine je Le Korbizije postavio u naselju Vajsenhof (Weisenhof) u Štutgartu svoju čeličnu kuću, dvospratnu dvostruku stambenu zgradu, izdignutu u visinu na dvodeInim čeličnim stubovima čime ;metalna konstrukcija dolazi jasno do izražaja. Bogatije nego što je rešenje moderne stambene zgrade je kuća Klarte (elarte) u . Ženevi, 1930/32 - prethodnik objekta Unite d'Habitation u Marseju, za koji je le Korbizije isto tako projektovao čeličnu konstrukciju, pre nego što ju je izveo u "neobrađenom betonu:. Na ovoj duboko fundiranoj osnovi kuća u Zenevi ima 45 stanova, raspoređenih na dva stepeništa u po dva sprata tako da je dobijena bogata varijacija stambenih jedinica i veoma lepo korišćenje prostora. Time je telo zgrade još i izvanredno profinjeno, tako što se, izrastajući iz Širokog prizemlja, u poslednjim spratovima dva puta stepenasto sužava. Ceo ovaj bogat prostorni mehanizam je ugrađen u zavareni čelični skelet građen od standardnih profila na jednom strogom rasteru stubova. On daje glavnu fasadu koja se čitava sastoji od stakla i metala, osnovni ritam, jasan poredak. Ovaj ritam je obogaćen najjednostavnijim sredstvima: balkon koji se javlja u svakom drugom spratu sa elegantnom metalnom ogradom, smena prozorskog i livenog stakla, lagana pomeranja u rasporedu prozorskih letvica ("šprosni"), slobodan poredak i smenjujuća postavka markiza za zaštitu od sunca. Ovde čovek ima stvarno utisak "jasnoće" (Clarta, naziv zgrade, prim. prev.); na građevini se primećuje da je ona zamišljena od iznutra prema spoljašnjosti, da se arhitekta pri građenju borio sa finansijskim i funkcionalnim problemima, sa tadašnjim građevinskim propisima koji su bili nedovoljni za takvu koncepciju, kao i sa svakim detaljem tehničkih ostvarenja, kako bi se za stanara izvukao optimum u odnosu na brižljivo negovanu udobnost stanovanja.
D
II
II
II II
II
II
II II
Presek i isečak iz fasade Švajcarskog paviljona u Univerzitetskom gradu Pariza 1932
l
n
Kod narednih studija koje je sprovodio Le Korbizije, pošto mu je industrijalac Vaner (Wanner) dao zadatak za stambene zgrade građene u čeliku, mogao je on dobiti znača jan podsticaj od jednog malenog i ponešto neobičnog objekta, ali vrednog da se pomene, kuće dr. Dalzas, Ul. Gijom (Guillaume), Pariz, koju je 1929/31. izveo P. Šaro (Chearu), koji je do tada radio kao unutrašnji arhi-
I I
I
I I
fr tekta u konvencionalnom .stilu. Ovde je trebalo da gradi kuću potpuno od stakla i čeli ka sve do stepeništa,· pokretljivih unutrašnjih zidova i ugrađenog nameštaja; ovde je sa sportskom jednostranošću j sa istanča nim ukusom ostvareno luksuzno izvođenje "stambene mašine", što je Le Korbizije lansirao već 1922. u svojoj knjizi" Vers une Architecture" (Ka novoj arhitekturi).
Poprečni
presek i isečak iz fasade kuće Clarte, Ženeva 1931
19
Napor' za novu arhitekturu skeletnih konstrukcija u Nemačkoj 1910 - 1930 U Nemačkoj se skeletna konstrukcija u visokogradnji probila tek posle prvog svetskog rata. Kao otporna prema vatri i dobra noseća konstrukcija tavanice, slično kao i u zapadnim zemljama, kori~ila se tavan ica sa čeličnim nosačima, a otprilike od 1905, tavanica od armiranog betona unutar masivne građevine. Još i posle 1920. mnogo se forsirala jedna mešovita konstrukcija, unutrašnja noseća rebra od armiranog betona sa masivnim oblogama; među sl
Hemijska fabrika u Lubanu kraj Poznanja je majstorsko delo H. Pelciga (Poelzig), predstavnika "ekspresionizma", u nemačkoj arhitekturi. Prostran, živahne· pokretljiv sklop zgrade je sav razvijen prema zahtevima funkcionalnosti pogona. Ono što joj daje posebnu izražajnu snagu, misao vodilju celog projekta, to je konzekventna promena, naglašen kontrast u naČinu građenja. Svi delovi zgrade koji služe proizvodnji pokazuju rebrastu strukturu, tanki, glatki "Kesierov zid", noseća mreža od pljoštih čelika u koju su opeke umetnute nasatično; stepenišni prostori, društvene prostorije, spremišta,. itd., su umasivnoj opeci, sa duboko useče nim prozorskim lukovima. Zgrada Fagus u Alfeldu, autor Valter Gropius, važi kao najprogresivnije građevinsko ostvarenje tih godina, kao prototip "konstruktivizma", "nove stvarnosti", iako je ovde noseća struktura manje jasna nego kod hale AEG i kod fabrike u Lubanu. Kao senzacionalnu hrabrost ~~'d_,=:,.c..-"_c,,,._:~~c,;:.~::.,::::__:~;;_;;::;;-~:::::::jt morali su savremenici prihvatiti potpuno zastakljenje trospratnog fabričkog trakta sa providnim konzolnim uglom. ova fasada je naznačena kao prva tipa "zid-zavesa", jer za Berlin, izgled kuće Mosse ostvarenje prave, isturene (obešene) stakleno-metalne fasade u današnjem smislu nije građevinska tehnika bila još zrela. Neposredno posle prvog svetskog rata nisu se nagomilane duhovne energije mogle oboriti najpre na izvođenje velikih građevi na; težište je ležalo u teorijskim radovima i u idealnim projektima. Među njima se isticao fantastični projekt za visoku staklenu kuću u Berlinu, autor Mis van der Roe, 1919; jedna basnoslovna apoteoza staklene građevine od čelika i stakla. Mis je pred svojim vremenom bio ovde za 50 godina, a prema onome što je on sam mogao kasnije izvoditi u arhitekturi čelik-staklo, za 20 godina.
Luban kod Po:znanja, hemljska fabrika 1911
1923
Sa ekonomskim prodorom od 1924. godine postala je u Nemačkoj izgradnja poslovnih i upravnih zgrada prioritetni zadatak. Ako se nemačka građevinsko stvaralaštvo dvadesetih godina pogleda retrospektivno, tada se uočava neobično dominal''ltan prosečan nivo kvaliteta; neprepoznatijivi su strastveni napori za savremeni, ustaljen izražajni oblik moderne skeletne kuće, ali akcentuirajući takođe pravu nemačku temeljnost sa kojom su se ekstremna rešenja podigla do pitanja principijelnosti, do svetske alternative koja je vojsku arhitekata razvila u dva neprijateljska tabora. Deviza je glasila: ili vertikalan, ili horizontalan akcenat. Vertikalno raščlanjivanje forsiralo je desno, konzervativno krilo nemačkih arhitekata; to se naročito jako odrazilo na visokoj gradi Štum (Stumm) u Diseldorfu. Najjači odjek kod publike našla je kuća Chile u Hamburgu, odmah posle završetka izgradnje bile su odštampane razglednice. Tesni poredak visokih stubova, ivični lukovi ispod (priključ nog) simsa, keramička ornamentika, isticanje noseće konstrukcije u daleko postavljenim stubovima prizemlja, jako podsećaju na Salivenovu zgradu Guaranty u gradu 8afelou. Grupa arhitekata koja je bila opterećena tradicijom, bila je očigledno zbunjena predstavom o istorijskim oblicima skeletne gradnje - sklopom stubova kod građevina sa drvenim rešetkastim nosačima, kamenim rebrima gotskih katedrala. U arhitekturi je tada bio naglašavan pojam "raščanjena gradnja" (nemački naziv "Gliederbau" , prim. prev.) gde se isticalo vertikalno konstruisanje, u suprotnosti sa "Iagerhafte Massenbau" (tj. masovna gradnja kao u skladištima). Vertikalizirane fasade visokih zgrade se ne prepoznaju, iako one prekrivaju čelični ili armiranobetonski skelet; mnoge od njih mogu biti, zahvaljujući ukrućenjima poprečnim zi-
20
nosećem zidu. Sa još većom odlučnošću, čak sa polemikom netrpljivošću je levo, progresivno krilo arhitekata
dovima izvedene u
naglašavalo horizontale u fasadama skeletnih zgrada. Ovaj formalan stav se poput nekog oštrog udara trube odražava na jednoj građevini, razorenoj u poslednjem ratu, a danas već skoro i zaboravljenoj; spoljašnja fasada zgrade Mosse u Berlinu. 1921/23, autori, E. Mendelson i Neutra. U ponešto jednoličnoj arhitekturi kamenih stubova i lukova stare građevine izdiže se u uglu nova konstrucija kojGl. staru građevinu nadvišava za tri sprata, a gde se to nadvišenje rasprostire kao neko krilo, kao neman koja je iskezi la zube. Pored statičkih teškoća pri nadziđivanju bile su i parapetske trake na
Berlin,
kuća
Shell 1931
kom slučaju ne može zameniti masivnom konstrukcijom, no to nije čelični, već tipičan armiranobetonski skelet u svom prvom stepenu razvoja, karakterističan po principu ploče sa gredom. Od izvedenih zgrada kao najbliže Misovom projektu kancelarijske zgrade dolaze brojne robne kuće E. Mendelsona, pre svega ona u Hemnicu (Che mnitz), kOja svojim konveksnim uličnim frontom i pratećim osvetljenjem daje izvanredan utisak.
U celini se nemački napori dvadesetih godina, da se dobUe nov i izražajan oblik skeletnih konstrukcija, bili doduše veoma plodni, ali oni nisu neposredno služili unapređivanju ideje građenja u čeliku. Unutar toga postoje tri velike berlinske građevine koje se ubrajaju među najbolje radove dadesetih godina i koje potviđuju svoje mesto u istoriji čeličnih skeletnih konstrukcija. U visokoj zgradi elektrane fabrike Simens-Šukert (Siemens-Schuckert) u mestu Siemensstadt, autor Hans Hertlajn 1926/28, čelični skelet nosi tavanice velikih raspona koje .se protežu celom dužinom; samo su poslednji spratovi podeljeni u kancelarijske prostorije. Na podužnim frontovima je klinkerska obloga raščlanjena snažnim stubovima, dok je vertikalno pomeranje prihvaćeno glatkim zidnim površinama povučenog kancelarijskog sprata i masivnim stepenišnim tornjevima. Na taj način je spoljašnji izgled onog dela konstrukcije zgrade u kome čelična rebra treba da savladavaju velike raspone i velika korisna opterećenja., posebno istaknut; tako vertikalno raščlanjivanje nema ništa romantično-svečano, no na jedan prijatan način deluje jednovreltJeno radno i reprezentativno. Najbriljantnija od berlinskih skeletnih građevina dvadesetih godina je upravna zgrada Renania-Osag (Rhenania-Ossag), nazvana kuća-ljuska, autor E. Fahrnkampf, 1931. Ob-
Berlin, Siemenssta.cit,
dispečerska
lik građevinske parcele sugerisao je gradnju trapez~stog oblika u osnovi. Kosa fasada je prema kanalu izvedena stepenasto ; ovaj motiv je arhitekta obilato koristio, pri čemu je još masu građevine stepenasto razvio u visinu u dominirajući trakt visoke zgrade jedna ideja o građenju koja je danas opet veoma aktuelna. Stepenovanje postiže posebnu ubedljivost putem horizontalnog raščlanjavanja fasade, u onom odmerenom obliku koji je tada bio omiljen: povučeni prozorski stubovi, horizontalne fasadne trake naglašene jednim prednjim ivičnim profilom. On se najsrećnije povezuje sa jednim, tada često korišćen im i zlouptrebljavanim motivom nazvanim "Panzerkreuze-Architektur" 1"arhitektura krstarica"): zaokruženi istaknuti uglovi sa travertinskom oblogom parapeta, kao i stubovi na unutrašnjim, a zidna platna na spoljašnjim uglovima prozorske zone. Telo zgrade time dobija gipkost i snagu, tako da je ona od nemačkih skeletnih zgrada onog doba prva učinila čeličnu konstrukciju primetljivijom. Ona izvrsno pristaje uz susednu novu zgradu Naconalne galerije - onaj monumentalni spomenik koji je značajan za čelične konstrukcije 1962/68. i njenog majstora Mis van der Roe-a. Kao narenda, u svom vremenu veoma zapažena zgrada u čeličnom skeletu kroz dugo vreme poslednja internacionalnog ranga u Nemačkoj - to je zgrada Kolumbus (Columbus), autor E. Mendelson 1931; ona za višefunkcionalnu poslovnu zgradu predstavlja primer rešenja sličnog onome kakvo je Le Korbizije ostvario za stambenu zgradu. Teški zahtevi projektnog programa, radnje i pasaži u prizemlju, fleksibino korišenje gornjih spratova za biroe i restorane - na nepravilnoj parceli ostvareni su konstruktivnim sredstvima čeličnog skeleta: razmaknuti, uvučeni stubovi, za ono vreme enormno veliki rasponi i prepusti nosećih greda u pri-
zgrada 1928
jako zaokruženom uglu sa svojim velikim rasponom i naprezanjem na torziju, što je ovde zahtevalo čeličnu konstrukciju, no gde se radilo više o bravarskoj konstrukciji nego o otvorenom čeličnom skeletu. Konstruktivno proveren i zreo izgledao je horizontalizam nemačke avangarde u berlinskom projektu kancelarijske zgrade, autor Mis van der Roe, 1922; ovde prozorski vezači prolaze oko bloka zgrada bez među s,.. tubova, te daju slobodan pogled na unutrašnjost, na skelet sa svojim napred postavljenim stubovima i isturenim podvlakama; na masivne spoljne parapetske trake veša se staklena površina (kecelja), kao neki prethodnik zida-zavese. Ovde je potpuno jednoznačno oblikovana skeletna konstrukcija višespratne zgrade, građevina koja se ni u 21
zemlju, u gornjim spratovima uski red nosećih spoljašnjih stubova, kao što se upravo poslednjih godina izvodilo u nizu berlinskih čeličnih građevina i pokazalo osobito pogodn.o konstrukcijski i ekonqmski.
Arhitektura- oblakodera u SAD 1890 -1940 Orijentacija prema istoricizmu jasno se primećuje u kasnijim radovima vodećih arhitektonskih biroa Čikaške škole, barem kod većih građevina čiji su investitori postavljali reprezentativne zahteve. Poučno je upoređivanje zgrade Rilaens završene 1894, majstorskog rada Barnhema, sa dve godine kasnije izgrađenom zgradom Fišer (Fisher), rad istog arhitekte. Na prvi pogled pokazuju ove zgrade veliku sličnost: ubacivanje "bay" prozora u fasadni sistem, široko zastakljivanje, ornamentika koncentrisana na horizontalnim trakama. Upoređeno sa ravnim četv rtastim ornamentima u fasadi zgrade Rilaens, odmereni oblici prednjih polja zgrade Fišer deluju izrazito "gotski"; ovaj utisak se dobija stoga što su ovde glavni stubovi kao i prozorski stubići modelirani na način kasno gotskih svežnjastih stubova. Ova fasada je već upadljivo više "akademska" nego njena starija sestra, i ona poseduje onu kiće nost kakva je primerena čeličnom skeletu.
klasicizma, od Bruneleskija (Brunelesschi) do Paladija. Jedna karakteristična u svojoj vrsti veoma uspela "renesansna" konstrUkcija je zgrada Brodvej Čembers ·(Brodway Chambers) u Njujorku. Ovde je naročito oštro naglašena podela u po tri člana (elementa), potpombgnuta još u izmeni boja tri materijala: u prva dva donja sprata i u narednom međuspratu arhitektura stubova od sivog granita; sledećih jedanaest spratova zgrade u tamnom zidu, uski prozori poređa ni u parovima, inače, sve bez ikakvog ukrasa; završni gornji deo u svetlo obojenoj terakoti, opet se nadovezuje polusprat koji se gubi u bogatom rasporedu stubova-lukova cl la Sansovino, što se proteže kroz dva sprata, i niskim potkrovljem kao pruga ispod konzolnog simsa. Kada se ova i slična arhitektura oblakodera posmatra kritički, mora se objasniti kakav je za to potreban osećaj za oblik i ovladavanje istorijskim elementima građenja, da bi se savladao takav poduhvat, ili da se pred~lzaboravu. Klasično formiranje fasade sokiom, pilasterima, stubovima, lukovima, simsevima, ima kao pretpostavku građevinu koja se uočava jednim pogledom u odnosu na dužinu, širinu i visinu. Čitava izgradnja fasade zgrade Brodvej Čembers disponirana brižljivo u odnosu na perspektivu i razmere, bila je za pešaka u onoj uličnOj gungUli jedva shvatljiva; nisu uzalud stare fotografije ovih prvih kula iz Menhetna bile uvek snimljene sa susednih kuća.
Ponosno izolovanje prave renesansne arhitekture, koje je počivalo na Simetriji i harmoniji odnosa, bilo je još osetno i u nekom smislu verovatno tako dugo dok kuće-tor njevi (soliteri) nisu postali viši od dvadeset spratova i sve dok su još bili pojedinačni; oni su, međutim, bili deformisani do groteske kada im je povećavana -yisina dva puta ili
Glavni stubovi su ispod simsova spojeni okruglim lukovima, a ispod izbačenog simsa je ugrađena ukrasna traka od uskih prozora sa okruglim lukovima; "bay" prozori, koji se u ovoj arhitekturi simsa ne ugrađuju, skrojeni su jedan sprat niže. Isečak iz fasade zgrade Fisher, Ćikago, 1896
Neusiljenost koja ovom rešenju, u istorijskom smislu pogrešnom, daje još i izvestan šarm, gubi se kod kasnijih čikaških građevi na koje su pod pritiskom klasicističkog usmerenja koje potiče od istočne obale. "Njujorškoj modi" priklonili su se pre svih Oženi i Mandi (Jenney i Mundie), uglavnom pod uticajem njihovih investitora, i to najpre sa zgradom životnog osiguranja (Life Insurance· Building) u Njujorku i zgrade Fort Dirborn, koje sa ranijim radovima, npr., sa dve zgrade Leiter, ne mogu da izdrže nikakvo upređenje. Prema kraju devedesetih godina prelazi preimućstvo u izgradnji visokih zgrada od Cikaga u Njujork; isto tako bio je dostignut i obim gradnje i rekordne visine. Približno kroz trideset godina ponavlja se igra istorijskog eklekticizma kroz ove stilske epohe prošlosti i u arhitekturi oblakodera. Najpre je dominantan "Klasični" smer, koji svoje uzore uzima iz svih epoha renesanse i
22
više, i kad su se sve više međusobno zgušnjavali. Najbolji arhitekte· bili su svesni ove problematike i za nju tražili rešenja. Već je rano bio učinjen pokušaj da se odustane od zatVorenih prizmatičnih ili toranjskih oblika i da se pređe na visoke zgrade; nekako na način - da se srednji riza lit vuče jako u visinu; da bi se legitimisala njegova tendencija za visinom,mogao mu se, npr., pozajmiti obris Campanile Svetog Marka u Veneciji,. a da se bočno krilo ostavi na pola visine. Takvim rasporedom postala je proporcija još strmija, a pretenzija još kruća.
Tako je zapravo bilo logično da na klas~cis talas eklekticizma oblakodera sledi romantično srednjevekovni trend. Jedan jak impuls u tom pravcu dolazi od zgrade Vulvort (Woolworth) sagrađene 1913, visine 52 etaže; ona potiče od istog arhitekte kao i zgrade Brodvej Čembers, autor Kas Džilbert (Gass Gilbert). I ovde u glavnom frontu izrasta, iz relativno potisnutog građevinskog bloka, srednji deo oblika tornja do dvostruke visine; celina se međutim, optički ne razbija u tri dela, već se raščlanjjvanjem po vertikali sažima u jednu celinu. Oblakoderu gotsko stilsko ruho više od~ govora nego klasično: pre svega, u gotskOj arhitekturi je prisutan karakter rebraste konstrukcije, tendencija ka snažnom razvoju visina. Drugo, srednjevekovno raščlanji vanje zidova sa stepenastim ili svežnjastim stubovima traži mogućnost da se bez remećenja razrnere i strukturalne logike različito visoki noseći elementi jednakih poprečnih preseka ili jednako visoki različitih poprečtički
nih preseka ređaju i međusobno vezuju misli se na srednje i bočne stubove petobrodnih katedrala, ili na ojačane stubove "Vierung"-a i ispod tornjeva. Profilisanje stubova, od čega su se na kraju stvorili kantonirani i svežnjasti stubovi, bitan je konstruktivni element sred njeve kovnog sakralnog prostora; to što je u SAD funkcionisao kao sredstvo oblikovanja fasada visokih zgrada, ne treba propisati arhitektama kao neko svetogrđe- već su i stari Rimljani prenosili raspored stubova i greda od spoljašnjih grčkih hramova na unutrašnje zidove njihovih velikih zasvođenih građevina,gde su oni, strogo uzevši, zapravo još manje pripadali. U svakom slučaju je Džilbert sa oblicima stubova na zgradi Vulvort uspeo da diferencirane zahteve nosećih elemenata u stepenastu strukturu jasno dovede do izražaja i time fasade ritmički oživi - ukoliko je on iz retrospektivne postavke došao do, u osnovi funkcionalnijeg rešenja, nego Saliven sa svojim avangardnim prodorima. Suzdržane profilisane osovine stubova kao takve takođe ne deluju istorijski .:- suprotno od vertikalnog raščlanjivanja na zgradi Fišer u Ćika gu. "Gotska" kićenost, baldahini, lukovi, pinakli, fiale, itd., koncentrišu se na gornjem delu bloka zgrade i na horizontalnom obimnom simsu, pre svega na krovu tornja, koji ~itavoj celini daje mnogo ubedljiviji izgled ego što to omogućava glavni horizontalni sims u toj visini.
Sa zgradom Vulvort već se najavljuje kriza eklekticističke, ili, kako se to u 20. veku radije naznačava, "tradicionalne" arhitekture oblakodera. Moderna noseća struktura ov-
a de se ne pokazuje tako jasno, građevina je već od iznutra prema spolja tako daleko formirana da istorijsko opšivanje deluje samo kao tanak firnajs, kao konačno ili providno odelo. Sličan razvoj može se utvrditi na najboljim tradicionalnim evropskim građevina ma u godinama pre i posle prvog svetskog rata, kao npr., ŠtokhoImska gradska kuća ili sta.mbene kuće autora R. N. Šoa (Shaw) i Vojsija (Voysey) u Engleskoj. Kao svršetak prve, od istoricizma zasenjene ili određene faze američke visoke robne kuće može se obeležiti čikaški Tribjun Tauer (Tribune Tower), građevina koja, posmatrana sama za sebe, ne bi pobudila neki veliki odjek da nije proistekla iz internacionalnog konkursa sa 263 učesnika, konkursa koji se ubraja u najistaknutije događaje u istoriji građevinarstva našeg veka. Izvedeni projekt njujorških arhitekata J. M. Hauela (HoweII) i R. M. Huda (Hood), nagrađen prvom nagradom, služi se posve slič nim sredstvima kao i zgrada Vulvort; kao zatvorena arhitektonska kompozicija, ona je zaslužila nagradu - barem između američ kih radova - koji svi stilistički stoje na istom stepenu jednog odmerenog, ili, u rešenju primetnog eklekticizma. Hauelu i Hudu je njihovom zgradom Tribjun Tauer bilo lakše nego Džilbertu kod zgrade Vulvort - ona je samo upola toliko visoka, a u osnovi, isključujući zadnji priključni trakt, kvadratna.
Projekt koji je dobio drugu nagradu, autor Eliel Saarinen, ima jasnu premoć u odnosu na prvu nagradu, kako u arhitektonskom kvalitetu, tako i u naprednosti koncepcija.
Vertikalno raščlanjivanje stubovima ili lizenama, jače naglašen srednji deo, ima zajednič ko sa izvedenim projektom. Horizontalna podela u tri međusobno odvojena dela je podignuta ili jako potisnuta natrag, toranj se izdiže organski iz trupa kao krov kutije. Ornamentika ne pokazuje više gotske reminiscencije, ona pre podseća na nordijsko mistično obojadisan Jugendstil. Da je toranj bio izveden prema tom projektu, on b,i delovao gotovo dvostruko jače prema svojim dimenzijama i postao bi glavna znamenitost grada Ćikaga, tako bogatog spomenicima građevinarstva.
Poznati, često spominjani projekt Valtera Gropiusa mora da je zapanjujuće i šokirajuće delovao na sudijsku ekipu rukovodstva konkursa kao i. na savremenike. Iz strogo prizmatičnog tela visoke zgrade uzdiže se uža, pravougaona prizma poput tornja u visinu, ali ne da je postavljena u sredini i na čelu, već pozadi i pomerena u stranu. Čitava građevjnska grupa dosledno uklještena u obuhva.tanom rasteru-skeletu, gotovo u potpunosti izvedena sa tIpičnim čikaškim prozorima. Samo na bokovima toranjskog dela nastupa jedna mala anomalija: dve uže ose i zatvorene kutije, koje često imaju svrhu da pojačaju vertikalnost tornja, da ga bolje razgranaju f}ajU:' u temeljima. U svemu to je jedan odlučan poduhvat na naj'strožijim, u današnjem smislu naprednim rešenjima čikaške škole - Giedeonova tvrdnja da Gropius nije poznavao građevine Čikaš ke škole - zvuči gotovo neverovatno.
Konkursni projekt za čikailki objekt Tribune Tower, autor Eliel SaarinEm 1922
S druge strane se, međutim, ovde već veoma' jako najavljuje onaj tip moderne skeletne konstrukcije koji se pedesetih godina proŠirio pod imenom "rasterna" gradnja, a gajila se naročito u NemačkOj, no koja se uskoro pokazala kao ćorsokak. Tako se dolazi do toga da Gropiusov projekt tornja Tribjun Tauer pored sve svoje ~melosti sada nama, slično kao i ranije savremenicima, izgleda ponešto starinski - i to, začudo, gotovo u jačoj meri nego projekti krunisani nagradama. Tome utisku značajno doprinosi jedan detalj, da se čovek morao već pre dvadeset godina osećati pomodno ili vezan vremenom: udubljene lođije i jako izbačene debele balkonske ploče, koje su na različi tim visinama vođene oko ugla kao neke kopče ili spone; one treba da kod svih proporcija daju ponešto IabUno telo građevine, očigledno jedno određeno uporište i energičniji nastup, i one unose u čikašku konstrukciju zamah avangardističkog horiiontalizma. 23
Kao izuzetak, koji je minirao konvencije druge ere oblakodera, predstavlja zgrada štedionice u Filadelfiji koju su 1932. izgradili G. Hau (Howe) i W. Liskejz (Lescaze). Telo visoke zgrade, sa svojim oštro isturenim vertikalama i obodnim trakama koje su slobodno prepuštene na čeonoj strani, jednoznač no pokazuje noseću konstrukciju skeleta; ona donekle odgovara zgradi Inland Stil (Inland Steel Building) u Čikagu (od 1957) koja je karakteristična za najmlađe tendencije razvoja izgradnje čeličnim skeletima. Razlika je samo u tome što u Filadelfiji nije fasadna konstrukcija obložena metalom već kamenom. No i ovakva gradnja ima svoje slabosti: uski trakt koji je na drugoj čeonoj strani isturen ulazi u oštro isturen temelj sa zaobljenim uglovima, pri čemu na poluspratu dolazi zastakljenje, što veoma podseća na horizontalizam Berlinske škole oko 1930. Zgrada koja je bila reprezentativna i za najzahteve epohe i koja je brzo izrasla i postigla besmrtnu vrednost, je Rokfelerov (Rockefeller) centar u Njujorku, započet 1931. i projektovan od jednog tima arhitekata pod vođstvo m R. M. Huda (Hood); izvođenje se proteglo do drugog svetskog rata.
Zgrada štedionice u Filadelfiji 1932
Sve u svemu, iz studija konkursa Tribjun Tauer dobja se utisak da oblikovanje visokih zgrada od čeličnog skeleta nije u svom razvoju rešenje jednQg jedinog genijalnog arhitekte, već su za to bili potrebni napori i iskustva skupljani kroz više vekova. Tako i američki projekti pokazuju u proseku jasan uvid u suštinu arhitektonskih problema i veću sigurnost u njihovom savladavanju; na najčudnije zablude nailazi se u evropskim prilozima. Poznati projekt Adolfa Loosa, koji modelira oblakoder kao snažan dorski stub, u čijim kanelurama se prozori penju trideset spratova visoko treba doduše da se shvati kao karikatura ili kao zloban nekrolog za umirući istoricizam. Podsetimo se na to da je iste godine L Korbizije objavio svoj polemički spis "Vers une architecture" (Prema jednoj arhitekturi), kojim je mislio da eklekticizmu zada smrtni udarac.
Druga epoha američkih oblakodera proteže se od oko 1920. pa do drugog svetskog rata. Ona je karakterisana po bumu, enormnim zahvatom građevinske konjunkuture do ekonomske krize 1929, novim rekordnim visinama - zgrada Krajsler (Chrysler) sa 320 m, zgrada Empajer Steit Bilding (Empire State Building) 380 metara - a pre svega jasnom promenom u arhitektonskom shvatanju načina skeletne konstrukcije. Istorijski oblici detalja, ornamentalno obogaćenje pripojenih ili vodećih delova bili su sve više i više redukovani i na kraju sasvim napušteni. 24
jače
Umesto tradicionalnih elemenata raščlanji vanja nastupa sistem izbočenih i uvučenih površina, vertikalnih i horizontalnih traka što čelični skelet čini jasnijim, a plastičnu snagu tela građevine uočljivijom. Idealna slika visoke robne kuće nije više izolovan dominantan toranj, pretenciozno frontalno - ili centralno simetrično stepenovanje ; prednost imaju pravougaoni oblici osnove, slobodno asimetrično grupisanje i stepenovanje. pomenuti trend se forsira i forsira građevin skim propisima, kakvi su, npr., bili izdati u Njujorku 1916. Karakteristično rešenje pokazuje visoka zgrada Dejli Njus (Daily News/ podignuta 1931. u Njujorku. Vertikalne trake izvučene svetlijim bojadisanjem protežu se u visinu bez zaleta, prekida izavršetaka; vertikalitet se dobija povratnim stepenovanjem koje se proteže naviše spiralno oko izduženog tela zgrade; usled toga nikakvi gubici, već pre poboljšanje i ljupka perspektivna pomeranja. Jedva da se poveruje da ova građevina potiče od istog tima arhitekata kao i čikaški Tribjun Tauer. Vertikalno raščlanjavanje zgrade Deili Njus je svakako izgubilo na snazi ubedljivosti, te od grafičkog shematizma dobija jedan poseban ukus, ako se uz nju posmatra zgrada Mek Gro Hil (Mc Graw Hill), koju su godinu dana kasnije izgradili Hud i Hauels (Hood i HowelIs) : ovde su isto tako odlučujuće horizontale u reljefu i keramička obloga istaknuta svetlom bojom, zatim vertikale glavnih stubova, sporednih stubova i prozorskih stubića koji su zajedno obuhvaćeni tamnim bojadisanjem. Kod zgrade Deili Njus se vertikale ne diferenciraju, pa postaje očigledan jedan konstrukcij-: ski nedostatak, samo svaki treći stub je noseći.
Kao centar planiran za odmor, zabavu, trgovinu i štampu, nastao kao rezultat privatne inicijative, Rokfelerov centar je dugo vremena ostao u SAD kao neko ostrvo sređenih građevina i opremljenih slobodnih prosto~a, pa ni kasnijim pokušajima u tom s"!le~u.- I~ gradnjom komplek?a Zgrade Ujedinjenih Nacija u Njujorku ili Linkolnovog centra - nije ni približno dostignut. Čitava grupa obuhvata 15 zgrada: iznad niza nižih zgrada u Petoj aveniji izraslo je više pljosnatih visokih kuća postavljenih poput krila vetrenjače oko dominantnog središta zgrade RCA, tako da bacanje senke što manje smeta i da se obrazuje niz dražesnih presecanja i panorama. Zgrada radiotelevizije RCA, sa svojih 70 spratova, sve nadvisuje, a na čeonoj strani je formirano zelenilo, dok se zimi trg koristi kao klizalište. Jako izdužena istepenasta osnova je rezultat brižljivog projektovanja; iskorišćenje prostora i rasveta su usaglašeni sa jednim racionalnim statičkim sistemom. I raspored zgrade po visini je učinjen racionalnim; istureni delovi osnove su u toj razmeri stepenasto usečeni unazad, kako se u gornjima spratovima završavaju pojedini šahtovi liftova. U saglasnosti sa normalnom dubinom prostora rastojanje između nosećih stubova iznosi osam metara; oni su spolja jasno uočljivi u ravnomernom smenjivanju dvaju užih sa jednim širim vertikalnim članom; ove vertikale leže u jednoj ravni blago isturene ispred parapeta. Ovaj osnovni ritam i njegova osnovna dimenzija ponavljaju se kod svih zgrada Rokfelerovog centra, no on nije kruto rukovođen, već se čini da se tu i tamo malo pojednostavljuje ili zgušnjava; na nižim zgradama i delovima zgrade su stubovi jednako široki i
leže u istoj ravni sa parapetom. Naročito je ljupko kontrastno delovanje prema neraščlanjenoj, zatvorenoj spoljašnjoj površini velikog Muzičkog hola, koji je sa zadnje strane priključen bloku RCA. Upravo se na ovom mestu pokazuje koliko mnogo strogo jedinstvo materijala, izbrušenog sivozelenog peščara, doprinosi harmoniji celine. Vertikalno raščlanjavanje nema ništa više od monumentalnog patosa, samo trag romantike; ono ovde izgleda kao svečan i dostojanstven izraz snage jednog ispravno shvaće nog modernog načina skeletnog f1r!:lriQY'lI!:l Ovde se po prvi put u većem gradskom kompeksu ostvarilo jedinstvo bogate funkcije zgrade, prave čelične konstrukcije i smišljenog oblika. građevinskom
1flifj'l1i~Ifli~If1lI~
1940
1955
Posle drugog svetskog rata princip skeletnih konstrukCija brzo je prodirao u evropskim zemljama, počevši od visokih nih i industrijskih zgrada pa do škola, bolnica, poslovnih zgrada, itd.; masivna gradnja bila je ograničena na oblast stambenih zgrada, pa i ovde nije bila neosporna. Ovaj razvoj je manje odgova"rao praktičnim nego idealnim potrebama; shvatljivo je da su upravo nemački arhitekti posle sloma diktature, posle ratne katastrofe bili nadahnuti da tekovine Bauhausa, što je njima moralo gledati kao pojam napretka i slobode, budu dostupne svim ljudima. Ali oni nisu imali nikakva iskustva sa novim konstrukcijama" i bili su gotovo suviše zaposleni: su često zbog grešaka zahtevima đevinske tehnike i fizike kredite kod publike. u formalnom, u pogrešno shvaćenom rukovanju modernim konstrukcij!;;)kim elementima, postojala je široko rasprostranjena površnost, uočljiva čak i laicima. Ovaj kritičan stav odnosi se pre svega na "raster.no građenje", koje je u Nemačkoj bilo godinama primenjivano sa začuđujućom upornošću. Njujork, Rokfelerov centar, zgrada RCA 1931/32
Pod rasternim građenjem u užem smislu podrazumeva se rebrasta gradnja gde se fasada sastoji od ravnomernog rastera (mreže) od isturenih jednako debelih ili jednako" tankih vertikalnih i horizontalnih elemenata; uvučeni prozori i parapet i igraju ovde podređenu ulogu. Rastojanje između vertil
oko trupa zgrade, ili pak se, pre svega kod jako izduženih, pločastih zgrada, završava na jednoj čoonoj strani postavljenog zidnog platna koje je bez prozora.
..
Prototip za ovakav način skeletne gradnje stvorio je 1938. H. Salvisberg na stanici Blajherhof (Bleicherhof) u Cirihu. Od četrde setih godina pa nadalje sledio je čitav niz poslovnih zgrada u neposrednom susedstvu - sa tako jedinstvenom konstrukcijom fasade da se ovde pokušalo, po analogiji sa Cikaškom školom, da se govori o "Ciriškoj .školi". Na ovaj uzor,kao najtipičniji, sa oduševljenjem su se oSI~njali nemački arhitekti, kada je oko 1950. opet oživela građevinska konjunktura i izgradnja kancelarijskih i up-
Fascio u Komu. Salvisberg je dvadesetih godina plodno radio u Berlinu, on je bio upoznat sa naporima konzervativnih i progresivnih nemačkih arhitekata na traženju novog izražajnog oblika skeletnih konstrukcija; sigurno je on poznavao i onaj drugi tip fasade kod koga iščezava noseć e rebro iza kontinualne glatke tanke obloge od prirodnog kamena - Hotel Cepelin u Štutgartu, upravna zgrada Hofman La Roš (Hoffmann La Roche) u Baz~lu. Njegov Blajherhof ne predstavlja samo savršeno izjednačenje horizontalizma i vertikalizma, on se odnosi i na oblogu kamenom - takođe jedno kompromisno rešenje, kako to samo u Švajcarskoj može tako savršeno da uspe. Ova arhitektura ne bi u svoje vreme naišla na tako jak odjek da nije, u osnovi uzeta konvencionalno klasicistički,
upoređena
malograđanskim
Hanover , Upravna zgrada fabrike guma Continental AG, 1952
Shema Blajherhofa nije u Francuskoj našla neke značajnije sledbenike - iako je tamo, kao i u svim zemljama 3O-tih godina, bilo uočljivo izrazito neoklasicističko strujanje. Francuzi su bili imuni protiv ovakve vrste kompromisne arhitekture, ali su u radovima Perea imali uzor kultivisane veze između moderne građevinske strukture i tradicionalnog raščlanjivanja fasade. Nemački arhitekti SO-tih godina uskoro su spoznali slabosti rasterne sheme, njezinog siromaštva u izražavanju, nedostatak plastičnih i grafičkih kvaliteta, i oni su, diferenciranjem horizontala i vertikala, smenjivanjem glavnih i sporednih stUbova, ritmiziranjem lokacije prozora ili lokacije stubova, pokušali da izbegnu opasnosti osamljenosti i dosade. No ne isplati se da se ovde ovi eksperimenti razmatraju u pojedinostima, jer čim su jedva nešto stvorili, odmah se to, kao arhitektonski podvig ili strukturalna ideja, upoređivalo sa pionirskim koncepcijama francuskih i nemačkih majstora 2o-tih godina, ili sa najboljim američkim. kući:u"f1a oko 1930; uostalom, razvojna faza rasterne gradnje znači za čelične konstrukcije pre nazadovanje nego uspeh.
Betonci su celishodno iskoristili zamah grakonjunkture ne samo da bi sebi privukli pretežni deo skeletnih građevina, već da bi arhitektama istatističarima usadili ubeđenje da se u projektovanju jednostavnijih i pogodnijih armiranobetonskih skeletnih zgrada može konstruisati u čeliku i kod visokih zgrada sa dvadeset, trideset i. više spratova, zahvaljujući enormno podignutoj čvrstoći betona na pritisak, kako u ekonomičnosti tako i u vitkosti preseka stubova. đevinske
Za ovu situaciju je od značaja izgradnja visoke zgrade BASF u Ludvigshafenu, 1954; ovde je prvi put armiranobetonski skelet prekoraČiO visinu od 100 m, evropski rekord, barem za nekoliko godina. Ovaj uspeh je bio publiOistički temeljno obrađen, no arhitektonski nije ova građevina znaČila neki trajni uspeh, ona se ni u kom slučaju ne može uporediti sa visokom Feniks-Rajnror (Ph6nix-Rheinrohr), koja potiče od istog arhitektonskog tima, i opet priključila Nemač ku na internacionalnu arhitekturu i na veliku razvojnu liniju čeličnih konstrukcija. ravnih zgrada postala centralni građevinski zadatak. Pisac ove knjige živo se seća prvog posleratnog putovanja u Cirih jedne grupe minhenskih arhitekata, kao i reakcije Svajcaraca, delom učtivo laskave, a delom zbunjene, kojom su oni odbijali naše komplimente i tvrdili da rasterni skelet nikako nije švajcarsko otkriće, jer u .Finskoj, a i drugde, postoje stariji, a zapravo i bolji primeri. Stvarno su u Skandinaviji i Italiji istoremeno, ili još ranije, nastale različite rasterne fasade. Uticaji iz kojih rezultira ovo rešenje problema skeletnih konstrukcija, mogu se jasno proČitati na Blajherhofu, on je zapravo ukrštavanje kuće Colombus u Berlinu, kuće Cepelin (Zeppelin) u Štutgartu i kuće del
26
merilom sa svojim uzorom - kućom del Fascio, autor Teranji (Teragni), 1936, svojedobno kao moćno ostvarenje progresivne arhitekture u jednoj autoritativno upravljanoj zemlji - danas tretirano gotovo manje "fašistički" nego radovi tradicionalista Piančentinia, Mucia, i dr. Kod rasterne fasade ne deluju vertikale kao noseći stubovi, horizontale ne kao grede, već je celina jedno ređa nje (niz) prozorskih okvira koji se takmiče sa otmenom proporcijom talijanskih prozora na palatama. Karakter moderne skeletne gradnje se potpuno odbacuje, celina postaje još otmenija i dosadnija, ako se okvir još jednom obuhvati na bokovima i gore pripojenim zidnim prugama koje prolaze skroz.
Među značajnijim nemačkim rasternim građevinama pedesetih godina postoje svaka-
ko i neke kod kojih se može sprovesti građenje u čeliku i koje se u odnosu na ekonimičnost, na racionalno građenje pokazuje kao nadmoćno. Nova zgrada fabrike guma Kontinental AG (Contnental Gummiwerke AG) u Hanoveru, arhitekta Cinzer (Zinser), 1952. naišla je, kao jedna od prvih' nemačih građevina posle rata na internacionalnu pažnju. Značajno je kako je arhitekta diferenciranim oblikovanjem gornjeg završetka dubhovito izbegao opasnost od monotonije i veliih površina, koje raste rna gradnja donosi baš tada kada se primenjuje podjednako kod veće grupe zgrada različitih visina. Na-
"======'1
J J
~==iJ~ II~
11=====(1 II======{I
va, oblika vretena, strujnica, šestougaonika, itd., došao je tada u internacionalnu modu; neizveden projekt Gropiusovog Bekbej (Backbay) centra u Bostonu, Pirelijeva visoka kuća u Milanu, konkursni projekt za visoku zgradu Feniks-Rajnor u Disldorfu. Drugi izlaz bio je povratak velikim površinama gde je korišćeno oblaganje fasade zidanjem u opeci ili klinkeru, kao što je, npr., bilo sa lepim uspehom praktikovano kod zgrade u čeličnom skeletu Kalihemi (Kalichemie) u Hanoveru, 1951. Glatka obloga od opeke šteti skeletnoj konstrukciji samo u vitkosti prozorskih stubića, ali joj na taj način mnogostruko osigurava jače i mirnije delovanje nego nemirna uska mreža rastera.
I~I
lk====iJ lk====iJ lk====iJ
4)
II
II
1\
II
D II
II
II
II
Doduše, ova nastojanja nisu doživela nikakav uspeh; pred kraj pedesetih godina sve se jače razvija trend prema zidu-zavesu, tj. prema obešenoj fasadi staklo-meta, koja se u međuvremenu razvila u Americi i krenula u internacionalni pohod. No zid-zavesa nije isključivo uvozni artikal iz SAD, postoji i evropska razvojna linija - njeni razni stepeni su već pomenuti -, čime se uspelo da se od konvencionalno izvedenog nosećeg skeleta, a specijalno od rasternog skeleta, postepeno pređe na fasadu zid-zavesa. Najpre se mreža rastera lomi i izdužuje, a vertikalni elementi se ograničuju na stvarno noseće stubove. Proširene površine se tada ispunjuju fasadnim zidom i prozorima, sa spoljašnjim zidnim elementima od metala i stakla, drveta i stakla, ili drugim kombinacijama materijala - kao npr., već 1931. na kući Klarte. Sa svojim objektom Cite de Refuge u Parizu 1932. anticipirao je Le Korbizije i sledeći korak:vertikalni elementi prolaze sa stražnje strane fasade, od noseće mreže ost?ju vidljive samo tavanične trake, a fasadni elementi se ređaju u kontinualne horizontalne trake. Od toga postoji još jedan, poslednji korak do potpuno razvijenog zida-zavese, kod čega noseće rebro sasvim iščezava iza obešenog fasadnog platna. Sa zidom zave som započinje nov odsek u razvoju moderne skeletne gradnje. Na fazu rebrasti zid sledi sada zid-zavesa, no to tada zapravo i nije jedi-
Postepeni prelaz rasternog skeleta na zid-zavesu Pariz, Sedište građevinske federacije 1949
ravno da se na. ovoj građevini ne može sa sirugnošću videti da se ovde radi o čelič nom, a ne o armiranobetonskom skeletu. Već
sredinom pedesetih godina uočena je na rasternoj shemi jedna rastuća neugodnost, kao neka dosada, prezasićenje. Arhitekte su tražili izlaz u dva pravca: jedanput pomoću jačeg, strukturalno naglašenog plastičnog oblikovanja fasade, ili, pomoću življeg modeliranja čitavog tela zgrade; tako G. Veber na svojoj upravnoj zgradi Hehstove fabrike boja (Hochster Farbwerke) sa osnovom oblika bumeranga. Ovaj oblik osno-
na mogućnost, ono predstavlja jedan nastavak, vladajući trend u konstrukcijskom i oblikovanom repertoaru arhitekata; uopšte, sve korišćene razvojne etape u konstrukcijskim principima čeličnih skeleta još su uvek važeće. Jedna stvarna novina označava zid-zavesu svakako u toliko, što se pod vlašću gradnje čeličnim skeletom od regionalno podeijenog divergentnog delimičnog razvoja razvio veliki internacionalni pokret. Sa tog aspekta je vredno pomena da je prva, stvarno obešena i prethodno potpuno završena metalna fasada jedne višespratne zgrade bila izvedena u Parizu već 1949. godine, doduše na armiranobetonskom skel~tu, autor Žan Pruve (Jean Prouve), genijalni konstruktor, kome čelične kontrukcije zahvaljuju mnoge važne podsticaje i novine.
Internacionalna arhitektura u čeličnim kOll'lstru~~ciiamla
Prodor internacionalne arhitekture čeličnih konstrukcija nastupio je delovanjem Ludvig Mis van der Roe-a u Cikagu. Kada je 1938. pozvan u liT (Illinois Institute of Technology), on je tokom svoje 28-godišnje predavačke delatnosti izradio najpre projekt izgradnje kompleksa visoke škole, a tada je bitne delove projekta i izveo. Za projekt jl kao projektni raster usvojena kvadratna mreža; snaga njegovog rasporeda i njegova osnovna dimenzija od 7,5 m postaje odmah efikasna; on je najpre postigao svoje pravo na konsekventno zadržane, vidljive konstrukcija od čeličnog skeleta, koje sa svojim crnim premazom oštro odudaraju od zastakljbClja i svetlog zida od opeke zatvorenih zidnih površina. Pri tome nipošto nije konstrukcijski sistem kruto pravilan: on je na svakoj zgradi formiran tako da noseći skelet mnogo više odgovara konkretnim zahtevima funkcionalnosti i veličini prostora zgrade - dve - i troetažne institutske zgrade, kombinovane građevine Instituta i hala (za velike prostore) pojedinačno razrađene sa krajnjom konstrukcijskom jasnoćom u svim detaljima, u rešenjima uglova, u podeli prozora, u spojevima. Da Mis nije ništa drugo izradio nego kompleks liT, već bi time položio kamen temeljac u arhitekturi i izgradnji našeg veka, kao i u istoriji čeličnih konstrukcija. Njegov internacionalni uticaj se podigao do neke vrste samovlade, on je za više godina postao najviša instanca građevinske umetnosti, posle čega mu je uspelo da i u izgradnji kuća razvije nov sistem arhitekture, veliki konstrukcijski stil. Čista metalna arhitektura
27
· Čikago, Apartmani u ulici Lake Shore Drive
1949/50
nije pri ostvarenju bila za oblakodere teža nego i za niske institutske zgrade, no nije se mogao izbeći hendikep zaštitne obloge protiv požara. Možda je to bio razlog što se Mis kod svoje prve visoke kuće, apartmani Promontory u Čikagu 1948, odlučio za gradnju u armiranom betonu. Ovde je vidljiva betonska konstrukcija precizno redukovana na tanke isturene stubove i široke, unatrag povučene parapetske trake; postepeno kutijasto stanjivanje stubova prema gore odgovara opadajućem naprezanju usled pritiska i pojačava efekt raščlanjavanja udubIjenim nastavcima oplate. Mnogo jači bio je efekt drugog projekta visoke kuće Misa van der Roe-a, apartmana u ulici Leik Šor (Lake Shore Drive) u Čikagu 1949/50. U osnovi ove stambene zgrade klaSičnu proporciju imaju 3:5, noseći stubovi čeličnog rastera stoje na kvadratnom rasteru od 6,40 m. Mis je jednim veštačkim zahvatom postigao da raspored stubova i u fasadi deluje kao osnovni ritam i.da dovede
Apartmani u ulioi Lake Shore Drive, detalj fasade
28
do izražaja način građenja u čeličnom skeletu na metalnoj fasadi: I-stubovi sa širokim flanšama su ugrađeni u kvadratni betonski presek, a ovaj je Qkolo zatvoren izgubljenom oplatom od pocinkovane, međusobno zavarene ploče od čeličnog lima. One ne obrazuju samo metalnu oblogu, već sa betonskim jezgrom stvaraju spregnuto dejstvo, čime se čelični skelet dopunski ukrućuje i smanjuju vibracije zgrade nastale usled opterećenja vetrom. Tavanični vezači su isto tako obloženi čeličnim limovima koji leže u Jednoj ravni. Ova osnovna struktura stvarne fasadne površine je jedan drugi, plastični sistem isturenih vertikalnih elemenata, sekundarni stubovi (nemački naziv "Spante" , engleski "mullion", prim. prev.) 1-profili koji prolaze kroz sve spratove i koji se gore i dole slobodno završavaju. Na jedan glavni stub padaju četiri "maliona" , njihovo rastojanje od 1,60 m je modul koji određuje širinu prozora i položaj pregrađenih zidova. Malioni smeju da ostanu bez zaštitne obloge protiv požara, jer oni od građevi ne ne primaju nikakvo opterećenje, i pošto oni zapravo stoje izvan same zgrade; oni preuzimaju pritisak od vetra i služe za učvr šćenje aluminijumskih profila s kojima je obuhvaćeno fiksirano zastakljenje. Strukturalna logika sistema je odmah shvatljiva iz ugla gledanja pešaka: u prizemlju je zastakljenje ulazne hale stavljeno sa zadnje strane, stubovi sa svojim oblogama od če ličnog lima stoje slobodno napred, i čitav noseći sklop deluje prostorno. Na drugoj ivici prave fasade uočljiv je !-profil maliona. Njihov perspektivni tok pogledom na jom, ali nije hlll;:,r~rhllcl.i·r. <:::1'QnQnr~_ U više zona, telo građevine se samo unutrašnjoj vo jednakih jedinica; format n .. r,7r.,.", la malionima su U <:!!:lf"1I!:l':::nr\CTi menzijama. Uprkos nema čovek osećaj da bi se zgrada mogla po volji produžiti u visinu; odnosi dužine, širine i visine su, kao i uvek kod Misa brižljivo ocenjeni, isto kao i položaj trupova obe zgrade pod pravim uglom. Sve to daje detalju fasade pun efekt. Od ma koje tačke da se posmatra građevinska grupa, čini se da~ je jedna boč na strana jako skraćena, tako da istureni 1-profili pokrivaju prozor i zajedno obrazuju jednu tamnu površinu. Kod toga je kod sve transparentnosti i linearnog rešenja prave čelične gradnje sačuvana kompaktnost tela građevinske mase.
Kolika duhovna snaga, koliki višegodišnji rad je bio potreban dok se došlo do arhitekture građenja u čeličnom skeletu u pravom smislu te reči, to bi se možda moglo izme riti ako ukratko razmatramo kako se Mis trudio da svoje rešenje fasade kod kasnijih visokih zgrada na Mičigenskom jezeru i dalje usavršava. Povod za to daju dva optička nedostatka, od kojih je jedan uočjiv tek posle završetka: nedovoljna tačnost toka I-maliona.
Jednostavno nije bilo mogućno da se profili sprovedu kroz 20 spratova u strogo pravoj liniji, iako su tehnika valjanja i montaže bili ovde gotovo preterano tačni. Taj nedostatak je Mis mogao tako savladati što je malione prekinuo u svakoj tavaničnoj visini fugom širine 3 cm i sa tako podeljenim limovima sastavljao u elemente po visinama spratova; zazor deluje ovde kao optička varka, odstupanja od pravca se jedva mogu primetiti. U trgovini je trebalo da se obezbedi kupovina prozora promenljive širine: ako se iza svakog četvrtog maliona htela pokazati limena obloga čeličnih stubova, ali da se malioni zadrže na istom rastojanju, morao je prozorski par sa obe strane nosećeg stuba postati uži nego što su srednji prozori u polju fasade. Možda je Mis došao do uvida da on svojm pokušajem da modularno fasadno raščlanjavanje spoji sa strukturalnim oblikom čeličnog skeleta takođe i od posmatrača traži previše - ukratko, kod apartmana Esplanade i Komonvelt (Commonwealth) Promenade, 1953/56, zadržao strogo ređa nje l-mali ona, isto kao i savršeno rešenje ugla, a sve prozore je pravio jednako širokim - morao je odustati od toga da noseći skelet učini spolja prepoznatljivim. On je noseću konstrukciju smestio otprilike 30 cm iza stvarne fasade i time dobio jednu tehnič ku prednost da su se u međuprostoru mogli smestiti provodnici centralnog grejanja. Time je on sledio trend i razvijao ga, trend koji su u međuvremenu internacionalne skeletne konstrukcije učvrstile prodiranjem sistema zid-zavesa. Posebna je poenta da poboljšani Misov sistem čeličnih fasada kod pomenutih stambenih blokova prave armirano-betonske noseće konstrukcije.
Zid-zavesa u užem smislu je definisana kao lagana zidna konstrukcija obešena ispred nosećeg skeleta, sastavljena od pojedinač nih prefabrikovanih elemenata visine sprata ili više, koji preuzimaju sve funkCije spoljašnjeg zida, izuzev funkcije nosivosti. Željeni ciljevi koji stoje iza ove konstrukcije, prednosti koje donosi njena brza izgradnja, očig ledni su: dobijanje prostora, uštede u težini, ubrzanje i racionalizacija toka građenja, i ne kao poslednja prestiž, sjaj koji izlazi iz arhitekture staklo-metal kao izraz tehničke perfekcije našeg veka.
Apartmani Commonwealth Promenade, detalj fasade
Zid-zavesa nije ovde baš savršena i to u dvojakom smislu: prvo, normalni elementi ne ispunjavaju čitavo rasterno polje nosećeg rebra, ispred stubova je umetnut jedan sopstveni uzan trakasti element. Drugo, ovde se traži još jedno "zadnje zidanje", da bi se zaštitili završni prostor i barijera za protivpožarnu zaštitu prema donjem spratu; oni su bili naknadno iznutra torkretirani lakim betonom na metalnoj mrežici. Ipak, fasada zgrade Alkoa mora se proglasiti kao zid-zavesa; kriterijum da se ona razlikuje od ranije razvijenih sa zadnje strane provetravanih fasadnih obloga sastoji se u tome što je prozor uspreda obešenom elementu spoljašnjeg zida zatvoren. Visoka zgrada Alcoa,Pittsburgh, detalj fasade
U tom poslednjem idealnom području leži bitan prilog impuls koji je vodio visoke zgrade Mis van der Roe-a. Zakonitosti i arhitektonski kvalitet njegovih čeličnih fasada služili su za najbolja internacionalna rešenja, ako ne kao uzor, ali bar kao merilo. Konstruktivno je od zgrade Lejk Šor Drajv preko apartmana Komonvelt samo još jedan mali korak za prelaz od radnog toka do zrelog zida-zavese. U Americi, kao i u Evropi se zid-zavesa postepeno transformisao iz rebrastog zida; i ovde se može ukazati na razne prelazne stadijurne ; tako, npr., dobro proporcionisana, potpuno ravna fasada aluminijum-staklo, zgrada Ekvitejbl (Equitable) uPortlandu, Oregon, arhitekta P. Beluski (Belluschi), 1948. Američke visoke sa kojima nastaje prava era zid-zavesa, predstavljaju zgrada Alkoa (AI coa) u Pitsburgu, autori Harison i Abramović, i zgrada Lever u Njujorku, autori Skidrnour, Ouings i Meril (Skidmore, Owings i Merill); obe su izgrađene istovremeno i kratko posle zgrada u ulici Lejk Šor. Konstrukcija od čeličnog skeleta visoke zgrade Alcoa pokazuje jednu značajnu novinu: ovde su prvi put u velikom obimu primenjene čelične ćelijaste tavanice "Q - tavanice", i time ostvarena čista metalna rebrasta konstrukcija. Fasada zgrade AIkoa prikazuje prototip pločastog načina građenja: limene ploče visine sprata ukrućene na ivicama profilisanim zaobljenjem, koje istovremeno služi međusobnom ozubljenju elemenata, kao učvršćenje na čelič nom skeletu; prednja površina pode/jena u dva kvadratna polja od kojih je svako dodatno ukrućeno utiskivanjem jedne ravne piramide, uporedivo sa dijamantskim kvaderima istorijskih građevina od prirodnog kamena, samo s razlikom što su ovde "dijamanti" mnogo veći i formirani konkavno umesto konveksno. U gornjoj polovini fasadnog elementa prelazi obrada fasetama u profilisan i okvir obrtnog prozora krilo na krilo, koji se pneumatski otvara samo za čišćenje.
liona; jedan naročiti utisak otmenosti prožima svu građevinu što u tri najviša sprata izostaje zastakljenje, tako da ovde malioni idu gore ispred jedne zatvorene metalne površine koja deluje kao neka krunišuća dijade ma. Distinkcija od zgrade Sigrem raste neograničeno zbog aksijalno simetričnog trga koji je lociran spreda, jedno nečuveno rasipanje za njjuroške pojmove, i, naravno, ne kao poslednje, zbog čuvenog bronzanog legiranja fasade.
Njujork, zgrada Lever 1951
Tehnički
gledano, način građenja sa aluminijumskim pločama je jedna veoma pogodna konstrukcija: ona je srazmerno jednostavna i ekonomična, ne javljaju se teži problemi zaptivanja, elastično zaobljavanje izjednaču je temperaturna pomeranja i netačnosti dimenzija, optički efekt sjajnosti lima čini fasadu neosetljivom prema prljanju. Problematika ovih alumunijumskih elemenata presovanih na način kao i auto karoserija sastoji se u tome, kao što se uskoro u SAD kod narednih izvođenja pokazalo, da pogodan način oblikovanja dovodi do formalističkih igrarija koje potpuno omalovažavaju fasadu oblakodera. Sa zgradom Alkoa, zgradom koja poseduje mnoge kvalitete, počinje već prva reakcija protiv strogo strukturalno shvaćenog načina građenja - onog dekorativno-folklorističkog modnog talasa koji je od Misovih pristalica bio označen kao "play-boy" arhitektura.
Na zgradu Lever u !'ltujorku prvi put se pojavio drugi tip zida-zavesa, način građenja "prečkama" (nemački izraz Sprossenbauweise, prim. prevod.) u potpuno razvjenom obliku. Vidljivi metalni delovi su redukovani na ljupku mrežu prečaka, tačnije rečeno, pokrivnih profila vertikala samo malo jače nego horizontale - inače, cela fasadna ploča se sastoji od stakla. Tako se može napraviti izuzetno elegantna konstrukcija, pri čemu se zaštita protiv toplote i požara ostvaruje zidanjem sa zadnje strane elementima od šljake i penastim staklom. Stubovi nosećeg skeleta stoje tako daleko pozadi da su po danu jedva primetni. Noću, kada se fino podeljeno visoko stakleno telo kao nekim čarobnim štapom menja u slojeve oštrih svetlih pruga, postaje čitav noseći sklop providan, stubovi na podužnim frontovima, prepust čeonih strana. PO intenzitetu konstruktivne obrade, po strukturalnoj disciplini kuća Lever jedva da stoji iza stambenih zgrada Misa u Čikagu ; što se tiče arhitektonskog kvaliteta, sam Mis je izazvao poređenje sa zgradom Sigrem (Seagram), izgrađenoj 1955/57, koso nasuprot na Park Aveniji. Ovaj oblakoder važi za mnoge kao njegovo najznačanije delo, no u stvari premašuje arhitekturu zgrade u ulici Leik Šor, i to sa dva aspekta: visina je gotovo udvostručena, vertikalnost forsirana gustim ređanjem I-ma-
Zgrada Lever drži ovaj izazov stalnim, i ovde je primenjen jedan plemenit materijal, zapravo jedan još plemenitiji, i kako se za plemenite materijale očekuje, štedljivije primenjivan čitava konstrukcija prečki je iz nerđajućeg čelika. I ovde spreda postoji prostran trg, ali ne kao proširenje ulice koje je dovedeno do zgrade, već kao atrijum priključen ravnoj prednjoj građevini, prema ulici zaštićen, a istovremeno otvoren otvorenim položajem stubova u prizemlju. Ravna građevina se sa svoje strane uvlači pod visoko oslonjeno telo visoke zgrade, koja zaista izgleda kao da lebdi. Kuća Lever nema ništa od neke visoke pretenzije, skromno, promišljeno držanje je zaista odmereno gra-
29
prijatne. U vrlo elegantnom zidu-zavesi glavnog štaba Pepsi-kole u Njujorku pojavljujuse Misovi malioni kombinovano sa čeonim aluminijumskim pločama. Isto je tako ljupka i kićena fasada Federalne Standardne Banke u San Francisku: fasade sa šprosnama sa naglašenim vertikalama od nerđajućeg čelika, jedan živahni ritmički raspored prozorskih prečki - a b a b; u svakom drugom spratu je poredak obrnut - b a b a - tako se obrazuje fina dijagonaina struktura koja se kontrapunktno superponira vertikalama.
Pariz, Centralna blagajna dodataka 1955/58
dečjlh
đevini koja prema svom finansiranju i amortizaciji računata na životno trajanje od 25 godina.
Zgrade Lever kao i Sigrem zahvaljuju dobrim delom svoje fulminantno prvobitno dejstvo kontrastu prema starijim i nižim okolnim zgradama; kada čovek dođe pet godina kasnije, biva na neki način razočaran, jer je potreban napor da se te dve zgrade pronađu, zato što je Park Avenija u međuvremenu izrasla iz tla čitavim redom drugih, većinom manje značajnih fasada metal-staklo. Sada se primećuje da je zid-zavesa jedan težak i osetljiv način oblikovanja, da on zahteva visok stepen finoće u proporciji, reljefu i materijalu, i da traži relativno usku skalu izražajnih mogućnosti. Tehnoidni karakter koji ovde poprima fasada donosi sobom to da se ona mora sve rafiniranije prilagođavati oštrijim zahtevima industrijskog dizajna. Američki arhitekti se takođe nisu bez uspeha namučili da elemente tehnike građenja pomoću šprosni, ploča i Misovog sistema ma.liona izmene, kombinuju i profine. Tako je očigledno otkrivena izvesna slabost čistog sistema šprosni kao kod kuće Lever u neizrečenom ... diferenciranju vertikalnog i horizontalnog profilisanja. Iskusan arhitekt mora već kod pomisli na vodu koja tu protiče osetiti isturene horizontalne šprosne kao ne-
30
Kada je zid-zavesa oko 1955. prodro u Evropu i tamo se brzo proširio, već je iza sebe imao tehničke dečje bolesti, te je ovde bio konstrukcijski popravljan i obogaćen u svojim materijalima i kombinaCijama profila. Da izdVOjimo odavde samo neke primedbe: Način gradnje s platnima (pločama) koji su zajedno usavršili Žan Pruve u firmi Studal i C.J.M.T., Pariz zidni elementi visine sprata sa ugrađenim fiksiranim zastakljenjem , odnosno, vertikalno i horizontalno pokretnim prozorima koji se sastoje od jednog unutrašnjeg i jednog spoljašnjeg sloja od aluminijumskog lima i šper ploče, ukrućen o u sredini okvirom od čeličnih profila koji služi i kao spoj ploča, a premazan je odgovarajućim materijalom za toplotnu zaštitu. Sistem raščlanjavanja zgrade Pepsi kola - vertikalne šprosne sa glatkim čeonim površinama što je ovde bilo ostvareno pomoću prekrivenih šprosni i zidanjem sa zadnje strane, pojavio se kao pravi zid-zavesa na robnoj kući Horten u Disldorfu, a sa naročito profinjenim profilisanjem spolja i tehničkom jasnoćom kod dve administrativne zgrade za firme Deckel i Osram u Minhenu. Za širenje građenja čeličnih konstrukCija nije favoriziranje zida-zavese doneo nikakav neposredan uspeh: on se, naime, odmah gotovo magnetski vezao sa armiranobetonskim skeletom koji je tada ovde bio dominantan. Ovakvo ~pajanje je bilo pogodno, a najpogodnija je s te strane bila tendenCija da se noseći stubovi stave uvek izrazito iza fasade-zavese, kako bi ona bila providnija i izvedena potpuno nezavisno od skeleta. Tako je na Gradskoj većnici Roedovre, autor A. Jakobsen, obešena na uskim spoljašnjim ivicama armiranobetonske ploče izuzetno kitnjasta zid-zavesa, koja je isturena čita vom dubinom kancelarijskog prostora i poduprta jakim podužnim podvlakama i stubovima na obe strane srednjeg hodnika. je građen i noseći skelet Komercijalne banke u Disldorfu, samo s razlikom da se u otvorenom prizemlju javljaju armiranobetonske konzole. Isto nastojanje se pokazuje u tome što se kod čeličnih skeletnih građevina za spoljašnje stubove, koji stoje iza fasade, daje prednost pendel-stubovima, a sile od vetra se prenose na masivna jezgra stepeništa.
Pojačani zahtevi, gde se upravo providnost i preciznost spreda obešene fasade od stakla i metala dovode u vezu sa statički visoko napregnutom rebrastom konstrukcijom u projektnom planu, vode do toga da su najbolji arhitekte sada ipak bili u manjem broju skloni da oštrije razmisle o alternativi da li čelik ili armirani beton, i da u oblikovanju takođe aktiviraju odabrani ili mešovit način građenja. Poučno je upoređivanje dve velike građevine kod kojih se radilo o tome da se podužna fasada učini potpuno slobodnom od veza sa nosećim roštiljem, takođe i u interesu potpuno fleksibilne. podele prostora, ali da se pri tome noseća konstrukcija učini vidljivom.
Kod visoke zgrade Pirelli u Milanu, koju je 1955/57 izgradio Dio (Gio) Ponti u saradnji sa P.L.Nervijem, tavanice su u srednjem delu vretenasto zašiljene osnove rastegnute po dužini na neuobičajenom rasponu od 20 m; da bi se savladali ugibi, bila je predviđe na jedna konstrukcija od prethodno napregnutog betona. Oba masivina pregradna zida platna, prema gore jako stanjena i rastavljena u dva noseća stuba, ocrtavaju se u zidu-zavesi, uprkos tome što i stručnjak neće posmatrati taj neobičan noseći sistem. Upravna zgrade centralne blagajne dečjih dodataka u Parizu, koju su 1955/56 izgradili arhitekte Lopez i Raby, i inženjer Pasko (Pascaud), ima čelični skelet; spratni okviri, čije snažne prečke imaju na obe strane prepuste od 5,5 metara; prvi i poslednji od ovih poprečnih nosača, koji su pomoću oba podužna nosaća isto tako prepušteni napolje, ulaze vidljivi u čeonu fasadu. Fasada zid-zavesa podužnih strana je obešena o najvišu ivicu, i ide daleko preko zone ploča (v. str. 189). Razmena visokih čeonih traka sa ispunama od providnog poliestera, i uskih prozorskih pruga, koje, prolazeći okolo, zatvaraju celinu; sve ovo daje fasadi naročit ritmički čar i začuđujući kontrastni efekt tokom dana i noći. Pored toga postoji baš u Francuskoj i Belgiji niz izvrsnih rešenja kod kojih je fasada strukturalno jasno podeljena, npr., što se spoljašnji stubovi ogledaju u zidu-zavesi, kao što je kod zgrade Centralne blagajne reosiguranja, Pariz, koju su 1958. izgradili arhitekte Balladur i Lebeigle, sa veoma lepo modeliranom upravnom zgradom na uskoj parceli, ili, da stubovi sa svojim spoljašnjim flanšama strče napolje, kako je to kod zgrade Prevoajanas sosiai (Prevoyance Sociale) u Brislu, koju je 1956. izgradio arhitekta H. van Kuyck, sa 14 etaža nad armiranobetonskim temeljem.
Slično
Zaključno se mogu navesti dve zgrade u Disldorfu kao istaknuta dostignuća ere zid-zavesa - visoka zgrada Manesman (Man-
nesmann), arhitekte Šnajder, Esleben i Knote (Schneider, Esleben i Knothe) i inženjer Leventon, kao i visoka zgrada Feniks-Rajnror, arhitekte Hentrih i Pečnig (Hentrich i Petschnigg), obe zgrade započete 1957. Kojoj od njih pripada prioritet, o tome se među nemačkim arhitektama vodila duža polemika, a mnogi su bili skloni da zgradi Manesman daju prednost. Intenzitet i perfekcija pri razradi detalja, usaglašenost fasadne konstrukcije nosećeg sistema i unutrašnje opreme, razantni efekt visokog tornja neposredno na obali Rajne kraj široko postavljene mase stare upravne zgrade (autor Behrens) - sve je to stvarno upečatljivo. Kada se, međutim, građevina našla pred svojim rivalima, došlo se do saznanja da se ovde javlja tradcionalni princip podele u tri dela - naročito snažno naglašeno vršnim zglobom preko cilindričnih spoljašnjih stubova prizemlja. Pretenciozan utisak biće povišen strogom zatvorenošću osnove, izolovanjem tela zgrade uslovljenog tesnim zemljištem i propisanim odstojanjima od starih zgrada. Elegantna fasada-zavesa od aluminijumskih gredica, stakla i emajliranog čeličnog lima treba da kod ovog oblika tela zgrade teče okolo; okrugle cevi koje stoje iza fasade su pendel stubovi, sile vetra se odvode u masivno jezgro koje, samo malo pomereno od podu,nog fronta, i onako tesno zemljište osetno sužava. Zgrada Feniks-Rajnror, danas nazvana kuća Tisen (Thyssen), mnogo je dobila već i privlačnom lokacijom na ivici gradskog parka. Grupisanjem tri dugačka tela, kućom "Drei Scheiben" (tri platna) stvorili su arhitekti jedan blistav primer "otvorenog" oblika. Telo visoke zgrade koje je oživelo stepenovanjem u osnovi i u pogledu, to je projektna misao sa uspehom ostvarena pre 25 godina na zgradi RCA u Njujorku, koja je i funkcionalno realizovana, ovde dovedena do kraja. Kao i kod zgrade Manesman, i ovde su stubovi formirani iza fasade kao cevasti pendel-stubovi, ali oni su na većim rastojanjima i uvek u sredini prozora. Time je uprošćeno varijabiIno deljenje prostora, otpada problem ugla. Sile vetra nisu odvedene na ·neko masivno jezgro, već su preuzete spregovima za vetar u čeonim površinama tri tela visoke zgrade (v. str. 239). Statička funkcija ovi čeonih ploča bez prozora još je naglaše-
Kuća Phoenix-Rheinrohr I danas Thyssen, Dusseldorf
~ _
Osnovna visoka zgrada. Mannesmann, Dusse\dorf
na promenom u materijalu, aluminijum podužnog fronta zamenjuje ovde oblogu od nerđajućeg čelika.
Sva ova razmišljanja koja moraju biti sadržana u intenzivnoj saradnji inženjera i arhitekata na tom projektu - statika, rešenje saobraćaja, prostorni razvoj i prostorna
podela, osvetljenje, instalacije itd . ...:. izgledaju sažeta, geometrijski zaključena u utisnutoj centrično-simetričnoj figuri u "Iepoj" osnovi. Ovaj projekt je jedan paradni slučaj u kome se laicima i specijalistima može objasniti da se zadatak pravog arhitekte ne iscrpljuje time što se konstruktivnom sklopu spreda obesi fasada. 31
I&l!tlf'ntl"!l~
arhitekture
Reakcija protiv "funkcionalizma" u internacionalnoj arhitekturi oslanjanje na strogu konstrukctisku disciplinu, koju je Mis uspostavio u Cikagu, počela je, kao što smo videli, već veoma rano. Ova suprotna struja znači za čelične konstrukcije pre svega jedan osetljiv, ako ne i veoma uporan protiv-udarac. Ozbiljnije i bolje fundirano nego u površnom pomodnom talasu, koji je bio uveden aluminijumskim fasetama fasade Alkoa, suprotstavlja se jedno izmenjeno shvatanje arhitekture, jedan nov izražajni pravac radovima rano umrlog Eero Saarinena. Njegovo prvo veliko delo, proširen građevinski kompleks Tehničkog instituta Dženeral Motors-a u Vorenu (Warren) kod Detroita, projektovan i izveden od 1946. do 1955. još pokazuje strogu disciplinu Misove škole. Čitav plan je jedna suprotnost zgradi liT u Čikagu, iako još i emocionalno premašen velikim veštač kim jezerom sa fontanama, tornjem od nerđajućeg čelika koji se izdiže iz vode, kupolastom građevinom izložbene hale. Strogo pravougaone disponirane grupe kancelarijskih zgrada i radionica jasno pokazuju noseći čelični skelet; konstrukcija fasade je prema oblakoderima jako uprošćena: stubovi na odstojanjima od 1,60 m, koji su uprkos izolaciji i limenoj oblozi izu-
IBM u mestu Jorktaun Heits (Yorktown-Heights), N. Y. Dvoetažna zgrada dužine približno 300 m, povija se u kružnom segmentu oko plitkog okruglog brežuljka. Utisak snažne dužine je i ovde pojačan vertikalnim raščlanjivanjem fasade - zastakljenjem hale koja se proteže duž čitavog fronta, a koja služi samo za odmor i za pogled na okolni teren, a pojedine laboratorije i istraživačke jedinice od okoline odvojene i veštački osvetljene, nalaze se u unutrašnjosti zgrade. Čeone ploče i štedljivo zastakljen zadnji front sastoje se od jednog vertikalnog, gotovo kiklopski izgrađenog zida od lomljenog kamena - kod bližeg gledanja vidi se da se ovde ne radi o zidu koji je na kiklopski način brižljivo izveden od velikih blokova, već o komadima lomljenog kamena koji su ovde spreda unešeni kao izgubljena oplata nekog betonskog platna. Ova ponešto dubiozna tehnika deluje naročito neprijatno kod objekata koji su prema gore snažno izdignuti u vidu stuba, a koji kod glavnog ulaza treba da nose zavarenu strehu izraslu iz staklenog zida.
Stremljenje prema življim, da ne kažemo grubljim efektima, potreba za korišćenjem starih proverenih građevinskih materijala
DetrOit, Prodajni biro kompanije Reynold's Metals
Vorktown Heights, N.V" Istraživački centar IBM
rikovane elemente visine sprate, nisu se više mogli zaustaviti. Iz napora arhitekata da se zid-zavesa izmenom načina građenja i materijala učini jeftinijom i mnogostruko primenijivijom, učinio na izgled važnijim ili interesantnijim, stvorila su se tada u suštini tri tipa fasadnih konstrukcija. 1. Zastor (ekran), spreda obešena mreža od metalnih delova, keramičkih elemenata i sL, iza koje se skriva stvarni spoljašnji zid bilo sa prozorima, bilo bez prozora, ili izveden na neki drugi način. 2. Spreda obešeni elementi ploča od veštačkog kamena, koji omogućavaju bogatije i jače plastično raščlanjivanje, kao neko smanjenje broja prozora. 3. Table (ploče) od prirodnog kamena, uložene u metalne okvire ili slobodno obešene.
zetno vitki, izvučeni su nešto napred i između sebe preuzimaju prozorske elemente od zelenog stakla kao i pokrivne iparapetske elemente od emajliranog čeličnog lima. Ova čitava nategnuta, gracilna struktura fasade dugačkih glavnih frontova je uklještena između čeonih platana (bez prozora) od glazirane opeke šarenila i snažne svetlosti boja, koja podseća na latinoameričku folklornu građevinsku keramiku koju su svojedobno arhitekti. pre svega u Meksiku, pokušavali ponovo oživeti. Još oštriji kontrast materijala stavio je na scenu Saarinen kod istraživačkog centra
32
uskoro se više ne ograničava na ivice i dodatke, već zadire skroz u formiranje zavese-fasade. Kod toga ne igra ulogu samo promena ukusa već i praktična razmišljanja. Klasični zid-zavesa od metalnih štapova i staklenih tabli (ploča) nije bio samo kao što se to uskoro pokazalo, vrlo krhak i osetljiv i slabo prilagodljiv na izmene, već i kod besprekornog izvođenja priično skup, a za mnoge građevinske zadatke vezan sa eksploatacionim zahtevima i građevinskim propisima prosto nespojiv. S druge strane, princip fasade-zavese, razlaganje u prefab-
Zastor, spreda obešena mreža ("šlajer"), staromodni kozmetički efekt, javlja se već. i u istorijskoj građevinskoj umetnosti. Da se on u modernim skelethim konstrukcijama ponovno otkrio, bila je zasluga i ekonomski interes američke aluminijumske industrije; prodajni biro Rejnoldove (Reynold) metalne kompanije u Detroitu služio je očigledno da bude ugledni objekt za to. Arhitekta M. Jamasaki (Yamasaki) je ispred čeličnog skeleta obesio neku vrstu lančane pancir košulje koja je dobro pristajala uz vidljive čelične stubove prizmelja i koja je, gedajući iznu$tra
zapanjujuće
providna, a pored toga prijatno
zasenčena.
"Zastor" je blizak brisoleju, lameli za zaštitu od sunca,koja je, vraćajući se jednoj sugestiji Korbizijea, bila u južno-američkim če ličnim skeletnim građevinama primenjena već 40-tih godina. Godine 1950/51, dakle, približno jednovremeno sa kućom Lever, kod upravne zgrade izgrađene od SOM-a (skraćenica za arhitekte Skidmore, Owing i Merill prim. prev.) za Panameričku kompaniju za životno osiguranje u Nju Orlinsu, su između kontinualnih balkonskih ploča koje predstavljaju prepuste tavanice postavljene na 1 m odstojanja vertikalne, čvrste aluminijumske lamele. Na taj način je jednovremeno sa zaštitom od sunca omogućeno i čiš ćenje prozora spolja. Napredni evropski arhitekte su prezirali "zastor", najpre kao pojavu degradacije, ali su ga uskoro žestoko praktikovali, kada su, npr., došli u situaciju da grade robnu kuću. Komercijalno je bio osobit uspeh da se na kamene fasade mogu obesiti čipkasti metalni venci, kao neka sjajna modna letnja haljina. Upravo ovakva "zastora" je mogla, ispravno biti za arhitekte blažena pouka, da naime, ne stvaraju nikakve lažne o trajanju njihovih i se kao stvarno pozitivno kod ovih konstrukcija shvati da, kako se lako tako se lako mogu i nuti.
bila je da se,umesto u metalu, elementi izvedu u ve:stačk
Aho&,,,,,,,,'
pokušaj u tom smislu preduzeli su arhiteKTI Herison i Abramović kod zgrade banke Vatlovia (Wachovia) II mestu Šarlot (Charlotte), N.C. - sa oslanjanjem na aluminijumske u Pitsburgu. I u ovoj betonskoj su tankozidni primarni elementi plastično oživeli, a odmah, boranjem i zaokrugljivanjem na ivicama, i ukrućeni. Ovde su između ivica tavanica morali biti postavljeni pomoćni stubovi, jer elementi dosežu samo do polovine spratne visine, od prozorske zone do frontaine zone raspoređeni su u šahovskom poretku. Toplotna izolacija vermikulitnim premazom je iznutra neposredno torkretirana; dopunsko oblaganje pomoćnih stubova i instalacja iznutra pobuđuje utisak kao da spoljašnji zid počiva na debelim nosećim zidanim stubovima. I spolja deluje izrazito "masivno,,; količina prozora je ovde još jače smanjena nego kod fasade Alkoa, Pitsburg. Elegantnija, a izgledu moderne skeletne gradnje potpuno primerena, fasadna konstrukCija visoke zgrade Mičigenske plinare u Detroitu, autor opet M. Jamasaki, 1961. Prozorski otvori su ovde krajnje uski, samo oko 50 cm, i veoma tesno poređani.; oni dosežu od poda do tavanice, a dole i gore se završavaju jednom izlomljenom linijom, ta~
~ IIl)!l f'~ll"'" ~ll ?p
"'i
odstOjanje, kao, npr., na zgradu parlamenta u Štutgartu. Jamasakijeva fasada je u svakom slučaju našla sličnu rasprostranjenost na daleko; ne samo u SAD, već je bila kopirana i u Engleskoj i Nemačkoj, delimično čak prenesena u metalu, a pri tome je bila grublja ili razvodnjena. Da se ne izgubi iz vida razvoj čeličnih konstrukcija, mora se primetiti da je visoka Plinare u roitu predstavljala u svoje vreme najveći, potpuno zavareni čeličnJ skelet.
nja koji jednog
se ovde radi o načinu obešeni elementi se od
tavanične Montaža fasada na zgradi Panam, Njujork
~ :;7~
/'
p
~
~
A"
~ ~
.//
~
~
""
d
~""
7~
~d'"
~
;?'''''
~
/?';
-""
:;P~
:;7
~~
~
-"'~
?
~'"
~~
~,
riT l i T 1"
Vertikalna razdelnica ne leži, kako je uobičajeno, u ili na prečki, već u sredini spandrela; kako je i on u osnovi konkavno izlomljen, dakle leži pod tupim uglom, izlazi da je celina prilično neosetijiva prema netačnosti ma u dimenzijama. Među američkim arhitektama koji u anti-Misovu školu Jamasaki je naročit talent da funkcionalnost učini neje svoj zid-zavesu od veštačna če t-
ili indijski, na rebrasta je tad~ s~ š.okiranjem što se ovaj egsada prezotlcno-dekortlvnJ fasadni nosi i na oblakoder ; mada iskustvo u smislu već adicije potpuno lor.itil'nn", nisu bojali da bronzanu rem prenesu na veoma veliko ric"",r"'",f"·!.,,..,,
~isoka
,Pan American (PANAM) u Njujerku, Je 1963. završio tim arhitekata V. Gropiu~om, zajedno sa E. Rotom (Roth) i P. 8eluskIJem(8eluschi), pokazuje u svojoj fasadi od kamena strože Ovde se radi o načinu graplocama, beton kao i kod Jamasakija, oplemenjen kvarca. Primarni elementi, na kojima su ivice ukrućene rebrima, su od do raspoređeni u šahovskom poretku, be jednostavne pai"aDet~)ke le prozore. U završnom kao ravnomerna razmena r"·,,,.,,,..-.,,,,,I.;:h petskih površina sa Neprimetno je ovde služio kao uzor oblik Misovog sistema. Kod kako je to zahtevao f'&.lI:lch'Arl!""r> da horizontalan usek vertikalnih rebara i time no da ona ne nose v
33
njuju. Ovde nisu došli na videlo sami noseći stubovi u zidu-zavesi, ali oni postaju vidljivi u jako uvučenom zastakljenju oba instalacijska sprata koji efikasno raščlanjuju i razvijaju u visinu. Kombinacija fasadnih elemenata od betona sa čeličnim skeletom nije po sebi nelogični ja nego kombinacija metalnih elemenata sa skeletom od armiranog betona, iako je ona u protivrečnosti sa osnovnim zakonom da laki građevinski deo mora uvek· biti nošen od težeg. Kod zgrade Panam ljudi su se sigurno ubedili koliko se gornje opterećenje čeličnog skeleta može kompenzirati manjim koštanjem betonske fasade; to što se odlučujemo za tešku konstrukciju može se opet oceniti kao dokaz nove sposobnosti građe nja u čeliku, koje se ovde graniči sa neverovatnim: 246 m visoki toranj stoji preko tela koloseka centralne železničke stanice, a morao se tako fundirati da se opsluživanje koloiseka ne prekida niti ne remeti.
Kod opšteg stremljenja prema bogatijim, reprezentativnijim efektima u arhitekturi nije se moglo izbeći da se opet ne prihvati prirodni kamen, drevni građevinski materijal istorijske monumentalne arhitekture i da se umetne uspreda obešen u fasadu. Ovde su bile od značaja banke i osiguravajući zavodi koji su dali impuls za prve pokušaje u tompravcu. Početak su opet realizovali Herison i Abramović, oni su svoju sklonost prema prirodnom kamenu pokazali već sa mermernom oblogom snažne ploče čeonog zida zgracje OUN u Njujorku. Kod upravne zgraae finansijske korporacije C.I.T. u Njujorku 1935 su zidani stubovi i frontal ne površine bili obloženi na konvencionalan način poliranim granitnim pločama u posteljici od maltera; pokrivne letvice od nirosta izazivaju utisak kao da se radi o zidu-zavesi od šprosni. Jednu fasadu velikog stila od prirodnog kamena ostvario je nekoliko godina kasnije arhitekta Albert Kan (Kahn) pri gradnji Nacionalne banke u Detroitu. Ovde su ploče od brušenog kristalnog mermera uokvirene nerđajućim-okvirima profilima u srazmeri sa nerđajućim okvirima prozorskih i frontalnih elemenata visine sprata. U svojoj formalnoj oblikovnoj snazi ova fasada zaostaje iza visok&g zahteva skupocenog materijala. Za poznavaoca i ljubitelja sigurno znači jedno obezvređenje ako se prirodni kamen pojavi ugrađen u sklop metalnih gredica; s druge strane nije mogućno dl se od kamena visine sprata izrađuju samostalni elementi oblika ploče. Ako se ploče od prirodnog kamena sa formatom ograničenim zbog materijala, kao stubovi i parapetska obloga obešen i neposredno na noseće rebro ili zid, tada to daje konstrukcije, koje se moraju smatrati ne kao obešena fasada već kao sa zadnje strane provetravana fasadna obloga - zadnji zid treba da prihvati prozore - i konstrukcije koje za skeletnu gradnju, barem za čeličnu skeletnu gradnju, nisu specifične, no koje u
34
slučaju predstavljaju poboljšano izrasterne fasade obložene prirodnim kamenom.
svakom
vođenje
Trend prema funkcionalizmu, prema strogom i hladnom Misovom idealu građenja došao je pri kraju 50-tih godina u akutno stanje. Umesto objektivne, konstrukcijski naglašene arhitekture koja operiše sa glatkim površinama i jednostavnim kontrastima boja, nastupilo je subjektivno-ekspresivno oblikovanje, sa molerskim efektima i živahnim konstrukcijama, koje se nije plašilo primene istorijsko-folklorističkih motiva i floskula - ne u smislu eklektici stičkog stilskog oblikovanja, već kao potreba jednog jačeg izražaja. Preokret je izvršen takvom žestinom da je čovek bio sklon da iza toga naslućuje građevinsko-istorijsku zakonitost, promenu faze u velikom talasnom kretanju klasičnih i romantičnih strujanja, kao što se pokazuje na različitim tačkama novije istorije građenja. Pogodan i tražen materijal za ovu vrstu naglašeno izražajne plastične arhitekture je beton, pa je tako taj preokret imao u pravom smislu reči ozbiljne posledice za internacionalni razvoj skeletnih konstrukcija, a posebno alarmirajuće za čelične konstrukcije. 1961. godine bila je završena upravna zgrada osiguravajuće kompanije Hartfort, čista armiranobetonska skeletna zgrada sa masivnim jezgrom za ukrućenje i pečurkastom pločom na kvadratnof'l'J rasteru stubova. Sa ovom građevinom računa tom u Čikagu - prodor armiranog betona u oblasti američkih čeličnih konstrukcija, kod visokih poslovnih kuća postao je činjeni com. Ovde se u punoj oštrini pokazuje da princip oblikovanja koji je u moderno skeletno građenje uveo novu razvojnu fazu i koji je, u internacionalnim čeličnim konstrukcijama već 50-tih godina priznat, trebalo je da u čeličnim konstrukcijama kasnije opet nađe svoju najsjajniju potvrdu: vidljivo noseće rebro, jasno nazad postavljena fasada. Gotovo šokirajući efekt je neuobičajen plasticitet nosećeg sklopa - upravo u susedstvu sa istovremenim metalnim fasadama - postigao "vutama", pečurkastim glavama u zgradi koje predstavlja prelaz od vitkih tavaničnih ploča prema spoljašnjim stubovima, i koje stvarno pokazuju optički efekt zasvođenja. Čovek se nehotice seća - tome doprinosi granitna obloga - na fašističko-pate tičnu monumentalnu arhitekturu zgrade Palaco de la ČiviIta Italiana (Pallazo della CiVilita Italiana) na zemljištu' planirane rimske svetske izložbe EUR 1942. godine, koju je narod zbog mnogih dubokih rupa nazvao "groviera" , tj. švajcarski sir. Danas zgrada Hartford Inšurens verovatno ne izaziva više ovu asocijaciju u međuvremenu smo od internacionalne arhitekture proteklih desetljeća navikli na jake plastične efekte. Godine 1964. završen je u Čikagu prvi od dva okrugla tornja Merina Siti (Marina City) Ovde je motiv ploča iznosećih stubova, za-
svođenih u polje, poput zgrade Hartford Inšurens, neprimetno prihvaćen i podignut do pune plastične konzekvence. Polukružni balkoni, koji u krivoj izrastaju iz radijainih zidnih platana, na koje se otvaraju pojedini apartman ski sektori, daju tornjevima upadljivu strukturu kukuruznog klipa. Tornjevi merina Siti izrazito dokumentuju jednu novu poziciju koja je tada osvojila betonske konstrukcije: ono se sastoje iz lakog konstruktivnog betona, koji je u izgledu oplemenjen ugrađenim lakim aditivima, a u težini olakšan, a da pri tom ne odstupa u čvrstoći normalnom teškom betonu; svojim povoljnim ponašanjem od čvrstoće pa do težine nije doduše dostigao čelik, ali mu se ipak prilično približio.
Ako hoćemo da pomenemo jednu građevi nu koja u sebi obuhvata oblikovne i konstrukcisjke tendencije upravo obrađene razvojne faze i koja pokazuje nove puteve, onda je to armiranobetonska zgrada CBS u Njujorku, koju je 1961/64 izgradio Eero Saarinen. Upoređena sa drugim proizvodima "Misove arhitekture" ova zgrada deluje krajnje disciplinovano i naročito jednostavno. U stvari, ona je najoštriji izazov Misu, naročito u odnosu na zgradu Sigrem. Ako je uopšte bilo mogućno izražajnu snagu jednog slobodno stojećeg oblakodera još i pojačati, tada je to ovde uspelo. Toranj je postavljen savršeno slobodno, raščlanja vanje fasade i noseća konstrukcija je identično, stubovi i prozorske trake su podjed-
Zgrada CBS, NjujQrk
nako široki - 1,5 m, postoji samo još jedna dimenzija i praktično još samo jedan materijal: čitava građevina kao i udubljeni trg iz kojeg je ona izrasla obloženi su granitnim pločama. Nikakav trag više od hijerarhijskog trostrukog raščlanjavanja ili stepenovanja ni za jedna ulazna vrata nije dopušteno povećanje osnovne dimenzije - sve je samo još slobodno vertikalno kretanje. Uprkos krajnjem smanjivanju oblikovnih elemenata ne deluje toranj CBS kruto, baš suprotno: spretnost i način kako je ovde građevinska veština savladana i oblikovanje takvo da prelazi u poletnu organizaciju objekta, u konstruktivnu snagu zgrade Sigrem i prodire u oblast magično-fantastičnog, oblast u kojoj se do sada kretao jedino otac Eliel Saarinen sa neizvedenim projektom zgrade Či kago Tribjun Tauer (Chicago Tribune Tower), naravno on sa više opreznosti. To što zgrada CBS izgleda tako čUdnovato nematerijalna, skoro kao neki fantom, to u prvom redu zahvaljuje naročito brižljivo odabranom i obrađenom kamenom materijalu: tamno sivi kanadski granit koji usled termičkog delovanja poprima strukturu i sjaj lomljivog metamorfnog kamenja. Na uglu stubovi rastu zajedno pa se formira jedna dijagonaina površina dvostruke širine - jedno od najuobičajenijih rešenja ugla unutar moderne skeletne konstrukcije; ovo zakošenje" ugla oduzima prizmatičnom telu tvrdoću i daje mu profinjenu preciznost. CD
Stvarno genijalno u Saarinenovom projektu CBS, predstavlja na visokom nivou ostvareno jedinstvo konstrukcije i oblika, integracija nosećeg sistema, besprekorna tehnička oprema i arhitektonsko oblikovanje. Presek stubova ima u svim gornjim spratovima jednak obim, ali ušteda u unutrašnjosti raste prema gore u istoj meri u kojoj u prečniku rastu vodovi klimatizacionog uređaja. Nasuprot ovom rešenju deluju stepenasti stubovi, razvijeni iz čiste statike armiranog betona Misovih armiranobetonskih građevina gotovo arhaično. Inače,
i konstrukcija CBS ima takođe jednu
arhaičnu notu koja" se odražava u slici osno-
ve: stubovi stoje tako gusto da se više zapravo i ne može govoriti o skeletnoj konstrukcji; ovaj obim je pre masivan prstenasti zid sa urezanim prozorskim prorezima i kompaktnim uglovima. Između spoljašnjeg prstenastog zida i spoljašnjeg koji opasuje jezgro, uklještene su rebraste ploče koje ukrućuju oba pojasa koji su u temelju usidreni kao dve snažne 'četvorougaone cevi. Na taj način nastaje građevinska konstrukcija enormne krutosti koja je onda omogućila izvođenje armiranobetonskog oblakodera, a što su stručnjaci u početku smatrali utopiiom. Cevasti način građenja, kako se to zvalo u SAD, koji je onda prvi put poslužio kao osnovna misao projekta, proširio se jednovremeno i na čelične konstrukcije; on je nekoliko godina kasnije omogućio poslednje
rekordne visine američkih oblakodera, kojima je čelik mogao u velikoj meri dokumentovati svoju nadmoćnost.
nn~t::1lvlillll!ni
skelet
U celini gledano internacionalna arhitektura od 1950. godine pruža zbunjujuće šarenu sliku: golemo proširenje oblikovnih i tehnič kih mogućnosti, oštra razmena suprotnih shvatanja i tendencija oblikovanja. U tim borbama za nove konvencije i dimenzije radi formiranja nekog sigurnog stava, a da se ostane pri tekućem, arhitektama u praksi je živa aktivnost stručne publicistike svojim rastućim uticajem, koji je dobijao teorijskom špekulacijom, pre otežavala nego olakšavala.
Gustavsburg, Administrativna zgrada MAN 1955 50cm
Nije naš zadatak da definišemo ili kritikujemo istorijsko-umetničke i građevinsko-es tetske pojmove, ili da postavljamo prognoze o budućoj arhitekturi. Ograničimo li se na našu stvarnu temu, čeltčne skeletne konstrukcije u visokogradnji, možemo unutrar poslednjih 20 do 25 godina registrovati nesumnjivo pozitivan razvoj i epohe: čelik se, uprkos pooštrenoj konkurenciji probija u celini nezadrživo napred; rastuća tendencija _ da se vidljiv, spolja postavljen noseći skelet legitimiše funkcionalno i konstruktivno, vodi do novih oblika u arhitekturi čeličnih konstrukCija. Ova nastojanja pretpostavljaju, a imaju kao posledicu da se razrade i izvedu bitno nova rešenja za probleme protivpožarne zaštite i zaštite od korozije, nove poglede na gradevinsku fiziku i noseće sisteme. Sa građevinama braće Smitson preuzima Engleska opet vodeću ulogu u internacionalnoj arhitekturi kakvu je imala i u 19. veku. 1955. godine izgrađena je u Nemačkoj jedna zgrada koja je donela jednu važnu novinu: ona je jedna od prvih višespratnih kanMožemo navesti jednu stariju građevinu ko- celarijskih zgrada kod koje su spoljašnji stuja predstavlja pozitivan primer za sadašnjost bovi ostali' sasvim bez zaštitne obloge proi budućnost čeličnih građevina, iako je ona tiv požara. Kod ove upravne zgrade u Gus:" još kod svog završetka ušla u istoriju građe tavsburgu, koju je M.A.N. planirao i gradio vinarstva kao tvorevina "brutalizma". Sred- za sebe, bila je konstrukcija u interesu uzornja škola u Hanstentonu (Hunstanton), En- ne čelične građevine posebno brižljivo razgleska, koju su već 1949. pri jednom kon- rađena. Pored ekonomičnosti i izuzetno kursu projektovali arhitekte Alison i Peter kratkog vremena građenja ovde se unapred Smithson, dakle, kratko posle dva najuticaj- postavio cilj da se čelična konstrukcija učini nija građevinska objekta posleratnog vre- vidljivom; spoljašnji stubovi su postavljeni mena, zgrade Unite d'Habitation uMarseju, autor ~e Korbizije (1948-54), i prve institut- na 15 cm ispred fasade, a eksperimentalno ske zgrade autora Mis van der Roe-a u Či je dokazano njihovo ponašanje pri požaru kagu. Skolska zgrada u Hanstentonu posre- sa takvim uspehom da su nadležne građe duje tako reći između Marsejskog beton- vinske službe čak dopustile za umetnute faskog masiva i čelične konstrukcije liT u Či sadne elemente primenu drveta. kagu. Simetrija, ortogonalnost i zatvorenost tela građevine, rešenost da se u vis ide sa čeličnim skeletom staklenih povrŠina i zidom od klinkera, to neprimetno znači vracanje Misu. No detaljna obrada čelične konstrukcije je slobodna od bogatog tehničkog savršenstva; način kako su nemarno ispoljene takođe i pomoćne konstrukcije i materijali, vodovi, cevi, kanali i instalacijske mreže, prefabrikovani betonski delovi tavaničnih polja, mnogo je labavi ji, da ne kažemo aljkaviji, ali u osnovi funkcionalniji.
Vidljiv čelični skelet kao prinCip rasporeda i arhitektonsko sredstvo oblikovanja, koji u kompleksu liT nije bio ostvaren bez teškoća sa građevinskim vlastima, morao je pri izgradnji visokih zgrada najpre odstupiti. Prijatelji čeličnih konstrukcija su morali ovu pojavu zida-zavese shvatiti kao korak unazad 35
bovi 18 m razm?knutih punih zavarenih spratnih okvira izlaze celim svojim popreč nim presekom ispred podužnog fronta. Prepuštene čeone površine i sa zadnje strane smešteno zastakljenje u oba donja sprata čini da bi jednoosna noseća konstrukcija bila ubedljivo vidljiva. Stubovi okvira su pokriveni betonom pa su, kao i cela preostala konstrukcija fasade i servisni toranj (koji je bez prozora), obloženi nirosta-čelikom. Približno 1960. godine izvodi se spolja postavljen skelet. Sa gledišta čeličnih konstrukcija najvažniji impuls dao je Eero Saarinen svojom upravnom zgradom kompanije Džon Dir (John Deere) u mestu Moline, projektovanom od 1956,a izvedenom 1962/64. Arhitekte i vlasnici jedne stare američke firme, proizvođača poljoprivrednih mašina i mašina za radove, došli su do stava da se čelična konstrukcija u pravom smislu reči otvoreno pokazuje. Pomoću sistema galerija koje se nalaze u svim spratovima i služe kao zaštita od sunca, noseći skelet je smešten kao nepokriven: na podužnim stranama nastupaju stubovi i glavni nosači, a na čeonim stranama vide se prepušteni sekundarni . pomoćni nosači koji opasuju služe za vešanje vertikalnih i horizontalnih roštiljnih konstrukcija koje služe kao zaštita od sunca. U tom čitavom skupu nije ni jedan član zavaren sa druna svim spojnim mestima su svi glavni, sekundarni i nosači postavljeni ili ili provučeni skroz, tavidljivi.
zamišljena kao demonstracije jedne važne tekovine: čelik "Cor-Ten", otporan prema vremenskim nepogodama, čelična legura koja stvaranjem zaštitnog sloja na sebi sprečava dalju koroziju i koja je pre toga bila isprobana samo na železničkim šinama. Živahna tamna rđa boja čelika Cor-ten, oplemenjena do patine, daje čeličnOj konstrUkciji, zajedno sa senkama i refleksijama na zastakljenju sa zadnje strane (zaštita od sunca), poseban patos, ona kao da je izrasla iz okoline, kao neki spomenik za kultivisanje američkog kontinenta. Misao da se vidljiv čelični skelet obešenim zavesama, koje služe kao zaštita od sunca, oživi, izuzetno je elegantno ostvarena nazgradi nemačkog poslanstva u Vašingtonu, autor Egon Ajerman (Eiermann), koja .je projektovana 1958, a završena 1964. Od nosećeg skeleta vide se kao nepokriveni samo spoljašnji stubovi. KonstrukCija balkona koji prolaze okolo daje, osim stvarnog čeličnog skeleta, lepe konzole od perforiranog čelič nog lima postaVljenog nasatično, vezanog uzdužnim "U "-profilima, vitki stubići od če ličnih cevi na kojima vise poprečni elementi ograde i vertikalne lamele za zaštitu od sunca izgrađene od drvenih dasaka. Balkoni sa roštiljnom ogradom traže dodatnu zaštitu od sunca i služe za čišćenje prozora; a i kao prolaz za nuždu, što eventualno olakšalo odobrenje vlasti za neobložene stubove, u vezi sa dP'3nim okvirima od borovine or Jgon.
Čikago, zgrada Inland Steel 1954/51
nice u Midlsbrou estoetažna izdužena vatnu dinamiku time je čitav za:sta.Klllsm front na donjoj polovini koso;
Moline, Illinois, zgrada John Deere 1962/64
kao f"Ic>iIl"'AlrYl!>ćo,nio ja da se noseći UClnJ U "i'!>e,,,-,rlnr\l si ili nje vidljivim; sredinom nastale su i u Americi prve visokos~ izrazito izvučenom no-
36
?roj.ektza Upravni centar Dorman Long, Middlesbrough
uzeti u obzir, nije obavezno neki nedostatak, već naprotiv, da je izjednačavanje temperaturnih kolebanja i temperaturnih napona akumulacijom toplote u masi zgrade 'Olakšano, što kod zategnutih zidova-zavesa predstavlja teškoću. Tako se utrđuje kao nova mogućnost, kao treća razvojna faza modernih skeletnih konstrukcija, posle rešetkastog skeletnog zida i obešene fasade, pozadi smeštena, umetnuta fasada. Ona donosi, nezavisno od jačeg plastičnog i strukturalnog izražaja, različite konstrukcijske prednosti: problemi zaptivanja, veza i tačnosti dimenzija kod fasadnih elemenata su bitno olakšani, dobija se dobra zaštita od vremena i od sunca, a smeštaj i opsluživanje dopunskih, spoljašnjih uređaja za zaštitu od sunca, kao i komotno čišćenje fasade su isto tako omogućeni.
Kao vrlo ubedljiv pokazuje se prelaz od izolovanog na neizolovan noseći skelet, od zatvorene fasadne "kože" do napolju izložene čelične konstrukcije na ravnim građevina ma, tipu zgrada koji je nastajao SO-tih godina u SAD: 2 do 3-etažne zgrade, razvijene u širinu, a postavljene na slobodnom zemljištu ili u selu, sa unutrašnjim dvorištima radi osvetljavanja kancelarijski h ili kombinovanim korišćenjem ("'''ln,...,,,.,, ..;;,,, velikih prostorija za crtaonice, laboratorije itd" što osnove. Pored prijatnosti oollož,aia u zelenilu ovakva niska unutrašnjih projektovanja nosistema Install3.Clla viši fleksivišefunkcionalnom (FA Iri "","", ..,i. Karakteristični ""AIA\llnO
stariji primeri niskih iz SO-tih su Oposiguranja u Konektikatu Life Insurance) u r\r.7n,!:It!:. kao prva zgra-
slobodna od stubova. Kako se stubovi i ivič ni nosači u odnosu na svoja opterećenja i raspone diferenciraju i pri tome daju savršenu geometrijsku harmoniju, kako su formirani spojevi, to je stoga neprimetno Misova škola, samo još tvrđa i u konstrukcijskom izražavanju još neposrednija. Oko 1963. započinje enormni zamah u amerjčkoj izgradnji visokih kuća. Pri tome ostaje na čelu Cikago od najviših zgrada u svetu danas su tri u gradu koji je pre sto godina dao prve visoke administrativne zgrade. Za ovu najmlađu generaciju američkih oblakodera je u naročitoj meri važan i prepoznatljiv noseći skelet koji je postavljen prema spoljašnjosti, ne samo kao sredstvo arhitektonskog oblikovanja, već i kao na tačka i kao osnov za nove, noseće skeletne konstrukcije veoma visoke nosivosti, za statičke sisteme i računske metode koje su kao jedine omogućile da se u malom broju godina red veličine poslovnih i stambenih zgrada penjao na 40, 60, i na kraju i na preko 100 spratova, a da pri tome cena koštanja građenja, redukovano na jedinicukorisne površine, nije rasla u beskraj. Što više raste, to više postaje prihvatanje horizontalnih sila, ukrućenje za vetar, prvenstveni statički problem, odlučujući faktor za ocenu nosivosti i ekonomičnosti skeletnog načina Različiti tipovi su se u SAD konstrukcija za ukrućenje, redom u poslednjih
svojih dok oblakoderi nisu u beton više nije mogao sle-
spolja postavljene horizontale i vertikale pečurkastih konstrukcija - one ne vrše ništa
drugo nego prihvat~nje i prenošenje verti:kalnih opterećenja - one materijaliZUju tradicionalan princip arhitekture greda i stubova, '" opterećenja i oslonaca. Da se plastičan efekt slobodno postavljenog skeleta u visokim zgradama još pojača uspeo je SOM jednom konstrukcijom sa čeličnim skeletom, zgradom BMA u Kanzas Sitiju, 1964. Raspon kvadratnog polja ploče ovde je bitno veći, 11 umesto 7 metara, a njihov broj bitno manji, 3x5, prozori sede dublje, pa zbog tamne boje stakla i aluminijumskihokvira izgledaju da su postavljeni još više unazad; toranj je kod približno iste visine vitkiji i stoji izložen na jednom brežuljku. Kod ovih raspona i kod ovih odnosa strana tela građevine nije se mogao više konstruisati armiranobetonski skelet, a to pogotovo nije dopuštala dispozicija osnove masivnog jezgra. Čelični skelet se sastoji od čelika visoke čvrstoće,
podvlake kruto zavarene u oba pravca sa stubovima, tako da je zgrada BMA tipičan slučaj ukrućenja spratnih okvira prema vetru. Princip okvira, kruta veza horizontalnih i vertikalnih elemenata, dolazi do izražaja i u spoljašnjem izgledu; čelična konstrukcija nije, uostalom, bez daljnega prepoznatljiva, čitav fasadni skelet je obložen belim mramorom. Zgrada Sivik Senter (Civic Center) u Čikagu, izgradio 1963/66 C. F. Marii (Murphy) uz saradnju SOM-a i još jednog "arhitektonskog tima, naprotiv, čis to krvna je čelična građevina, jedna svetla tačka unutar "Druge čikaške arhitektonske škole". Njene prethodnike i naredne srodnike, npr., zgradu BMA u Kanzas Sitiju i zgradu Equitable (SOM) u Čikagu, zgradu Kontinental Senter (Continental Center) u Čika gu, autor C. F. Marii Ass., nije zgrada Sivik Senter premašila tako mnogo u visini građe nja sa svojim 31 spratom i 195 m, već sa do tada neviđenim rasponom tavaničnih polja od 26,50/14,70 m. Bilo je uslovljeno razmaknuto postavljanje stubova, prvo zbog teškoća u fundiranju stubovi su se morali fundirati na živoj steni pomoću kesona dubokih 30m, a zatim, zbog posebno visokih zahteva za višestrukim i varijabilnim korišćenjem : kancelarije, prostorije za konferencije, veće i manje sudske sale. Fleksibilnost se proširila čak i na treću dimenziju; velike sudske sale su se proširile kroz dva sprata, ušteđena tavanič na polja mogla su se opet pokriti. Kao tavanični nosači su, montirani u oba pravca, 1,60 m visoki zavareni rešetkasti nosači, tako da je omogućena prolaznost i za instala-" cije. Stubovi su izvedeni kao krstasti stubovi od visokovrednog čelika; ovde su se krstasti stubovi po prvi puta pojavili u velikoj razmeri, primenjeni kao konstrukcijsl
dejstvo, povećanu krutost nosećeg skeleta, a oscilovanje .vrha zgrade na vetru se jako smanjuje. Za preuzimanje horizontalnih sila sami spratni okviri nisu dovoljpi, pa se ovde, slično kao i kod zgrade Sigrem u Njujorku (v. str. 241) predvidelo jedno kombinovano ukrućenje: u gornjoj polovini zgrade samo dejStvo okvira, a u donjoj sadejstvo okvira sa unutra postavljenim spregovima za vetar od K-nosača. 1962. godine završena SOM-ova zgrada Brunswick stoji nasuprot Sivik Sentru i upečatljivo dokumentuje napad konkurencije armiranog betona. Ovde je za ukrućenje protiv vetra usvojen okvir obimnih delova zgrade zajedno sa masivnim jezgrom. Stabilnost spoljašnjeg zida jako je naglašena: fasadni stubovi izrastaju u jednom konveksnom zaobljenju iz snažnog podnožja, u jasnoj sličnosti sa zgradom Monadnok iz 1894. godine. S obzirom na temeljenje pomoću kesona podnožje (soki) nažalost ne leži na tlu, već je oslonjeno na stubove koji su radi lakšeg saobraćaja međusobno daleko razmaknuti. Sa stambenom zgradom Čestnat de Vit (Chestnut de Witt) , visine 143 m, arhitekte SOM-a su razvili tip "cevi-okvira" (engleski naziv "framed tube"~ prim. prev.). Izdužena - osnova i forsirana varijabilnost raspodele stanova nisu dozvolili platna protiv vetra u jezgru, pa su horizontalne sile prevođene sasvim napolje, monolitna okvirna konstrukcija spoljašnjih zidova deluje kao cev uklještena u temelj. Svoj najveći dosadašnji domet postigao je armiranobetonski oblako= der 1968. godine sa 52-etažnom zgradom Čikago, zgrada Civic Center 1963/66 Uan Šel Plaza (One Shell Plaza) (SOM) u Hjustonu, Teksas, dimenzije 218 m, kao u plastičnoj snazi jedne nove arhitekture organski modelirane sa stubovima. Cev-okvir je ovde potencirana u "cev u cevi"; obimni delovi deluju zajedno sa unutrašnjom cevi strukturalnu očiglednost koja daleko preva- masivnog jezgra, slično kao i kod zgrade zilazi suzdržljivost noseće konstrukcije u CBS u Njuiorku, a takođe i kod zgrade prvoj fasadi zgrade u ulici Lejk Šor. Tako je i Brunsvik u Cikagu. preuzeta metalna obloga optički i statički aktivizirana: ivični nosači su kao i stubovi obloženi betonom; oko betona nadovezuje se obloga od zavarenih čeličnih limova Cor-Ten, sa ugrađenim rebrima za ukrućenje, koji projektuju rasterne dimenzije osnove prema spoljašnjosti. Limovi i ivični nosači su Potpuno analogna progresija ka sve efikasusidreni u beton; to daje bolje spregnuto nijim metodama ukrućenja za vetar, ka sve jačem iskorišćenju' krutosti i velike širine platana se ostvaruje u čeličnim konstrukcijama, ali s razlikom da gornja granica ekonomski opravdanih primena različitih sistema leži za 20,40,60 spratova više nego kod armiranog betona. Kod 256 m visoke zgrade US Stil (US Steel) u Pitsburgu su obimni delovi trougaonog jezgra zgrade formirani kao rešetkasta'platna, na uglovima su međusobno vezani kruto u odnosu na smicanje, tako da obrazuju rešetkastu cev, koja uklještena u temelju, može da preuzme sve horizontalne sile (v. str. 241). U gornjem spratu je ova cevasta konstrukcija pomoću krute "šeširaste " rešetke zatvorena zajedno sa spoljašnjim stu-
bovima. Oni kod vetra, kada se cevasto jezgro savija, preuzimaju sile ,"pritiska, odnosno, zatezanja, i tako sprečavaju obrtanje krovne površine; oni time smanjuju i oscilovanje vrha zgrade. Neuobičajeno daleko razmaknuti neobloženi glavni stubovi zgrade US Stil imaju pored svoje statičke funkcije još i jedan drugi značaj, važan za reprezentativnu zgradu čelične industrije: oni demonstriraju dvostruki uspeh koji su čelične konstrukcije mogle poslednjih godina postići u borbi protiv opasnosti od korozije i požara. Šuplji kasetirani profili postoje zapravo kao obloga nazad uvučene fasade od čelika otpornog prema vremenskim nepogodama, i oni su ispunjeni vodom; to je spoljašnji deo zatvorenog sistema hlađenja, koji se u slučaju požara sam stavlja u pogon (v. str. 222). Pomoću "cevi-okvira" mogu se u čeliku ekonomično savlađivati zgrade visoke
70-80 spratova. Ove visine se mogu teorijski udvostručiti, ako se, od cevastog okvira pređe na cevastu rešetku, ako se, dakle, krutost platana i cevi skeleta spoljašnjeg zida poboljša raspoređivanjem dijagonalnih štapova, npr., da se fasade reše jednom gustom mrežom dijagonalnih štapova kako je to kod visoke zgrade IBM u Pitsburgu, ili, da se glavni stubovi uključe u rešetku, kao kod visoke zgrade Alkoa u San Francusku, gde spoljašnje rešetke u vezi sa dopunskim spratnim okvirima u jezgru zgrade, služe tome da se prihvate horizontalne sile i udari od zemljotresa (vidi str. 244). Na 100 spratova visokoj zgradi Džon Henkok Senter (John Hancock Center) u Čika gu, arhitekte B. J. Craham i SOM, 1968, nisu samo snažne dijagonale vezane vertikalnim štapovima u krutim čvorovima, već su i horizontalni ivični nosači uvučeni u mrežnu konstrukciju fasade; tako se dobija, a da to bitno ne smeta lokaciji prozora, maksimalna krutost za cevastu oblogu, kao i optimalna ekonomičnost, potrošnja čelika po 1 m2 bruto površine nije viša nego i kod 50-spratnih visokih zgrada (v. str. 256). Jako stanjivanje tornja prema gore bitno još povećava i stabilnost; no istovremeno je ovim markantnim oblikom, koji podseća na toranj za bušenje ili rešetasti jarbol, dostignuta ili prekorače na krajnja granica u snazi arhitektonskog izraza. Monumentalnost prelazi ovde u neku turobnost, pretnju, ne zbog obloge čeličnog skeleta crno. eloksiranim aluminijumskim tablama - obloga ovakvom izolacijom kao zaštitom protiv požara i toplote nije se kod visokih građevina mogla izbeći. Naravno da su površine osnove i veličine prostora, koje su prema gore stalno smanjuju, bile funkcionalno uslovljene i projektovane - one odgovaraju izuzetno mnogostrukom korišćenju. Henkok Senter je jedan grad za sebe. On obuhvata parkove, radnje, iznajmljene kancelarije, društvene prostorije, sportske terene, pogone za opslužavanje i održavanje, od 46. sprata naviše veće i manje stanove i, konačno, restoran sa pogledom na okolinu i televizijsku stanicu.
Unutrašnji noseći skelet računat je samo na nošenje vertikalnog opterećenja; unutrašnji stubovi i tavanični nosači su zglobno vezani zavrtnjevima, a tavanične ploče se mogu izvaditi i opet umetnuti: Centar za svetsku trgovinu u Njujorku, početak gradnje 1966. (v. str. 166), sa svoja dva tornja bliznaka, sa 110 spratova i 411 m visine, dao je gradu građevinski pečat kakav je bio ostvaren prvim blokovima zgrade u ulici lejk Šor u Cikagu. Rigurozno vertikalno raščlanjavanje podseća na Saarinenov toranj, CBS, ali arhitektura Svetskog trgovačkog centra (World Trade Center) nema ništa od strogosti Čikaške škole, od buktajuće snage zgrade CBS. Ovaj enormni fasadni noseći sistem zapravo i ne deluje kao konstrukcija (struktura) već kao tekstura. Krajnje gusto postavljeni spoljašnji stubovi imaju na donjem kraju debljinu zida od 11 cm; no još bitno snažniji stubovi prizemlja, formirani od spajanja tri fasadna stuba, ne deluju kao stubovi koji treba da nose visoki zid, već kao zajedno vezani lančani konci koji vise na ivici tkanog tepiha. Statički
se ovde opet radi o uklještenoj cevi koja preuzima sile vetra, a unutrašnji stubovi se, kao i kod zgrade Henkok Senter raču naju samo na vertikalna opterećenja (v. str. 236, 256). Krutim vezama spandrel ploča sa cevastim ~tubovima prelazi spoljašnji zid u Virendel okvir sa hiljadu polja, čitav cevasti omotač se takoreći sastoji od gigantskih zarubljenih tabli od čeličnog lima, perforirani uskim prozorskim otvorima i na svakom metru ukrućeni umetnutim rebrima od drvenih profila. Prefabrikovani elementi iz kojih je čitava ova džinovska čelična fasadna mreža bila zajedno sklopljena, po tri frontalna lima i tri cevasta stuba spojena zajedno i nameštena u visinu, imaju u principu isti oblik, odgovaraju istom utisku kao i betonski elementi koje je Jamasaki obesio spreda na visokoj zgradi plinare u Detroitu; samo, oni su ovde enormno podigli cenu u odnosu na zahteve i cenu koštanja; optičko profinjene fasade oblakodera je ovde relativno skupo plaćeno, potrošnja čelika bitno viša nego kod zgrade Džon Henkok Senter.
Njujorški svetski trgovački centar još nije bio završen, a već je u Čikagu bio pri kraju i treći od tri superoblakodera, zgrada Sirs (Sears) sa 109 spratova i visine od 445 m, projektant B. Graham; najveća administrativna zgrada za najveću robnu kuću i najveće otpremno preduzeće u svetu. Uklještena cev je ovde potencirana u svežanj cevi: 3x3 kvadrata sa dužinama strana od 22,5 m sa 5 stubnih polja se nadovezuju jedan na drugi. Kod čisto administrativnog korišćenja zgrade nije dvostruki krst unutrašnjih redova stubova bio nikakva smetnja; pametnim ras-
Čikago, zgrada Sears 1972/74
1"50.
51"66.
91c11O.
67.-90
39
poredom grupa Hftova mogla se po~tići čak i značajna fleksibilnost za sopstvene i iznajmljene prostorije; ali, bilo je zabranjeno raščlanjavanje sa dijagonalama za ukrućenje. Tako je Graham došao do sličnog okvirnog VIrendel sistema kao i Jamasaki, kod svog dvostrukog Njujorškog tornja; lokacija prozora i stubova je kod Sirsovog tornja, naravno, mnogo širokogrudnija, visoka potrošnja čelika je kompenzirana zapanjujuće kratkim vremenom građenja - izvođenje cevaste gradnje 15 meseci. Fasada je i ovde bila montirana od prefabrikovanih elemanta koji su obuhvatali po tri sprata. Toranj Sirs je od tri rekordna tornja ne samo najviši, već je verovatno arhitektonski od najveće vrednosti, najjače što je izraslo u američkoj tradiciji gradnje visokih kuća. Sa
svojim metalnim skeletom spoljašnjeg zida on predstavlja drugu Čikašku školu, stepenovanje tela zgrade vraća se na zgradu RCA i zgradu Vulvort u Njujorku i. njihove prethodnike sve do Salivena: od njega postoji jedan projekt visoke kuće iz 1891. godine, koji pokazuje potpuno sličnu formaciju od devet stepenastih kvadratnih prizmi.
Kada sa Sirsovim tornjem zaključimo pregled o prvih 100 godina čeličnih skeletnih konstrukcija, nećemo time tvrditi da se oblakoderi smatraju kao najvažnija perspektiva
za budućnost .čeličnih konstrukcija ili za izgradnju gradova. Tvrdimo da moderan način skeletnog građenja, kao i sve bogate konstrukcije u istoriji građevinske umetnosti, tamo gde se postavljaju najviši zahtevi, prisiljava arhitekte na jednostavne i pogodne geometrijske oblike. Osnova tornja Sirs, zakonitost sa kojom je oduzimano korak po korak devet kvadrata idući prema gore, ima u sebi nešto od magičnog kvadrata sa su se zanimali umetnici prošlih vekova. ometrija, kao izvor i osnov arhiumetnosti, kao duhovna veza tekture i građevinarstva; čelična konstrukci-ja kao medijum koji u naročitoj meri pristaje da nas navodi na jasno funkcionalno mišljanje, to je nauka koja se nazire iz razvoja američkih visokih
literatura R~lI'jFU'III~ ara~tieli1inanstv'a
19. i 20.
Platz, G.: Die Baukunst der neusten Zeit. Berlin 1927 Giedion, S.: Raum, Zeit, Architekten. Ravensburg 1965 (5 izdanje) Pevsner, N.: Europaische Architektur, Munchen 1957 Hitchcock, H. R.: Architecture Nineteenth and Twentieth Centuries. Harmonsworth 1968 (3 izdanje) Joedicke, J.: Geschichte der modernen 1958 Architektur. Benevolo, L.: Geschichte der Architektur des 19. und 20. Jahrnunderts. Munchen 1964 Lundberg, : Arkitekturens Formspark IX, X. Stockholm 1960/61 Kultermann, U.: Architektur der wart. Baden-Baden 1967. Tafuri, M. und Dal Co, F: Architektur der Gegenwart. Mailand/Stuttgart 1976/77
40
Gvozdene i čelične skeletno fili'!::llflIt:Ilrillt:ll ~
Icnril~bIJJlcr'iill'll
Freitag, J .K.: Architectural Engineering. New York 1901 Gloag, J. und Bridgewater, D.: A History of Cast Iron in Architecture. London 1948. Hart, F.: Skelletbauten. Munchen 1956. Schweizer Stahlbauverband: Bauen in Stahl, 2 dela, Zurich, 1~56, 1962 Schaal, R.: Vorhangwarlde (Curtain Munchen 1961. Gatz, K.: Aussenwandkonstruktionen. Munchen 1965. Ache, J. B.: Acier et Architecture. Paris 1966. Grube, O. W.: Konstruktive Architektur in Amerika. In "Baumeister" , Munchen 1970/71 (6 nastavaka) Grube, O. W.: 100 Jahre Architektur in Chicago. Zur Ausstellung in der neuen Sammlung, Munchen 1973.
Tower ~ Le
Oeuvre Zurich 1937-65. Hilberseimer, L.: Mies van der Rohe. Chicago 1956. Hitchcock, H. twurte, Wcntri~h,_R,~tc~hnl~ln Dusseldort-Wien 1973. Huber, B. und <,;;.tt~in,-:::.ru-1I"r Jean-Architektur aus -Munchen 1980.
GA Global Architecture. GA46 Pierre Chareau with !s
Ćelit< - građevinski materijal za konstrukcije velikih raspona i visokih naprezanja Čelik u stambenoj izgradnji i izgradnji škola Čelik u drugim vrstama zrada Čelični skelet i projektovanje instalacija
41 43 46 48
Vidljiv ili nevidljiv čelični skelet Čelik i tradicionalni građevinski materijali Čelik u istorijskom razmatranju Čelik i staklo Čelik i beton Čelik ili armirani beton Literatura (izbor) za ovu glavu
49
52 57 57 59 60
U sledećoj glavi su pozivanja na prvo izdanje ove knjige obeležena sa lIJ 1; vidi takođe literaturu na str. 60.
Čelik - građevinski materijal za konstrukcije velikih raspona i visokih naprezanja Kada pokušavamo da mnoge mogućnosti koje se danas pružaju arhitekti za građenje čelikom ukratko obuhvatimo, tada možemo, nadovezujući se na rekordna dostignuća čeličnog skeleta kod zgrada enormnih visina, početi sa jednom grupom građevinskih zadataka karakterističnih po neuobičajenim zahtevima statike ili teškoća pri izvođenju uslova kojima je baš samo čelik dorastao. Jer, to su u prvom redu oni posebni slučaje vi višespratnih zgrada kod kojih dati naponi i opterećenja, momenti i ostala naprezanja dostižu red veličine kakav se inače javlja kod mostovskih konstrukcija. Reprezentativni primer jednog nadgrađiva nja velikog raspona: dogradnja zgrade parlamenta u Pragu (v. str. 192). Na površini osnove 60x80 m nalazi se ovde dvospratna plitka zgrada na četiri stuba, sa administrtivnim prostorijama, salama i jednim slobodnim unutrašnjim dvorištem koje ostavlja slobodnim svetlarnik stare plenarne sale koja leži ispod, podignuta na cca 25 m visine.
Skromnije u rasponima, ali arhitektonski efektno inscenirano je proširenje Univerziteta u Vinipegu, Kanada, jedan 2-etažni kompleks, koji se delimično diže iznad postojeće stare zgrade instituta (v. str. 98). Misao vodilja ovog projekta su stubovi, u osnovi kvadratni i sastavljeni od sandučastih profila - naknadno efektno korišćeni, pojačani putem pripojenih cilindričnih poluga pomoćnih stepenica. Nadgrađeno telo zgrade nose rešetkasti nosači visine sprata, u čevrtom i šestom spratu, koji se primećuju iza zastakljene fasade, dok su sve preostale površine čitavog gornjeg dela presvučene eloksiranim aluminijumom. Prostorije koje na spoljašnjim stranama nemaju prozore otvaraju se prema unutrašnjim dvorištima. Među "mostovskim zgradama" stvorio se jedan novi tip zgrada - restorani na autoputu, koji se slobodno protežu iznad saobraćajnica sa dve odvojene trake. Kakva je skala mogućnosti samo kod ovih, sa stanovišta statike jednoznačnih i određenih građevin sih zadataka, pokazuje se u upoređivanju autoputskog restorana u Montepulcianu ( lIJ 1, str. 108) sa svojom dinamički pokretljivom okvirnom konstrukcijom, i kuće
za odmor Abraham-Lincoln-Oasis na autoputu u lIinoisu (arhitekta D. Haid), gde je ostvaren sličan program za prostor u simetriji jednog okvira sa dva stuba i prepustima. Strogi oblik pune čelične konstrukcije ovde je oživljen ojačanjem pojasnog lima sagIasno sa tokom transverzalnih sila i momenata. Pogled od nekog restorana na autoput nije danas više tako atraktivan; stoga se u novije vreme uvode niske, dugačke zgrade preko dolina na slobodnom terenu ili preko veštački stvorenih vodenih bazena; Visoka škola za umetnost u Pasadeni, SAD, zgrada dugačka 263 m, koja premošćava oko 60 m široku dolinu (v. str. 192) i zgrada sale u akvarijurnu "Morski raj" u Numazu/Japan, mostovska zgrada raspona 44 m - obe konstruisane rešetkastim nosačima visine sprata. Zapanjujuće, skoro zastrašujuće deluje smelost čeličnih skeletnih konstrukcija koje se smerom naniže sužavaju i čitavo opterećenje konstrukcije skupljaju na malom broju oslonačkih tačaka. Tako je to kod hotela di Lak1,,(du Lac) u Tunisu ([Il 1, str. 78) gde se z,dno platno zgrade u podužnom pravcu
Abraham Lincoln Ofiii, illinois 1968
41
smerom naviše proširuje kao lepršanje neke snažne ptice grabljivice; praktično je to proisteklo iz potrebe da se opterećenje zgrade koncentriše u sredini na dve grupe stubova, ali odmah i kao sportska senzacija, ostvarenje grandioznog pogleda. Nešto slično je uzeto u obzir pri projektu hotela "Panorama" kraj Brna, Čehoslovačka. Ovde se trup zgrade proširuje u poprečnom pravcu od sprata do sprata, dok se u podužnom pravcu stepenuje suprotno. Još vehementnija, ali funkcionalno ubedljiva je plastična dinamika zgrade plenarne sale Evropskog parlamenta u Luksemburgu (v. str. 132). Telo sale, koje je u osnovi šestougaono, diže se uvis kao neka piramida postavljena na svoj vrh, krunisana kupolastim krovom stepenovanim u plitkim slojevima. Zgrada koja podseća na čigru izdiže se u vis iz podruma oslonjenog na stenski obronak, gde su bočna krila isturena napred ona se smerom naviše stanjuju u terasastim stepenima. Ova pustolovna stereometrija je još pojačana krajnje horizontalnim raspoređivanjem kontinualnih prozorskih traka i kosih parapetskih i tavaničnih pruga. Poseban, približno vertikalni deo obrazuju oba glavna sprata - oni omogućuju da je sala vidljiva prema spoljašnjosti. Ova zona konstruktivno odgovara dvospratnim Virendel nosači ma koji na strani doline opasuju pola šestougaonika i koji su oslonjeni na dva snažna, koso prepuštena šuplja sandučasta stuba. Manje ekscentrična, ali statički visokog dometa u visokogradnji, značjna je noseća konstrukcija Federalne banke u Mineapolisu (v. s. 192). Dvanaestospratno zidno platno zgrade rasprostire se preko dužine od 84 m slobodno između dva masivna oslonačka i ukrućujuća stuba, pomoću lučnog, dole zategnutog rešetkastog nosača, neka vrsta okrenutog visećeg mosta; planiranim kasnijim nadziđivanjem treba da se nadogradi još jedna, postavljena takoreći normalno. Jednu sličnu konstrukciju, jako izduženu halu, oslonjenu pomoću visećih kablova na dva stuba izgradio je 1962. P. L. Nervi u fabrici hartije kod Mantove. Kod Federalne banke raspon je manji, ali opterećenje osetno veće, a viseća i oslonačka konstrukcija, bez remećenja konture i prostornog toka, položena je u samu zgradu. Investitorima i arhitektama bilo je ovde očigledno stalo do toga da veliki trg i slobodan prostor ispod zgrade )stave potpuno prohodnim; zbog toga su parkinzi i ostale sporedne prostorije smešteni u jednom podzemnom traktu.
Ideja da se lakoća, providnost i nosivost jedne moderne skeletne zgrade naknadno demonstriraju prostranim i otvorenim prizemljem slobodnih od stubova, susreće se više puta: Le Korbizije ju je kao prvi ostvario u Švajcarskom paviljonu. Razumljivo samo 42
po sebi, ova misao je u međuvremenu postala za bogate skeletne zgrade conditio sine qua non. Čelik, armirani beton i prethodno napregnuti beton su se takmičili u" konstrukcijama na stubovima ili oblika drveta. Konstrukcije sa prepustima ili okvirne konstrukcije, kojima je opterećenje zgrade preneto na jednu uvučen u stopu ili međusobno razmaknute oslonačke tačke, raspodeljene su ili u svim spratovima, ili pak su međusob no spojene u jak par prepuštenih nosača, odnosno, okvirnih prečki - iznad prizemlja ili iznad poslednjeg sprata, na kojima je postavljen noseći skelet gorneg sprata ili na kome je on obešen. Administrativna zgrada "Tur di' midi" (Tour du Midi) u Brislu (ill 1, str. 158) je primer visoke zgrade kod koje čelična konstrukcija tavanica izlazi iz unutrašnjeg jezgra, i koja ovaj konstrukcijski princip jasno izražava i spoljašnjim izgledom, obimnim prozorskim trakama. Kakvo pojačano dejstvo može postići konstrukcija sa prepustima, kada ona, obuhvaćena iznad prizemlja, preuzima čitavo opterećenje spoljašnjih zidova visoke zgrade, pokazuje se na administrativnoj zgradi u mestu Pito (Puteaux) (ill 1, str. 152). Ovde je veoma vešto rešen problem detalja pomoću jedne mešovite konstrukcije, što se postiže time da se izduženom telu visoke zgrade daju iznad temelja prepusti u oba pravca.
Relativno veliki broj "visećih zgrada" koje su nastale sedamdesetih godina značajan je za stalne tendencije u internacionalnoj arhitekturi, da se putem oblikovanja povisi noseća sposobnost visoke napregnute konstrukcije velikog raspona. Ako je prepust na gornjem kraju jezgra zgrade najpre ostvaren krutim konstrukcijama, punim čeličnim ili rešetkastim nosačima, nešto kao kod Filipsovih upravnih zgrada u Eindhovenu i kod zgrade Alpinen Montan u Leobenu (v. str. 190), tada se odmah dolazi do toga da se preko gornje ivice fasade od spoljašnjosti koso prema unutra vode viseći kablovi, kao kod Upravne zgrade Siemensa u St. Denisu ( ill I, str. 144). Diskretnije, ali zapravo još efikasnije, pokazuje se posebna elegancija obešenog fasadnog skeleta na administrativnoj zgradi jednog osiguravajućeg društva u Londonu ([]J 1, str. 146); podeljen nosač, obimni ivični nosači i konzolna konstrukcija, iščezavaju iznad zatvorenih fasadnih traka. U novije vreme je ideja građenja obešenih kuća dobila neočekivano proširenje i obim. Do sada su razmatrani primeri visokih zgrada kvadratne osnove, kod kojih očigledno toranjski oblik ima reprezentativno znače nje, no konstrukcije se primenjuju i kod visokih zgrada sa izrazito izduženim pravou-
gaonim presekom, kao i kod zgrada manjih visina. Kod bankovne zgrade u Dablinu, Irska (v. str. 14Uj su dve viseće zgrade oblika tornja izgrađene kvazi jedna uz drugu; osnova sadrži dva masivna noseća jezgra koja u svim spratovima okružuju jednu reprezentativnu srednju haiu. Poseban efekt, koji se ovde postigao obešenom konstrukcijom, sastoji se u tome da vešaljke ne prolaze kao prosti štapovi kroz sve spratove, već da su skupljene u jednom svežnju koji počinje na gornjem kraju sa 14 štapova, pa se u sedam obešenih spratova redom smanjuje do na dva, tako da svaki sprat pokazuje svoj sopstveni par vešaljki. Ovo originalno aktiviranje noseće konstrukcije se motiviše i podvlači još i time što se celo telo zgrade koja je svetlim tavaničnim trakama i straga položenim tamnim prozorskim trakama horizontalno jasna raščlanjena prema gore značajno proširuje, i na kraju, sa gornjim, tehničkim spratom dobija još jedan izrazit prepust i završetak. Kod samo tri etaže visokog paviljona Savezne visoke vojne škole u Hamburgu (v. str. 100) izabrana je obešena konstrukcija kako bi se dobio. bogat građevinski kompleks kancelarijskih i seminarskih prostorija, učio nica, 'biblioteka, laboratorija, radionica i prostorija za snabdevanje, u jednom jedinom sistemu koji' se sastoji od kvadratnih bl0kova i unutrašnjih dvorišta, za svaki blc( sa samo 4 unutrašnja oslonca, a pri tome su u prizemlju smeštene sve veće, delom nepravilno formirane prostorije, a pre svega rigurozno održana shema da se četiri stuba i četiri ukrštena tavan ična nosača učine jasno vidljivim. Postoji i još jedna druga situacija za kombinovanje mostovskih i obešenih kuća, o če mu će ovde biti data dva primera. Nova zgrada Pravnog fakulteta u Beču (v. str. 102) morala se smestiti na veoma uskoj parceli, praktično u jednoj građevinskoj jami između starih zgrada, pa je prema tom bilo ograničeno i razvijanje u visinu. Slušaonice su morale biti smeštene u suterenu, prizemlje je moralo ostati slobodno od stubova kako bi se ulazni prostor dovoljno otvorio za ograničenu pešačku zonu. Stoga su se sanitarne prostorije i liftovi koncentrisali na dva para armiranobetonskih tornjeva; oni obrazuju ležište za dva snažna prostorna rešetkasta nosača od šupljih profila, koji, sa rasponom od 52,80 m preuzimaju čitavo opterećenje gornjih spratova. Unutrašnje i spoljašnje vešaljke su građene kao čelične cevi sa promenijivom debljinom zidova; spoljašnje cevaste vešaljke, zglobno Uč vršćene na mostovske nosače uz oluke, prolaze ispred zastakljene fasadne po\(ršine kao vertikalno raščlanjavanje. Poseban efekt dobijen je još time što su prepust i zastakljenje gornjih spratova na betonskim tornjevima, postavljeni za dva sprata više nego u srednjem delu, tako da i noseći stubovi čitave mostovske kuće postaju za prolaznika naročito uočjivi.
Slična sećih
kombinacija mostovskih nosača i vikonstrukcija za međuspratne konstrukcije primenjena je kod proširenja jedne administrativne i bankovne zgrade u Trondhajmu, Norveška (v. str. 138). Ovde su unutrašnji oslonci visoko obešeni, a obuhvaćena konstrukcija nije spolja primetna. Kao karakteristične "okvirne kuće" treba da se pomenu: hotel Radison Saut (Radisson South) u Mineapolisu gde je funkcija zgrade dopustila da se okvirne prečke velikih raspona formiraju kao rešetkasti nosači visine sprata; Iranski paviljon u pariskom Univerzitetskomgradu, gde su četiri stambena sprata dva puta obešena na okvire sandučastih profila (v. str. 190). Sa ukrućivanjem tela skeletnih konstrukcija povezuje se često jedna ideja projektovanja, koja, sama po sebi ništa novo, zbog smanjenog komplikovanja funkcionalnih zahteva dobija na značaju: ravna građevina uvučena ispod visoke kuće, npr., ambulantna građevina ispod krevetskog trakta bolnice, hala sa šalterima ispod biroa banke, itd. Čelična skeletna konstrukcija je zbog malih poprečnih preseka stubova kod velikih raspona za ovu vrstu građevinske delatnosti naročito pogodna. Klasičan primer ravne zgrade izgrađene ispod druge građevine je
zgrada Lever u Njujorku koju su 1951 stvorili Skidmor, Ouings i Meril. Jedan tipičan noviji primer je nova zgrada radio-stanice "Deutsche Wele" (Nemački talas) u Kelnu (v. str. 124). Ulazni prostor i prostor za publiku, kao i zajednički uređaji koriste prizemlje, a tehnika i podzemne garaže su smešteni u dva suterenska sprata. Na ovoj rastegnutoj platformi izrastaju tri tornja različitih visina, grupe liftova i instalacije.
Minneapolis, Federal Reserve Bank, presek
poprečni
Sa posebnom brigom i konstruktivnom raskoši je podignuta visoka građevina upravne zgrade kompanije 3M kod Pariza (v. str. 150). Ova zgrada je sklopljena, torziono i fleksiono krutim vezama spoljašnjih stubova pomoću zavarenih čvornih limova sa cevi koja je torziono čvrsta (cevasta konstrukcija), a postavljena je na drugi noseći roštilj, koji vertikalno opterećenje predaje naniže samo u malom broju tačaka, no sile od vetra prenosi na prolazno Jezgro koje je u temelju izgrađeno masivno. Tako se postiže veća sloboda u osnovama, i jasno se može izraziti promena statičkog sistema i materijala.
Čelične konstrukcije su neizbežne kod građevina
koje se moraju postaviti pod posebno teškim topografskim i klimatskim uslovima, ili na veoma teškom temeljnom tlu, npr., radničko naselje na gradilištu brane Grande Dixence u Wallis-u (arhitekta A. Perraudin), koje je bilo podignuto na visini od 2140 m i kod temperatura i do -30°C, čistim suvim načinom građenja kao čelična okvirna konstrukcija. Pod sličnim ekstremnim vremenskim i transportnim uslovima bila je podignuta planinarska kuća u Štilfserjohu (Stilfserjoch) ([JJ 1, str. 73). Rekord u visokom građenju ima, međutim, planinarska kuća u Menhsjohu (M6nchsjoch): ona stoji na visini od 3650 m na ivici glečera Jungfrau na jednoj strmoj stenskoj padini. Svi materijali mogli su se prenositi jedino pomoću helikoptera. Dvostepeni temelj morao se izvesti kao čelična konstrukcija usidrena u stenu; za samu kuću odabrana je drvena rešetkasta konstrukcija.
Čelik u stambenoj izgradnji i izgradnji škola /\lIsta manje značajno od uspeha koje su če konstrukcije postigle kod velikih konstrukcija je činjenica da su one pre oko 30 godina prodrle i u one vrste zgrada kod kojih se ne postavljaju posebni zahtevi u odnosu na raspon i opterećenje, gde su drugi načini građenja u visokogradnji bili u počet ku ekonomski nadmoćniji, i gde je trebalo savladati i psihološke smetnje i predrasude. lične
To se pre svega odnosi na stambenu izgrad~ju. Ovde je konzervativna tendencija, ostati na "uobičajenom" naročito jako izražena. Kuća kao sigurno utočište, špilja kao praoblik stanovanja, da se ova više ili manje osećana predstava prevaziđe i proširi na novi, slobodniji ideal stanovanja, to je pionirski zadatak naprednih arhitekata koji su, u prvom redu sa svojim sopstvenim domovima, krčili čeliku put kod kuća namenjenih jednoj porodici.
I ovde je Mis van der Roe dao svojom kuFarnsvort ({lJ 5) neku vrstu početnog paljenja. Strogo modularan raspored osnova, tečni prelaz iz jednih stambenih prostorija u druge, instalacije koje su položene iznutra, to su bili dalji podsticaji ; no ovaj, savršeno belo premazan čelični skelet je tako brižljivo ukomponovan u okolni pejsaž pomoću platformi pretprostra i kuće sa istu renom terasom iznad močvarnog udubljenja, tako da je ipak pre jedan primer monumentalne arhitekture, manifest nove koncepcije prostora, pre uporedivo sa paViljonom u Barceloni od 1929, nego stambena zgrada. ćom
Već kod kuće arhitekata iz doba Misovih
sledbenika, koja je najbliža idealu, malo kasnije projektovanoj kući P. Džonsona u Nju Kananu, ova pretenzija je ublažena, stambene prostorije su poređane u suterenu koji je ukopan u povišenom delu terena ({lJ 6). Nasuprot ovoj čeličnoj arhitekturi je čelična kuća koju je 1952. u Nansiju izgradio Žan Pruve, zapanjujuće ležerno i nepretenciozno, i za današnjeg posmatrača daleko ispred njegovog vremena, nikakav "klasičan" čelični skelet, već neka vrsta površinskog nosača od čeličnog lima, aluminijuma i drvenih ploča ([[J 3). Prva kompaktna grupa, neka vrsta rasadnič ke škole za jednoporodične čelične zgrade, stvorena je 50-tih godina u Kaliforniji, podsticana konkursom koji je raspisao jedan vodeći arhitektonski časopis. Najpoznatije iz ove grupe su opitne zgrade Krejg Elvuda (Craig Ellwood) (ll] 2). Ovde je čelični skelet posebno lep, umesto I-stubova su skoro svuda primenjene vitke četverougaone cevi, zidne površine su izvedene u staklu i opeci, tavanična platna su opšivena drvetom, tako da se noseći skelet ne nameće, već pre deluje kao modularno raščlanjivanje površina. Posebno dražesna je grupa 4-blokovskih kuća u Holivudu, kružno simetričan poredak osnova od 4 reda kuća, mešovito građenje 43
Santa Monica, California, Atelje
sa nosećim zidovima od opeke u podužnom pravcu, a čeličnih linijskih nosača u popreč nom pravcu. Opitna kuća u Holivudu, autor Pjer Kenig (fI) 2) odlikuje se čistoćom oblika i usaglašenošću sa savršenom metalnom konstrukcijom od čeličnih okvira, čelične ćelijaste tavanice i dopunskih elemenata od emajliranog čeličnog lima. Kod svih ovih građevina čelična konstrukcija je legitimno data i u svom dejstvu pojača na brižljivim uklapanjem kuće i njenih aneksa - verande, terase sa pogledom, bašte nskih dvorišta - u okolni teren. Posebno dobrodošla bila je arhitektama situacija kod strme padine na kojoj se mogao graditi objekt sa sportski vitkim čeličnim skeletom veoma velikog raspona. Posebni položaj unutar kalifornijske grupe imala je dvospratna stambena zgrada i atelje u Santa Monici, autor Ch. Ims (Eames), poznat projektant nameštaja - svojom naglašenom spljoštenošću, svojim dopadijivim japanskim ležećim prozorskim pločama, sa živahnim kombinacijama materijala - čelika, lima, drveta, azbestcementa ((ll2). Čeličnoj kući nije potrebna bezuslovno raskošna vegetacija jedne suptropske bašte da bi se razvili njeni kvaliteti shvatatIlja prostora; to postaje vidljivo suprotstavljanjem jedne raskošne obešene zgrade u Buenos Airesu (arh. A. Bonet) (11110) i obešene t grade sa baštom na krovu u Liježu (arh. J. r 10zin) (1112). Kod ove druge deluje čelični skelet mnogo prirodnije, pojavljuje se transparentnost razvoja prostora na tri etaže gore sve do bašte na krovu, do svoje pune vrednosti; na relativno uskom delu zemljišta izvrsno je uspelo uklapanje u okolinu u predgrađu.
Individualno projektovanje jednoporodičnih ćelijskih zgrada ostalo je ipak jedna ekskluzivna prilika; montažni sistemi gradnje kuća nisu se u ovoj oblasti do sada u opštem probili, ili su se odrekli, kao što su, npr.,
44
montažne kuće "Pionir stil", karaktera čelič nih konstrukcija. Važnije za budućnost če ličnih konstrukcija je ipak kuća za izdavanje u najam, stambeno naselje. Način građenja pomoću čeličnog skeleta mogao je i ovde da se ubaci i da pokaže značajan napredak; on je uspešno konkurisao građenju u armiranom betonu, gde su ljudi, a pre svega u Francuskoj, pokušavali da ~avladaju te goruće probleme društvene stambene izgradnje. Već je sredinom 50-tih godina preduzet jedan prodor za gradnju čelikom na stambenom bloku Port de Lila (Porte des Lilas) u Parizu, koji je jednom ponovno primenjivanom i dalje razvijanom sistemu dao ime spratni okviri, koji se na tlu zajedno zavaruju, podižu gore i spajaju armiranobetonskim pločama; ove se pripremaju i završavaju na gradilištu, dole slažu i dižu gore po spratovima. Jedan karakteristični sistem građenja, stambeno naselje Grand Marc u Ruanu (fI) 1, str. 64), značajan je po velikim površinama prefabrikovanih elemenata, platna za vetar visine zgrade i površine tavanice koje se protežu preko celog stana, građena od lakih mrežastih nosača. Pojam o bogatoj širini i arhitektonskom nivou francuske stambene izgradnje potvrđu ju tri dalje velike građevine: kuća Mladosti u novom gradu Sarsei (Sarcelles) kod Pariza ~rh. Boalo i Laburdet' (Boileau, Labourdette) sa svojim ritmiziranim stubnim i parapetskim elementima između flanši i spoljašnjih stubova (fD 4); stambena visoka kuća ul. Krulebarb (Croulebarbe) br. 33 u Parizu (arh. Albert, Boalo, Laburdet), kojoj spolja postavljeni cevasti stubovi sa cevastim rešetkastim nosačem podupirača protiv vetra na uskim stranama daju jednu posebnu draž (v. str. 244); konačno, stambeni kompleks Boaldie (Boieldieu), arh. Rabo i Žilber (Rabaud, Gilbert) sa 479 stambenih jedinica u mestu Pito (Puteaux). Ovde se radi o čis toj, prednapregnutoj čeličnoj konstrukciji - i nosača rebra prizemlja su od čelika, spoljašnji stubovi i spregovi protiv vetra na ugaonim platnima, koja nemaju prozore, nisu vidljivi. Stambena kuća Bourgmestre Machtens u Brislu i stambena četvrt u Balornock-u ([[11, str. 70), stambeno nase/je u Piombinu i u Tarentu (1111, 63, 66) mogu da s/uže kao potvrda za to da su čelične konstrukcije u oblasti društvene stambene izgradnje internacionalno čvrsto potvrđene; one pokazuju takođe koje raznovrsnosti i mogućnosti oblikovanja, koje varijacije u ritmu manje ili više redukovanog broja prozora postoji u vrsti gradnje kod koje je svaka konstrukcija određena strogim zahtevom ekonomičnosti. Interesantni su mnogostruki pokušaji sa novim načinom građenja u čeliku koji su nastali u Japanu, gde problemi potrebe stanova i nestašice građevinskog zemljišta postaju akutni. Nasuprot komplikovanim sistemima i pr?j~.ktima koji idu na odvajanje nosećeg rostilja od stvarnih stambenh ćelija ili stambenih kapsula, relativno konvencionalne če lične skeletne okvirne građevine sa spregovima protiv vetra u graničnim zidovima stanova i protivpožarnom oblogom stubova od lakog betona sa svojim prolaznim balkoni-
ma i udubljenim lođijama, deluju možda dosadnije i siromašnije, ali human·ije. Za sadašnju situaciju u stambenoj izgradnji je značajno da jedina velika stambena izgradnja sa visokim kućama, koja je ovde uzeta u našu zbirku primera, postoji u Japanu; grupa stambenih kuća u mestu Ashiya (v. str. 74). Konstrukcija je ovde uslovljena opasnošću od zemljotresa. Horizontalne sile se prihvataju sistemom spratnih okvira, ukrućenim stepenišnim zidovima, rešetkastim nosačima i spregovima; u taj čelični roštilj su umetnute stambene jedinice koje su sklopljene od prefabrikovanih betonskih delova (uporedi str. 225 i dalje). Građevinski kompleks u mestu Fekamp (Francuska) (v. str. 20), sa svojim komplikovanim kućama sa strmim krovovima za ukupno 130 stanova za izdavanje, diže se iznad prizemlja koje sadrži radnje, radionice i parking garaže. Ovde se radi o jednom posebnom slučaju, o uklapanju negovanja spomenika u narastu strukturu starog grada - opet jedan dokaz za to da se sa čeličnim skeletom mogu savladati i geometrijski komplikovane konstrukcije. Inače, u Evropi nisu poslednjih godina čelične konstrukcije, što se tiče izgradnje stanova namenjenih izdavanju u najam, pokazale neki veći ili rastući volumen. To mnogo zavisi od toga što kod rastuće konkurencije i pritiska cena ne može čelični skelet pokazati svoje posebne statičke sposobnosti nošenja, kao i prolaznosti za kom JIikovane instalacije. .
EG KS. Ogledna zgrada "Baukasten"
U međuvremenu su čelične konstrukcije Uč vrstile svoj položaj i kod vrste zgrada koje su negde između stambene zgrade i škole dečji vrtići i dečji domovi ([JJ 1, str. 74, 75). Značajno za široko razvijanje p:ostora ~oJe je omogućio čelični skelet, kao I ukla~~nJe u divan planinski pejsaž je primer fenjainog doma italijanskog čeličnog građevinskog preduzeća Itaisider za decu službenik.a u Montekiaru (Montechiaro), arh. R. Sevenno. Suprotno ovom dečjem domu u brdima je opštinski dečji vrtić u mestu Kj'ina~ashima / Japan smešten u japanskom brdOVitom terenu (~. str. 86). Jedan dvospratni čelični okvir kao prolaz koji prelazi preko potoka, sažima u širokom dvorištu zajedničke prostorije i pojedine grupne prostorije. Same prostorije su jednospratne sa krovom na jednu vodu koji je spolja vezan za ovu konstrukciju. Liege, Obešena kuća sa krovnom baštom
Opet su individualno formirane jedno- i više-porodične kuće, kuće arhitekata one koje se ističu u današnoj proizvodnji. Stambena
zgrada kod Stavangera, Norveška (v. str. 63), izvedena kao prototip za kuće od čeli ka, pruža svojim okolnim prolazom koji je prekriven krovom, sa spoljašnjim stubovima odmaknutim staklenim zidom, mogućnost fleksibilnosti pri raspoređivanju prostora, kao i klimatske prednosti. Stambena kuća u Čestvudu (Chatswood), Australija, sa pomerenim spratovima smeštenim na brežuljkastom terenu, odlikuje se svojim tečnim rasporedom prostora i živahnim delovanjem neskriveno vidljivih trapezastih limenih tavanica, unutrašnjim stubovima ispregovima protiv vetra, u prekrasnom kontrastu prema glatkoj metalnoj spoljašnjoj oblozi. Ako se uporede stambena kuća u Torontu (v. str. 65) i stambena kuća u Los Anđelesu (v. str. 66) sa prethodno pomenutim ranijim čeličnim kućama u Kaliforniji, tada se pokazuje značajan napredak prema elastičnoj, slobodnoj primeni svh današnijih sredstava i elemenata čeličnih konstrukcija. Geometrijsko savršenstvo i skladnost čeličnih elemenata, kakva je gajena kod Krejga Elvuda (Craig Ellwood), su prevaziđeni. Bezbrižno su se i sa vidnim zadovoljstvom u unutrašnjem prostoru pokazivali valjani profili, cevasti stupvi, laki rešetkasti nosači, štapovi spregova, zajedno sa zaštitnim zavesama protiv sunca, štapovima ograde, cevi za ventilaciju, kao i spojevi zavrtnjevima ili neobrađeni zavareni šavovi - jedno zaista savremeno shvatanje čeličnih konstrukcija, kako se susreće i kod ogledne kuće .. građe vinski sanduk" (nem. izraz "Baukasten", prim. prev.) koja se pojavila kod konkursa EGKS - ovde još i obogaćeno i dodatno Ukrašeno elementima u boji (v. str. 68).
Mnogobrojni iv u pogledu. n~ sJs~emati:a?ij.~ savremeni nacinI građenja JOs Je znacaJnlJI napredak kOJi je čelični skelet .mogao p~sti: ći u izgradnji škola. Kod pr:'lh OS~OVnl~ I srednjih škola u čeliku 5O-tl~ 90drna nlS~ primenu čelika tako mnog.~ .dl~tlral~ fu.nkclonaina i ekonomska razmisijanja; bila Je to, slično kao i kod prvih čeličnih stambenih zgrada, težnja vodećih arhitekat~ da prov~d nost i lakoću čeličnih konstrukcija unesu I u školske zgrade i da time deluju vaspitno. Neka ovde budu pomenute osnovne škole u Birminghamu, Mičigen (arh. ~. M. ~~ith): jedno bogato ređanje razrednih pavllJon~ I dvorišta-bašti; srednja škola u mestu Johet (Ilinois) (arh. SOM), takođe prizemn?og!ađivanje dvorišta (Lll11). U Engleskoj Je cuvena srednja škola u Hanstentonu očigledn~ formirala školu; nastale su razne osnovne I srednje škole kultivisanog arhitektonskog izgleda, labavije ili strože grupisanje jedno-iIi tro-etažnih traktova. Šezdesetih godina jako se proširio obim građenja u izgradnji škola, uslovljeno rastućim natalitetom, produženjem vremena školovanja, pojačanim zahtevima za obrazovanje (školstvo) i tehničku opremu.
Montechiaro,
Dečji
Sadašnji tipovi škola - osnovna škola, srednja škola, visoka škola, itd., pedagoška shvatanja i metode se naglo menjaju. Izgrađeno je i hijerarhijsko stepenovanje obrazovnog procesa, kao zatvorenost razrednih soba; sve veći zahtevi u odnosu na komunikacije, propustljivost i učestvovanje javnosti, promena broja đaka i školske priredbe vodili su do novih, multifunkcionalno-fleksibilnih formiranja prostora. Uporedi li se prethodno pomenuta paviljon-škola u Birminghemu sa tipičnim školskim građevinskim kompleksima ranih 7o-ih godina,. npr., ~ko la u Isenburgu_ ili celodnevna visoka skQla u Osterburkenu (CD1, str. 180), tada se vidi osnovna razlika isto tako jasno kao i nadmoćnost vitkih čeličnih skeleta velikih raspona za građevinsku realizaciju ovakvih velikih prostornih konstrukcija. Tražena sposobnost prilagođavanja zajedno sa pritiscima cene koštanja i rokova završetka dali su efikasan impuls razvoju sistemnog načina građenja sa jedinstvenim dimenzijama. U Engleskoj su sistem ne građevine dostigle 50% građevinskog obima osnovnih i viših škola, a pri tome je udeo škola građenih u čeliku 75%; u Francuskoj je do 1970. bilo već 90% sistemnih građevina, od toga polovina u čeliku. I u Italiji, Nemačkoj i Austriji primećen je brz porast sistemnog načina građenja u čeliku. U nastojanju da se izbegne fabrički utisak celokupnih školskih kompleksa pokušali su arhitekte školske zgrade u Hertenu (v. str. 92) da pokrenutim oblikom osnove, promenom pravca saobraćajnih puteva kao i vođe njem osvetljenja stvore živahne prostorne utiske. Prozorske trake koje idu svuda unaokolo koje simbolizuju opšti ton čitave škole, ve~tikalno su odvojene staklenim prorezima stepenišnih prostora koji su svojim zakošenim čeonim površinama smešteni u uglovima četverodeine građevinske grupe. Kod škole u Denovi (v. str. 96) je častoljub lje, da se od jedne relativno male školske zgrade - 24 razreda sa 1 gimnastičkom salom - učini arhitektonska i urbanistička senzacija, za naše pojmove jako izraženo pomoću jedne mešovite konstrukcije: preko uglova jedne dvoetažne masivne ravne zgrade su dva trakta razrednih prostorija
ferijalni dom "Italsider"
45
podignuta od uskih šahtova za lift u visinu, pa oba ova tela pokazuju opet veoma naglašeno kontrast između betoniranih čeonih platana i podužnih frontova sa prozorskim trakama za razrede, jedna čelična obešena konstrukcija koju preko ravnog krova nose snažni puni poprečni nosači. I kod skromnijih provincijskih zgrada osnovnih škola muče se ljudi za individualno, upečatljivo oblikovanje, za brižljivo uklapanje u okolinu i teren, dakle, za atmosferu koja pruža deci doživljaj prostora kao deo vaspitanja. Značajna u tom pravcu je međuop štinska škola "U brdima" (v. str. 88). Dvanaest petougaonih prostornih jedinica je smešteno u dva sprata oko jedne centralne hale i hale za odmor, a jednim nadovezujućim poluspratom je građevina naslonjena na jedan blagi obronak. Zvezdasti oblik pruža začuđujuće bogate mogućnosti za kombinacije rasporeda nameštaja kao i spajanje ili odvajanje prostorija pomoću pomeranja radijainih unutrašnjih zidova. Učionica, kod koje imaju visok udeo zatvorene zidne površine i diferencirajuća zastakljenja, daje stoga prijatan i miran utisak. Pomenirno i tehničku eleganciju sa kojom je zvezdasta figura u nosećem sistemu prihvaćena pomoću tri koncentrična oslonačna prstena i radijainim glavnim nosačima.
Ćelik u zgradama drugih vrsta Prelaz od viših škola na visoke škole, što se prostornog sklopa, veličine i količine instalacija, čine zanatske škole, viši tehnički zavodi ili stručne škole. Osobito brižljivo projektovano građenje ovih vrsta škola, starijih u armiranom betonu a nekoliko novijih u čeliku, ostvareno je u Švajcarskoj ((JJ 1, str. 90). tiče
I gradnja visokih škola dobila je, zbog rastubroja studenata, proširenja broja disciplina i povećanih zahteva za tehničkim pogonskim uređajima, šezdesetih godina veliki zamah, no udeo čeličnih zgrada, upoređeno sa ostalim školskim zgradama, ostao je relativno skroman. ćeg
Velika Britanija je postigla izvesnu prednost u planiranju razvoja i izgradnje svojih škola, zahvaljujući svom posebnom školskom sistemu, rasprostiranju po čitavoj zemlji, ograničenju broja studenata i građevinskih kompleksa na jednoj humanoj meri, zahvaljujući prilagođavanju negovanom stanju zemljišta; na taj način moglo se razviti zdravo takmičenje između raznih tradicionalnih i industrijskih načina građenja. Za čelične konstrukcije sigurno je bila prednost da su se ovde mogli primenjivati delimično isti građe vinski sistemi kao i u izgradnji škola. Dobar primer sistemnog načina građenja je laka čelična konstrukcija Univerziteta Njujork. Za stroge pristalice čelika mogao je izgled ovih 2- i 3-eta3nih, nem.arno grupisanih građevi-
46
na sa svojim prostodušnim kombinacijama vitkih čeličnih stubova, lakih čeličnih nosača, delom popunjenih drvetom i fasadnim pločama od veštačkog kamena u sirovoj gradnji, delovati privlačno; krajnji rezultat je veoma prijatan. I u Francuskoj je krenuo prodor čeličnih konstrukcija u početku lagano, no 60-tih godina je nastalo niz novih fakulteta, u provinciji kao i na periferiji i u središtu Pariza moćni kompleks Fakulteta prirodno-matematičkih nauka ((lli, str. 100, 102) sa 400000 m2 korisne površine. Slično načno
je temeljeno i centralizovano, pojediplaniranje velikih proširenja nemačkih univerziteta ili novih građevina - Karlsruhe, Marburg, Bochum. Vredno je da se napomene kako je posle jednog poleta koji je mnogo obećavao, kod prvih građevina Rurskog univerziteta u Bohumu čelični skelet menjan korak po korak u armirani i prethodno napregnuti beton. Ideologija betona je postigla svoj vrhunac na izgradnji visokih škola sa Univerzitetom Marburg, gde se forsirao princip bezuslovne prostorne i instalacione fleksibilnosti na štetu ekonomičnosti, naravno, sa uočljivim posledicama i arhitektonskim kvalitetom. Još strože zahteve u odnosu na fleksibilnost i mogućnost trodimenzionog proširenja postavljali su planeri jednog jedinog tipa građenja kod pet novih univerziteta u Nordhein-Westfalen, koncipiranog u armiranom betonu. Kod šestog od ovih univerziteta, Bielefeld, imala je inicijativa čeličnih konstrukcija uspeha pri izme ni planova; čelik je cenom mogao konkurisati armiranom betonu. Posebni slučaj bili su humanistički instituti Slobodnog univerziteta u Berlin-Dahlem-u, čiji je projekat proizišao iz jednog internacionalnog konkursa ([IJ1, str. 181). I ovde je uslov bio krajnja fleksibilnost korišćenja, pri čemu je uslovljavana mogućnost pregrađiva nja i nadziđivanja. Ovde je značajna spregnuta konstrukcija nosača - prefabrikovane betonske ploče sa čeličnim nosačima koji su bili vezani visokovrednim zavrtnjevima kruto u odnosu na smicanje, a isto -tako i neuobičajeni modularni sistem projektovanja. Noseći skelet, fasadni elementi, dole obešena tavanična ploča, itd. imaju doduše drugi raster, konstrukcijski elementi skeleta ne ukrštaju se iznad stubova, već prolaze
Jedan iznad drugoga; time je data maksimalna sloboda u raspodeli prostora i u montaži instalacija. U poslednje vreme, ne samo u Nemačkoj, nastupilo je izvesno zasićenje i uzdržanost u građenju velikih novih visokoškolskih kompleksa; obe, upravo završene zgrade za proširenje visokih škola u Winipegu i Beču (v. str. 98, 102) ne predstavljaju tipove zgrada novih razvojnih mogućnosti, već treba da se shvate kao snažnl;lkonstruktivna dostignuća na veoma stešnjenim užim gradskim parcelama. Prelaz od izgradnje visokih škola na izgradnju. bolnica zahteva grupu prirodnih i tehnič kih istraživačkih instituta, u korišćenju kao i u jačim zahtevima na tehničkoj opremi. Laboratorijum za fiziku Džedvin (Jadwin) Univerziteta Princeton pokazuje kako se kom- . plikovani, funkcionalni i tehnički programi mogu preduzimati i savladati pomoću skeletnog građenja, u dobroj, dobro odmerenoj grupi građevina. Zatvorena tela (zgrade), obložena zidom od opeke, deluju veoma kompaktno, no upovučenom suterenu i sa gornjim delom zgrade koji je presečen prozorskim trakama naslućuje se čitava snnga čeličnog skeleta. Suprotni primer je Medicinski istraživački laboratorij Univerziteta Kalifornija ([[11, str. 99). Ako se tome dodaju kao treće istraživačka i upravna zgrada u Palo Alto, SAD, (v. str. 104), jedan veličanstven strog, funkcionalno izvanredno disciplinovan dvodelni kompleks zgrada sa vidljivim čeličnim stubovima i ispunom u zidu od opeke - veću širinu arhitektonskog izraza jedva da je današnji čelik pokazao u nekim drugim vrstama zgrada.
Poslednja važna oblast u kojoj je čelik osigurao svoj udeo, je izgradnja bolnica. Ovde su u početku prepreke bile još veće nego kod izgradnje visokih škola; u međuvreme nu je uspelo da se ispravnim usmerenjem građenja dokaže da su čelične konstrukcije potpuno konkurentne, npr. ,kod velikog bol-
Univerzitet PrincatOWn, LaboratorIj za fiziku Jadwin
Gradska bolnica u Bostonu,
ničkog
kompleksa u mestu G,ones (Gonesse), Francuska (ali, str. 185), sistemom građenja koji je prviput primenjen u Oksfordu, a koji se sačuvao kod mnogih engleskih bolnica. U Nemačkoj je zgradom okružne bolnice u Detmoldu prekinut taj otpor, jedna čeličarska firma je završila objekt (sa predajom ključeva) ne prekoračivši tadašnju cenu koštanja i rok građenja. Posebno težak slučaj bila je zgrada za hitne slučajeve Lorenc-Beler(Lorenz-B6hler) u Beču (OJi, str.86). Ovde su se za čeličnu konstrukciju postavljali ekstremni zahtevi u odnosu na tehničku opremu. Već je u konkursu bio postavljen uslov da se čitava instalacija mora smestiti unutar zidova i tavanica bez znatnijeg remećenja rada u pogonu. Konsekventno i celishodno rešenje za enormno visoke zahteve za fleksibilnim raspoređivanjem prostora, stalnim prilagođavanjem razvoju tehnike, prolaznosti bez ikakvog smetanja bolničkog pogona nađeno je kod projektovanja Bostonske gradske bolnice U1J12). Jezgro kompleksa, 15-etažna "šajbna" visoke zgrade sa 1300 krevetskih jedinica, koja se diže iz 4-etažne ravne pogonske građevine, čista je čelična konstrukcija. Tavanični nosači
visine sprata, koji svojim gornjim i donjim pojasom zatvaraju sklop prolaznih instalacija, tako da se svaka stanica, svaka bolesnička soba može odozgo ili odozdo priključiti na uređaje za snabdevanje. U tom perfekcionisanju ima zavisnost građevinske konstrukcije od silnih instalacija za negu bolesnika pomoću tehničkih aparata, gotovo nešto tajanstveno. Da li je postignut maksimum u fleksibilnosti i na naknadnim tehničkim poboljšanjima, na optimalnom odvijanju i ubrzavanju procesa projektovanja i građenja, na nesmetanom čeka nju da se završavaju radovi u međuspratovi ma, ocena o tome može se zasnovati samo na osnovu pretpostavaka u odnosu na razuman razvoj kakav se predviđa u današnjem stanju zdravstva. Kraljičin medicinski centar Notingem (v. str. 82) ima ispod svakog bolničkog sprata ili pogonskog sprata jedan instalacijski sprat koji uključuje rešetkaste nosače raspona 10 m. To, što je na džinovskim bolničkim zgradama uvek jedan nedostatak - nehumanost mase zgrade - ovde je to vešto izbegnuto raspoređivanjem tri bloka smeštenih u unutrašnjem dvorištu, koji su vezani u uglovima jednog centralnog trakta za ambulantnu delatnost, operacione sale, kuhinju, itd. Četvrti blok služi za nastavu. Zid od opeke spoljašnjih površina, fino raspoređivanje prozora, unose jednu prijatnu dimenziju, živo delovanje boja. Isto tako konsekvento sa instalacijskim i nosećim spratovima izvedena je i bolnica u Frederiktaunu (Frederictown) Kanada (v. str. 84). Kompletno telo zgrade je samo na poslednjem spratu otvoreno unutrašnjim dvorištem; vertikalno raščlanjavanje putem obloženih dvostrukih stubova, prolazne prozorske trake čine građevinu još
o o
poprečni
presek
o o
moss ove
snažnijom, iako ona treba da primi samo jednu trećinu od broja pacijenata kao u Notingemu. Ekstremna koncentracija koja se kod ovih zgrada traži i sprovodi, sigurno da nije jedini put za razumno razvijanje bolnica; da je i u manjim jedinicama, u slobodnijim uslovima mogućan savremeni oblik bolesničke neg e i da se ovde čelične konstrukcije ne traže samo kao pogodna pogonska pretpostavka, već i kao prijatna atmosfera, to će postati jasno, ako se, na kraju, kao upoređenje posmatra porodilište bolnice u Kentu ([[Ji, s. 83).
Ovde ne treba da pobliže ulazimo na preostale tipove zgrada - hotel, saobraćajne zgrade, robne kuće i centre za snabdevanje, upravne zgrade, itd.; postoje uvek iste prednosti kOjima čelik zahvaljuje svoje uspehe: sposobnost prilagođavanja, lakoća, statička efikasnost i racionalna montaža. Sada će se ukazati na jednu novu oblast primena koja je za čeličare u toliko atraktivna, u koliko se traži mogućnost da se noseći čelični skelet kao takav izvede gotovo bez površina za zatvaranje prostora - parking kuće (v. str. 106, 108), stanica magnetskog lebdećeg voza u Hamburg (v. str. 110) i snažno prekrivanje čitavog prostora carine i parkirališta na Mont Blanu/Italija (v. str. 126). Na okruglim stubovima koji ovde nose impozantnu rešetku obe površine krovova na jednu vodu, su takođe obešene i kancelarije italijanskih i francuskih carinskih službenika. Na kraju će se još ukratko ukazati na neke novije momente u oblasti izgradnje administrativnih i upravni zgrada. Razvoj nosećih sistema ~ visokim POSlOVnim zgradama, nove fasadne konstrukcije koje se ovde javljaju, bile su već diskutovane. Arhitekturaje ovde od početka bila određena načinom korišćenja; doduše, već ra-
no je davala važnost elastičnom korišćenju prostora, ali je već od pre 2S godina projektovanje bilo usmereno na niz većih ili manjih kancelarijskih jedinica. Rasterne fasade 40i SO-tih godina veoma jasno izražavaju ovu namenu - ukoliko se to direktno ne pokazuje funkcionalno. Veliki kancelarijski prostor, prvi put planiran u SAD, rasprostranjuje se od 1960 i u Evropi, pa je bio, pre svega u Nemačkoj, svojom opremom dalje razvijan za "kancelarijski predeo" (eDi, 140, 182). Ne podeljeni unutrašnji prostor ima bez sumnje tendenciju za forsiranje sve jačeg rešenja i nezavisnosti fasade, kakva je ona bila u eri zida-zavese. Time je omogućen jedan razvoj koji je težio svom vrhuncu ili ga je već dostigao: polazak od prizmatičnih kancelarijskih "kutija", težnja prema živlljim, slobodnim oblicima osnova - sigurno i podsticana predstavama o "organskom" građenju, koje već odavno igra svoju ulogu u modernoj arhitekturi. No s druge strane je princip projektnog rastera za racionalnu osnovu i za noseću konstrukciju tako nametljiv da se bez daljnjega ne može kvadrat ili pravougaoni kao shema raspoređivanja zamen iti nekim slobodnijim oblicima. Jedan izlaz se nalazi u trougaonom ili šestougaonom rasteru koji je danas veoma omiljen pre svega kao armiranobetonskih skeletnih građevina. Da ovde i čelič ne konstrukcije mogu sarađivati, da one ispunjuju arhitektama i ovu želju, to pokazuju varijante projekta za upravnu zgradu osiguranja Hamburg-Manhajm AG (v. str. 106). Vredan pažnje je jedan drugi pokušaj da se ublaži strogost ortogonal nog nosećeg skeleta i da se telo zgrade učini življim, naime, da se on zameni cilindričnim telirna, kako se to dogodilo kod sedišta za propagandu Havas-Konseij (Conseil) u mestu Neuilly-sur-Seine (eD13).
47
jući
impulsi od statike. Kod ekstremnih zahteva tehničkog aparata noseća konstrukcija je predodređena samo još za to da obezbedi šuplje prostore za instalacije kao kod ranije pomenutih velikih bolničkih zgrada. Saznanje o rastućem značaju kućne tehnike stvoreno je kod pojedinih vodećih arhitekata već veoma rano; tako su u engleskoj stambenoj izgradnji kasnog 19. veka bile, npr., kod R. N. Šoa, naglašene grupe dimnjaka već shvaćene i postavljene kao neka vrsta sistema sudova unutra sklopa zgrade.
Neuilly-sur-Seine, Agentur8 Havas-Conseil
Namera da se projektovanje instalacija podigne na nivo koji je pri oblikovanju ist~ vred: nosti kao i noseća struktura, pokazuje se I na ranijim pokušajima, da se klimatizacioni uređaji, uređaji za grajanje ili ostale instalacije u formiranju fasade jač~ naglas~, .da ~e učine vidljivim. U tom smislu znacaJan Je projekt V. Gropiusa za jednu administrativnu zgradu kompanije Mek Kormik (Mc Cormick) 1953 u Čikagu, kod koje se u parapetskoj zoni klimatizacioni uređaji )avljaj~ . kao zatvorene površine (!lJa). Skandinavski I engleski arhitekte gaje već godinama u ~stom smislu neobloženu, otvoreno vođenu instalaciju kao posebno, funkcionalno sredst~o izražavanja delimično čak i .k~~ sak:al.~lh konstrukcija. Engleski "brutalisti su vidljive cevaste vodove, kanale i kablove učinili, tako reći, oficijelno arhitektonski prihvatljivim.
Živahni građevinski mehanizam, uzet ovde kao oblik oštra je negacija krutog sklopa američkih oblakodera, protiv aksijano simetrične ulazne hale koji se gubi u tesnim koridorima za lift ove , protiv nedovoljne komunikacije između spratova. Ovde, nasuprot, postoji raskošni saobraćajni tok koji se grana po čitavoj nepravilnoj površini osnove; prizemlje glavnog trakta ide otvoreno, pogledi i prolazi do raznih službi za stranke, po čita voj površini deli lanac zastakljenih i zatvorenih cilindričnih tela sa ulaznim halama, biroima za primanje, salama za razgovor. Ne manje nego pet kružnih stepeništa, a pored toga i izlazna rampa u podzemnu garažu, od velikog stepen išnog tornja glavne zgrade prema unutra jedno levkasto udubljenje, kao neki "krater" koji osvetljava tri donja sprata. Iza levka dižu se još dve četvoros pratne obešene kuće isto tako cilindrično u visinu, opet zajedno zatvorene okruglim stepenišnim tornjem. VeŠtački zahvat da se strogo pravougaoni građevinski
sklop obogati cilindričnim telima ili prostorima, kako je primenjeno kod upravne zgrade Eirene u Rimu (v. str. 156), deluje uzdržano. Ova stroga, brižljivo proporcionirana građevina sa svojom svetlom stakleno-alumini jumskom fasadom, efikasno je obogaćena spolja postavljenim otvorenim vretenastim pomoćnim stepenicama, a u unutrašnjosti cilindričnim obziđivanjem prostora za stepeništa i lift. Jedan karakterističan detalj: četvrtkružno zaobljenje na donjoj ivici metalne konzolne fasade iznad prizemlja. Trend prema osnovama oblika strujnih linija koji se pojavio već SO-ih godina, nastavlja se, ponovno oživljen svojedobno veoma za-
48
paženim projektom gradske kuće u Torontu (arh. V. RevelI) sa svoje dve visoke zgrade oblika platna koje okružuju okruglu plenarnu salu kao dve polovine ljuske, armiranobetonska konstrukcija koja je nastala 1957. povodom jednog internacionalnog konkursa. U to doba najviši toranj u Evropi, 210 m visok toranj Men-Monparnas (Maine-Montparnas) u Parizu, pokazuje u osnovi uporediv vretenasti oblik. Ovde su unutra celishodno smešteni ukrućujući zatvoreni betonski zidovi, a čelični skelet i njegovo zastakIjenje otvaraju se napolje (v. str. 164).
Čelični skelet i projekiovanje instalacija U toku razvoja modernih čeličnih konstrukcija, sve veći udeo zauzima kućna tehnika grejanje, ventilacija, sanitarni uređaji osvetljenje, uređaji za jaku i slabu struju, kako od celokupnog obima građenja, tako i od cene koštanja, kao i rada na planiranju i projektovanju. Statika nije više najteži deo projekta. Sposobnost nosivosti i prilagođavanja čelič nih konstrukcija, pre svega čeličnog skeleta, danas je došla tako daleko da se može podvrgnuti i najizuzetnijim zahtevima radnog procesa i pogonske tehnike. Noseća konstrucija, koja je u ranijem stepenu razvoja biJa kičma arhitekture, nema danas više raniji značaj; samo kod građevina ekstremnih visina i raspona dolaze odluču-
Otvoreno vođena instalacija ima svoje opravdanje pre svega tada, ili, ona je potrebna tada, ako za vreme projektovanja i izvođenja nisu još utvrđene kasnije potrebe, grananja i priključci. Propustljivost nos:ći~" tavaničnih elemenata jedne savremene cellcne skeletne građevina biće na taj način isto tako vidljiva; ona može dati optički privla?an kontrast, ili uneti jedan određen red u Isprepletene cevaste vodove.
Razvoj donosi neophodnost za "integrisani projekt okoline", kako se to naziva u anglosaksonskoj teoriji arhitekture, za integrisnao projektovanje nosećih sistema, kućne tehnike u najširem· smislu, prostora i arhitekture. U prvom redu nisu čelične skeletne konstrukcije u tom smislu pokazale tako spektakularne rezultate kao armiranobetonske konstrukcije sa nekoliko upravnih zgrada iz 60-tih godina, npr., zgrada CBS u Njujorku (v. str. 34), ili administrativna zgrada Američke republikanske osiguravajuće kompanije u mestu Des Moines (arh. SOM) gde 20 m dugački prethodno napregnuti prefabrikovani elementi, postavljeni između zatvorenih čeonih platana / "šajbni")· konkavno profilisanog tavaničnog nosača, preuzimlju klimatizacone vodove kao i slobodno osvetljenje, i gde je ovaj tavanični sistem i sistem osvetljenja preko zastakljenja smeštenog sa zadnje strane izvučen još za jedan iznos na slobodni prostor, kako bi se misao vodilja projekta jasno iskazala.
Jedan pojam o tome što je na integrisanom p roj ektovanj u u čeličnim konstrukcijama već tada bilo mogućno, pokazuje zgrada HTL u Brižu (Bruge) ([IJ i. str. 90) gde su pri pla,niranju izbora nose~e9 sistema bili kom ponovanje i profilisanje nosećih elemenata, pristupačno i racionalno vođenje instalacija, racionalno izvođenje gradnje, protivpožarna zaštita i formiranje fasade, brižljivo i besprekorno određeni jedan za drugim (vidi str. 203). Kod čeličnih konstrukcija je postavka zadatka još kompleksnija nego kod armiranog betona, u toliko što se ovde moraju uneti zaštita protiv požara i protiv korozije. Seća mo se vodom ispunjenih cevastih stubova postavljenih spreda, od čelika otpornog prema vremenskim nepogodama kod zgrade US Stil u Pitburgu (v. str. 22, CD 1, str. 160). Sličan projekt protivpožarne zaštite je primenjen i kod istraživačkog instituta BFI u Dislqorfu (CD 1, str. 98); još dalje ide fasadni sistem koji je razvio Gartner, koji je kružnim vodenim tokom u vitkim spoljašnjim stubovima povezao još i grejanje i ventilaciju. Ove "integrisane", vodom ispunjene fasadne kon.strukcije osvojile su, zahvaljujući mozda Jakom prodoru cevastih preseka za noseće stubove i gredice, jedno značajno polje primena (v. str. 102, 146). v
Kada se pod kućnom tehnikom u globalnom smislu podrazurnevaju sve građevinske mere koje služe dobrom fizičkom i psihičkom osećanju čoveka u građevini, tada tome pri-
pada i dovoljno uvođenje dnevnog i sunča nog svetla, dakle, dimenzionisanje prozora i njihovog dejstva kao prirodne ventilacije; zatim, uređaji za čišćenje prozora,a pre svega konstruktivne mere zaštite od sunca. Ove najstarije i najvažnije mere za "projektovanje čovekove okoline", planirane građe vinske okoline čoveka, određuju već odonda lice građevina i naselja bilo da se radi o anonimnoj ili visokoj arhitekturi. Da revolucija koju su sobom donele moderne skeletne konstrukcije za izvođenje naših građevina, zahteva i za ove probleme nova rešenja, spoznao je kao jedan od prvih Le Korbizije koji je uveo brisoleje kao savremenu verziju prozorskih "izloga".
. Projekt visoke kuće za kompaniju Mc Cormick & Co. Čikago
Čini se da je tradicija bila primljena i sprovedena odmah sa reminiscencijom na prozorske "izloge" kuće namenjene za iznajmljivanje u Parizu, koji tako bitno doprinose fascinirajućem utisku istorijskog kontinuiteta slike grada (!Di, str. 122), gde naborani kapci od perforiranog aluminijumskog lima, iznutra opsluživani ručicom, preuzimaju zaštitu od sunca. U suprotnosti sa pokretnim vertikalnim lamelama za zaštitu od sunca koje su, počevši od kuće Oliveti u Milanu iz SO-tih godina bile jedno vreme moda, ovde lepota fluktuirajuće fasade ne utiče na koštanje čistog modularnog raspoređivanja prozora.
I horizontalni zastori za zaštitu od sunca su postali jedan stalan uređaj, pa se unutar ove konstrukCije razvila mnogostrukost efekata u obliku i materijalu: od tmurnog meteža lamela "Cor-Ten" na Saarinenovoj kući Dir, preko sjajne raskoši objekta iz nerđajućeg čelika na upravnoj zgradi autora Kadaraša (Cadarache) (CD 3), sve do stvarnosti konzolnih mrežastih roštilja na zgradi UNESCO V u Parizu, arh. Zerfis (Zehrfuss), inž. Pruve i Fruite. Sa zastorima za zaštitu od sunca eskarilari zahtevi na kućnoj tehnici istovremeno sa usavršavanjem skeletne fasade. U klasičnoj fazi zida-zavese oko 1950. bilo je široko zastakljivanje mogućno, pa i potrebno, a time i spolja nameštena zaštita od sunca koja nije mogla, barem u Evropi, klimatizacionim uređajima efikasno i trajno savladati letnje hlađenje. Od tada su za metalne galerije nađe ne i nove upotrebe: čišćenje prozora, opsluživanje fasade, pomoćni prolazi za nuždu, smeštaj instalacija - poslednja mera bila je naročito razvijena kod zgrade Elektrofakulteta Tehničke visoke škole u Delftu ([[Ji, str. 104).
tne nove zgrade Evropskog patentnog ureda u Minhenu (CD 14). Na taj način dolazi se opet na osnovu alternativu - noseći skelet u, iznad ili ispred fasade - koju smo već obradili ranije u istorijskom pregledu.
S,j
Tako su ove konzolne staze, koje je najpre Egom Ajerman konsekventno stavljao kao drugu oblogu, zapravo sporedni proizvod ili sinteza iz raznih tekovina fasada skeletne konstrukCije. U njima se povezuje kozmetič ki efekt koprene zastora sa sjajem zida-zavese, prednost građevinske fizike konstrukcije stubova pomerenih unutra sa čarom jedne vidljive filigranske metalne konstrukcije. nikakvo čudo da prema ovoj meri koja je veoma raširena (v. str. 148) nažalost takođe, kao i kod "konkurencije", kod armiranobetonskog skeleta, da se na ovaj način stvara metalni sjaj kao, npr., kod impozan-
ili nevidljivi
čelični
skelet
Mnogi arhitekti zastupaju mišljenje da kod prave čelične konstrukcije mora noseći če lični skelet biti vidljiv; čelične građevine kod kojih to nije slučaj, za njih su nezadovoljavajuće. Ako se sledi razvoj internacionalnih čeličnih konstrukcija i njihovo obračunava nje sa novom ekspresivnom betonskom arhitekturom, tada je takva postavka razumljiva. No čeličnim ne bismo pružili nikakvu uslugu, ako bismo hteli podupirati predrasudu o vidljivom čeličnom skeletu. Zbirka primera pokazuje relativno malen udeo građevina kod kojih se ne javlja skelet, ili gde nije odmah odjedanput prepoznatljiv bez daljnjega. Treba da kao dopunu našim primerima navedemo još samo nekoliko novih građevina, kako bismo skicirali kontinualan prelaz od sasvim nevidljivog pa do krajnje daleko isturenog čeličnog skeleta i da pokažemo da više ili manje jasna prepoznatljivostnoseće konstrukcije nije neophodan kriterij za arhitektonski i funkcionalan kvali49
jih se sakrivaju spolja postavljeni spregovi za vetar. Oni daju telu tornja dinamiku jednog snažnog obrtnog kretanja. Kod većih stambenih kompleksa, kuća u nizu ili visokih kuća, kod kojih se čelični skelet i konstrukcije koje obavljaju prostor moraju prema ekonomskim pokazateljima zamisliti i odjednom odrediti, susrećemo razna rešenja koja uopšte ne daju da se če lični skelet ili čelični način građenja odrede jednoznačno, npr., visoke stambene zgrade u Balornoku (lD 1, str. 120), gde čelični skelet iščezava u ispuni od lakog betona.
Lausanne-Ecublens, Upravna zgrada
tet, a da odluka o tom pitanju mnogo više zavisi o brižlivoj oceni građevinskih, pogonskih i ekonomskih uslova pri funkcionalnoj zamisli projekata, što čelične konstrukcije traže od arhitekata j inženjera. Počnimo sa jednom građevinom kod koje je uspelo baš u naporima za integrisanu konstrukciju i projekt instalacija, o čemu je već bilo da se dođe do potpuno glatke karoserije, koja odmah ne odaje uvučenih nosećih stubova; to je upravna zgrada u mestu Lozan-Ekiblan (Lausanne-Ecublen) 15) za koju je gruba konstrukcija bio adaptiran sistem čelične konstrukcije do tada korišćen u izgradnji škola: dvoljuskasti fasadni elementi od aluminijumskog lima, koji ispred prozora imaju jedan nezastakljeni otvor, a u šupljem prostoru, odnosno, ugrađeno u unutrašnju ljusku, primaju žaluzine za zaštitu od sunca i klimatizacioni uređaj. upečatljiva
strukturalna izražajna se i kod sasvim glatke isturene može postići čeličnim skeletom, 8ankrasnpr., kod administrativne hof u Amstelveen-u 1, str. 148). Igra tamnih i svetlih horizontalnih i vertikalnih pruga unutar zatvorene površine, što daje telu zgrade plastičnu snagu i kretanje, podseća na elemenatarna sredstva oblikovanja što su kao važan doprinos novom kretanju arhitekture uneli pre 50 godina Mondrian, Rietveldt i drugi holandski avangardisti. Uvučeni noseći stubovi ocrtavaju se sa svojom spoljašnjom oblogom unutar niskih prozorsih traka kao tamne pruge. Šta ovim konstrukcijama daje naročit strukturalni čar, originalni konstruktivni izgled, jesu nesimetrično poređane zatvorene vertikalne pruge iza ko-
SO
Jedan sjajan noviji primer za čelični skelet gde su stubovi smešteni daleko unutra, predstavlja već pomenuta upravna zgrada u Rimu (v. str. 156). Ovde su stubovi postavljeni za više od 1 m iza staklene-metalne fasade, tako aa se cltava instalacija za klimatizaciju zajedno sa klima-uređajima nalazi u međuzoni. I žaluzine, zaštita od sunca, su unesene unutra neposredno iza staklene površine, što je ovde bilo mogućno zahvaljujući možda primeni za izolaciju i za zaštitu od sunca koje deluje kao jako ogledalo. Zapanjujuće je kako taj izgled potpuno odbijajuće staklene površine sa rasnom proporcijom mreže od aluminijumskih letava, zahvaljujući oslanjanju na dvospratni suteren, ne uništava ni u kom slučaju karakter prave če lične konstrukcije.
str. .jedna veoma kultivisana i diferencirana fasadna je SO-tih godina kod kompanije Sen u mestu Neuilly. ~~f'1I!:1ICnA delatnosti firme, velikog vođača stakla, čitava je površina traka visokih prozora sa delikatno ritmiziranom kao i uskim raspodelom letvica tamnim prugama zone, od stakla; pomoću vitkih vertikalnih kićena struktura letvica svoje i zavisnost sa nosećim stubovima koji su smešteni pozadi. Klasični slučaj "rebrastog zida" predstavlja već citirani istraživačka zgrada Palo Alto (v. str. 104). Ovde svi noseći spoljašnji stubovi
stoje na relativno malim rastojanjima, doslovce u spoljašnjem zidu. Zatvorene parapetske i čeone površine, formirane dvoljuskasto kao prefabrikovani betonski delovi sa
spolj~šnj?r:n oblogom od opeke, tačno ispunJa~aJu VISinU
rebra I-profila; samo su proZOri, saglasno pogonskim zahtevima uzeti različito daleko unutra i prave mesto ~tepe nasto koso postavljenim zatvorenim tablama za zaštitu od sunca. Da se spoljašnji noseći stubovi postave neposredno ispred fasade i time međusobno povežu fasadno raščlanjavanje i noseći sistem, naročito je prihvatljivo tada kada se kod ne baš prevelikih visina zgrada i rasponB: u.metn~ ~a? ekonomsko rešenje gust po10zaJ spoijasnjih stubova, saglasno osovinama prozora i modulu osnove, kao npr., kod nove zgrade Veterinarskog fakulteta Slobodnog univerzitera u Berlinu (v. str. 239). Kod ovakvog jednostavnog, strukturalnog raščlanjavanja fasade klasičan I-profil je sve 'liše potiskivan cevastim profilima, i to najpre četvoroivična cev, koja za rešenja mera u odnosu na zaštitu od požara i korozije pruža izvesne prednosti. Jedan dobar primer elegantne fasade sa cevastim stubovima je vazduhoplovni centar u Irwinu, Kalifornija, arh. C. Elvud (Ellwood).
Među novijim primerima dobro je zastupljena treća grupa - fasade sa napolje izvuče nim stubovima: upravna zgrada u Roterdamu, zgrada "Deutsche Welle" mački talas) u računarski centar u Roterhamu. vladina u Gorici (v. 154, 129, 120, l obešeni elementi već pomenutih visećih efekt kada se od fasade iznutra (v. kada se mentima OQiledalU fasadi.
fu'''' okvira kao npr., kod 8elinconi, arh. ni). Osobito daleko ,30 m, kod suda !-\llrA,..",u'c 7'l'O,rln,,_ ce u Luksemburgu ([JJ 1, str. sa vezama tavaničnih nosača nosecl sistem postao spoljašnjim izgledom efikasan. Efekt je pojačan još i time što čelična konstrukcija u trećem ovde još posebno opterećena horizontalnim lamelama zaštitu protiv sunca, ima dalji prepust od 1,80 m.
Kod mnogih pokušaja da čelični skelet postavljen ispred fasade bude umetanjem dijagonainih štapova bolji, ne prepoznaje se super-oblaKodera, kao što je Senter. Ukoliko se ove dijagonale ne javljaju kao element rešetkastog nosača velikog raspona kod mostovskih kuća ili kod obešen ih konstrukcija, kao npr., na nosećoj konstrukciji uprav-
ne zgrade korporacije Burlington u mestu Grinsborou (Greensbor) N. C. (v. str. 135) oslonjenoj na četiri tačke, već služe samo ukrućenju ili rasterećenju fasadnih polja, odnosno, ivičnih povdvlaka relativno malih raspona,one deluju većinom preinstrumentirano.
Sa naročitim isticanjem su četveroivične cevi smeštene ispred fasade kod istraživač kog centra Valurek (Vallourec) u mestu 01noj (Auinoye) (lIJ 1, str. 134). Kada je ovde motiv nešto prekoračen, kada vitke cevi strče napolje kao koplja preko oslonačke tačke tavaničnog nosača, to ima svoje opravdanje - sistem zgrade pripada cevastoj građevini. Već godinama se sa rastućim simpatijama uživa u cilindričnoj čeličnoj cevi kao nosećem elementu. Jedan značajan prodor u tom pravcu bila je fasadna konstrukCija fakultetske zgrade Univerziteta u Parizu (lIJ 1, str. 102). Diferencirani poredak stubova od okruglih cevi od otvorenog prizemlja do poslednjih spratova, a pre svega proboj sa snažnim ivičnim nosačima HE, od kojih se nosači hale prostiru u prizemlju, ima značajnu plastičnu i strukturalnu izražajnu snagu. Pri tome ima ova arhitektura građenja u čeliku istorijski hod: u elementarnom kontrastu kvadratnih i cilindričnih elemenata ona podseća na fasade od livenog gvožđa zgrade Riverfront u Sent Luisu. Primena stubova od okruglih cavi je u brzom porastu, karakterističan primer: banka u mestu Okser (Auxerre) (v. str. 136). Ovde su cevi stubova pomerene prilično daleko pred fasadu, zajedno sa krstastim spregovima visine zgrade i vezama nosača, tako da čitava napolje izvučena noseća konstrukcija uključuje još i obavezne filigranske štapove platna za zaštitu od sunca, kao i roštilje za opsluživanje. Sa izvesnim patosom je pojačano delovanje čeličnih stubova, a time i značajno vertikalno raščlanjavanje višedelne građevinske grupe kod novog sedišta gradske štedionice u Hanoveru (v. str. 142). Čitavo tavanično opterećenje je u šest kvadratnih blokova koncentrisano na jednom, odnosno, na malom broju srednjih stubova i na četiri snažna cilindrična spoljašnja stuba koji se nalaze ispred zakošenih uglova zgrade. Oni su jednom pomoćnom konstrukcijom vezani za ivične nosače; u saglasnosti sa njihovim najvećim opterećenjem formirani su ne kao čelične cevi, već kao snažni nosači sa širokim flanšama, sa ciindričnom limenom oblogom i betonskom ispu nom iza nje. Kod poslednjih pomenutih građevina su ce:' vi, odnosno, cevasti stubovi, kao neka vrsta" misli vodilje uneti i u unutrašnjost. Svoju novu težinu dobijaju cevasti stubovi kao sredstvo oblikovanja prostora, kada na svom gornjem kraju imaju krst ili venac zrakova od konzolnih nosača. Jedno duhovito rešenje ove vrste našao je arhitekta glavne uprave jednog čeličnog koncerna u Nijmegenu
(v. str. 152). Ovde stoje cevasti stubovi koji su vidljivi u ulaznoj hali sa rasterom od 7,50x7,50 m, a stubovi gornjih spratova, naprotiv, na mnogo manjem, od 2,50x2,50 m. Stope gornjih stubova su tako reći protu rene kroz krajeve krsta nosača tako da se či tav sistem čeličnih stabala oseća već u hali prizemlja. Bliski su i cevasti stubovi sa radijainim konzoi nim nosačima kao kruna okruglih građe vina, kao npr., zgrada kasina koncerna Manesman u Dlsldorfu (v. str. 80). Nije bez dubljeg značaja da se baš čeličarske firme takmiče danas u novim vrstama cevastih konstrukcija, jer ako se ne varamo, od čeli ka je potekao snažni novi modni talas, ponovno otkrivanje cilindričnog oblika. On nas danas ne susreće samo kao čelični cevasti iti armiranobetonski stub, već i kao stepenišni držač, kao stepenišni ili neki drugi toranj, kao zaobljen ugao zgrade, kao visoka kuća ili oblakoder, pojedinačno, grupno ili u svežnju kao list deteline. Možda je ovde ponovno rođenje klasičnog stuba pripremljeno unapred, što se u međuvremenu često manifestuje u "postmodernoj" arhitekturi.
Jedan paradni slučaj napolje postavljenih čeličnih konstrukcija su već pomenuti krstovi rešetkastih nosača na nastavnom paviljonu Visoke vojne škole u Hamburgu (v. str. 100). Kod ovog projekta se sigurno radilo o okvirnoj konstrukCiji prevučenoj preko ravnog krova hale Kraun (Crown) u Čikagu Pejtu (Chicago Pate); ovde je nosač bitno komplikovaniji, zapravo previše raskošan za to što on kao viseća konstrukcija treba da nosi, on pre deluje kao neka konstrukCija donetih i poređanih različitih građevinskih tela.
8G1Iim:ons, Uprsvna f
Zaključno, još dve građevine sa tzv. totalno
napolje postavljenom nosećom konstrukcijom kod kojih ona,gledajući iznutra napolje, izgleda prema osnovnoj koncepciji potrebna. Konstrukcija "non plus ultra" od čeličnih cevi, vidljiva i u svim delovima dostupna, poznat je centar Pompidu u Parizu (v. str. 130) - zapravo to i nije jedno građevinsko telo ili prostorna građevina u uobičajenom smislu, već jedno snažno podnožje, jedna mašina, u kojoj važnu ulogu igra sistem instalaCijskih nerava i sudova, a u toj celini jedinstvena kombinacija svih danas mogućnih mera za zaštitu od požara. Jedan, po dimenzijama značajan, ali po intenzitetu izložene statike uporediv građe vinski obje'kt: kuća Buš Lejn (Bush Lane) u Londonu (v. str. 146). Ovde je trasa projektovane podzemne železnice prisilila glavnog statičara da celo opterećenje zgrade koncentriše na tri oslonačka bloka i na. jedno masivno jezgro. Pomoću jedne cevaste rešetke koja prolazi ispred staklene obloge oko petougaone osnove i jednog čeličnog rešetkastog nosača visine sprata koja prolazi preko otvorenog prizemlja; ovaj umetnički zahvat je uspeo. Mreža cevaste rešetke i dvostrukih 6evastih stubova dobi1a je izvođenjem u plemenitom čeliku fulminantno dejstvo.
Na taj način dolazi se do pitanja površinske obrade vidljivih čeličnih elemenata. Ni ovde ne treba da se postavlja nikakvo rangiranje. Kao najnaprednije, u smislu čistih čeričnih konstrukcija, kao idealno rešenje važio je još pre deset godina čelik otporan prema vremenskim nepogodama. U podacima raznih firmi, danas već prilično proširenim, nijedna ne jamči za visok arhitektonski kvalitet. Obrnuto: ovo najjače sredstvo oblikovanja zahteva pri svojoj manipulaciji kao i u savladavanju svojih konzekvenci i pretpostavaka veliki i fin osećaj i iskustvo. Boja plemenite rđe ima doduše jedinstvenu snagu i lepotu, i bilo je samo pitanje vremena da se ona, uopšte, pronađe kao patina, kao ukras starosti. No ona ispada vrlo neravnomerno pa se ne može, zbog senčenja, otiranja i prugavosti, nastalih zbog oticanja vode, unapred predvideti i proračunati.
Nažalost, vremenski postojan čelik je usled šteta koje su nastupale zbog nedovoljno prostudirane primene i manjkave brige u obradi detalja mnogo izgubio na svom izgledu. Grube konstrukcijske greške,npr., limena fasada preko zgrade oblika piramide, gde voda što izaziva rđu mora oticati preko prozorskih šarki, ili, raspoređivanje letvica od jakih, unapred istaknutih, prav6ugaonih profila p610ženih uglavnom horizontalno, tako da kišnica prska od rđajućih površina na prozore, imaju mučne posledice, o kojima se čovek može samo usput tešiti, pri čemu se pokušavalo da se jako zamagljivanje če ličnih platana prihvati kao neka vrsta ukrasa usled starosti. Dakle, nije nikakvo čudo što Sl
se čelik postojan prema vremenskim nepogodama od centara za čelik, pa i u tekućim naukama o konstrukcijama veoma malo opisivao. Ideološka pozadina euforije "Cor-Ten" je jedno shvatanje arhitekture koje se za čelične konstrukcije u celini pokazuje kao negativno. Počelo je sa bronzanim legiranjem fasade zgrade Sigrem. Ovde je Mis van der Roe postao neveran načelu oslobađanja od istorije i starine koje je postuliralo funkcionalizam, i sa bronzanom patinom je uveo jak istorijski moment, onu staru tamnu boju koja je u SAD preko noći postala moda, te je obuhvatila ne samo proizvođače tapeta, furnira i tekstila, već odmah i aluminijumsku industriju. Tako je pripremljen teren za čeličnu patinu, a značajno je da prvim fasadama od tog materijala u Evropi pripada nekoliko sopstvenih kuća arhitekata (ill 1, str. 62). Oni nisu primetili da su oni, u pravom smislu te reči, usmerili jedan monument (spomenik) - monumentum aere pe- rennius - i da je ovaj zahtev baš za arhitektonske kuće zapravo krajnje nesavremeno Kada se uvidelo da čovek sa WT -čelikom preuzima na sebe rizik, odnosno, poseban napor, prešlo se na bakar i olovne limove i, konačno, kada je i olovo pokazalo izvesne nezgode, na titan-cink. Čista limena fasada kojoj je impuls dao čelik otporan na vreme i koja je dobro došla konkurenciji, postala je u Nemačkoj, građenjem biskupskog muzeja u Paderborn u arh. G. Bem (B6hm) (ill q) arhitektonski prihvatljiva i naišla na jak odjek. Ona je učinila mogućnim da se građevina ma, koje su bez prozora ili njima siromašne, da jedna čista, po meri raščlanjena obloga, pa ako se krov, ili, počevši od Stirlinga skoro obavezne kose površine na prelazu od fasade na ravan krov umesto zastakljenja obuče u metalnu oblogu, ostvariće se jedr.og do tada nečuvenog jedinstva materijala. Time se ne kaže da čelik otporan na vremenske nepogode treba da iščezne iz višespratnih konstrukcija; treba da se ukaže na razliČite, očigledno brižljivo promišljene primene .vremenski otpornog čeličnog lima: zanatska škola u Bielu (v. str. 90) koja je građom fasade sličan školi uMaglingenu . illi, ~tr. 89), i upravnom zgradom kompanije 3M kod Pariza (v. str. 150).
Nema nikakvih prigovora protiv oblaganja stubova ili čeličnih nosača, odnosno, njihovog oblagunja zbog protivpožarne zaštite, ili, ma kakvih drugih izolacionih slojeva limovima - svetli ili tamni aluminijum, čelični lim ili nerđajući čelični lim, tamo gde su oni neophodni ili u kombinaciji sa nekim drugim fasadnim konstrukcijama celishodni. čeličnih
U tom razvitku čelične fasade i zida-zavese bile su sve kombinacije ove vrste primenjivane s uspehom (v. str. 125,160). Konačno mora još uvek ta, već tako dugo primenjivana a poslednjih godina putem po52
boljšanog gruntiranja zaštitom od rđe usavršena obrada sa premaznim bojama, važiti kao legitimno i oblikovno sredstvo. Ono ima prednost Što se boja može odabirati, tačno odrediti i prilagoditi okolini; ona je u nabavci manje skupa, a što se tiče cene koštanja pri radu, moralo bi se pri upoređivanjima sa osetljivijim i skupljim tehnikama, kao i kod svih odluka o detaljima unutar čelične konstrukcije, uračunati' i trajanje života konstrukcije.
Čelik i tradicionalni građevinski materijali Čelične konstrukCije u istorijskom kontekstu Čelični skelet ne dopušta samo veliku raznovrsnost fasadnih konstrukCija već i neograničen broj kombinacija materijala. On se praktično može sa svim prirodnim i veštač kim, starim i novim građevinskim materijalima povezivati u ispuni, oblozi ili u prefabrikovanim zidnim elementima. Krenimo najpre sa najvažnijim tradicionalnim građevinskim materijalima - prirodni kamen, opeka, drvo.
Korektno primenjeni mogu oni u čeličnim skeletnim konstrukcijama razviti svoje specifične prednosti isto tako kao i kod tradicionalnih masivnih i drvenih konstrukcija. U početnom dobu modernih čeličnih konstrukcija, specijalno kod američkih visokih kuća, prirodni kamen nije igrao neku važniju ulogu; on je služio samo eklekticističkom opšivanju fasade sa istoriskim oblicima raščlanjivanja i ukrašavanja. Tek negde od 1925, kada je tehnika masivnog zidanja kvaderima naglo prodirala, nastala je, oblaganjem pločama, što se pojavilo u SAD kao i u Evropi, serija reprezemativnih višespratnih građevina kod kojih je skupocena obloga prirodnim kamenom bila primetna bilo zbog odnosa širine stuba i otvora, bilo zbog jedne tehnike s pločama koja je odgovarala kitnjastom reljefiranju vertikalnih i horizontalnih traka. Izvrstan primer je zgrada RCA u Rokfelerovom centru u Njujorku (v. str. 125).
Prodorom čiste arhitekture staklo-čelik bio je prirodni kamen potisnut u prvom redu na podnu ili zidnu oblogu reprezentativnih prostorija za prijeme. Arhitekte kao i investirori nisu se dugo mogli i hteli pri spoljašnjem izgledu zgrade odreći plemenitog prirodnog materijala, pa su tako nastajale razne tehnike obešenih kamenih fasada od kojih smo obuhvatili nekoliko primera. Ponovno otkriće prirodnog kamena tokom jednog novog izražajnog talasa arhitekture bez sumnje je oplođavalo različite pokušaje betonske industrije, primenu visokovrednog kamenja kao dodatnog materijala veštačkom kamenu da bi se postigli efekti slični mermeru ili granitu.
Detalj konstrukcija salE! kompanija Deera, Molim\}
Vrlo ubedljivo izgleda veza između čeličnog skeleta i fasade od prirodnog kamena na stambenom bloku Riej Malmezon (Rueil Malmaison), arh. P. Sonrel i J. Ditilej (Duthilleul), na zgradi koja je stara već oko 25 godina, ali koja se izvanredno drži i ima prednosti nad načinom građenja betonskim pločama kod nekih stamenih kompleksa, zbog patine koju dobija prirodni kamen i zbog povezivanja francuske tradicije u izgradnji gradova, koja se dugo i čvrsto držala prirodnog kamena ([Il 3). Konstruktivno jednostavnije je oblaganje horizontalnih traka na zgradi banke u DabIinu (v. str. 140): ploče od prirodnog kamena, montirano na čeličnim profilima. Ove su omogućile i ulaganje horizontalnih kamenih površina u vidljivi presek tavaničnih ploča . Na sličan konvencionalan način su na zgradi banke u Trondhajmu (v. str. 138) obloženi noseći fasadni stubovi između jezgra sa reflektirajućim staklom. Sa malim dopunskim troškom oplemenjen je izgled horizontalnih traka na školi u Hertenu (v. str. 92). Obešene prefabrikovane betonske ploče imale su spreda sloj od prirodnog lomljenog kamena.
Materijal, koji se naročito dobro uklapa u svaku građevinsku konstrukciju tako i u če lični skelet, je zid od opeke. Kvalitetatima koje ima zid od opeke u odnosu na boju i na svoj format, pridolazi još i vanredna otpornost pri starenju i poznate prednosti vezane
za građevinsku fiziku, kao i otpornost peče ne opeke prema vatri. Kao prvi građevinski element je zid od opeke posle gvozdenih nosača, i gotovo istovremeno s njima postavljen u normiranim formatima na tekućoj traci. U ranijim konstrukcijama industrijskih zgrada igrao je zid od opeke važnu ulogu, a isto tako i kod američki visoih zgrada ranog doba Čikaške škole. Beckmanov toranj u Njujorku, sa svojom mirno-strogom arhitekturom stubova od crvenih opeka malog formata, pokazuje najbolje snagu oblikovanja Njujorške arhitekture oblakodera oko 1925, građevina koja se može meriti sa zgradom RCA. I u današnjim čeličnim konstrukcijama opeka je opet izborila svoj položaj - podjednako u svim vrstama zgrada. Važan podsticaj je ovde proistekao od Eero Saarinena koji je, kao jedan od prvih koristio keramički materijal za oživljavanje i obogaćenje metalne arhitekture. Slavan je detalj u slušaonici kompleksa Džon Dir u mestu Moline : ispuna spoljašnjih stubova zidom od opeke, u vezi sa klasičnim zavarenim čvorovima spoljašnjih stubova i glavnih nosača (tD7). Takođe i jedan savremen objekt, suprotan zgradi Dir, nemačko poslanstvo u Vašingtonu (autor Ajerman), pokazuje u zatvorenim površinama spoljašnjeg zida prizemlja neobrađen zid od opeke. Poseban značaj je postigao čelični skelet ispunjen opekama kod stambenih zgrada. Misova kuća od čelika i stakla bila je zapravo najpre kao stambenieobjekt izvođena vezano sa zidnim površinama od zida od opeke i drveta, kako je to praktikovao C. Elvud kod svojih kuća u Kaliforniji. Između stambenih zgrada najmlađeg doba su pre svega radnička naselja u Piombinu ({lli, str. 63, 66), kod kojih se kombinacija vidljivog čelič nog skeleta sa dvostrukim zidom od opeke pokazala kao zaista udobna za stanovanje, konstruktivno pogodna i ekonomična, i postala jedan, pažnje vredan arhitektonski kvalitet. Dva izrazita primera temeljno .promišljene veze vidljivog zida od opeke sa čeličnim skeletom na veoma visokom oblikovnom nivou bila su već pomenuta: istraživački institut u Palo Alto, gde se opeka u spoljašnjim zidnim površinama i u kosim površinama za zaštitu od sunca idealno povezuje sa skeletom spoljašnjeg zida i, velika klinika u Notingemu gde se ona predstavlja kao spoljašnja, straga ventilirana ljuska višeljuskaste zidne konstrukcije, jedna zidna konstrukcija kojom se oblažu i noseći stubovi, a veoma je povoljna za sobnu klimu bolnice.
Od svih prirodnih građevinskih materijala dolazi, po svojim karakteristikama, drvo kao prvo iza čelika. Sigurno da nije slučajnost što je ideja _o čeličnim skeletnim konstrukcijama našla baš u Čikagu tako plodno tlo, u gradu gde su se već godinama gradile kuće
u racionaliziranoj izgradnji drvetom, mašin- Još jednostavnije su konstruisani zatvoreni ski, sa testerisanim i normiranim poprečnim zidni -elementi kod jednoporodične kuće u presecima, i gde je ideja o modernoj skelet- Landskroni/Švedska ({lli, str. 60): ne_ka noj konstrukciji bila već kod kuće. vrsta drvene rešetke ispunjena izolacionim Drvene konstrukcije su poslednjih godina materijalom. iznutra sa drvenom oplatom, a uzele velik zamah, zahvaljujući napretku u spolja obloženo impregniranim šper-ploča oblasti inženjerskih nosećih konstrukcija, a ma i talasnim azbest-pločama. pre svega lepljenim konstrukcijama, došlo je i u izgradnji hala i kod velikih raspona do rastuće konkurencije drveta prema čeliku. Kao najverovatniji u smislu jedinstva materiŠto je otežavalo do sada kombinovanu pri- jala je drveni okvirni nosač, naravno, tamo menu drveta i čelika je činjenica da oba ma- gde su takođe i zatvorene povrŠine spoljašterijala važe u smislu građevinskih propisa njeg zida obložene drvenom oplatom. Dakao nepovoljni u odnosu na otpornost pre- nas više nije neuobičajeno da se drveni okma požaru. Tamo gde se drvo takmiči sa če viri i drvena oplata javljaju i u raskošnim če likom, kao npr., kod konstrukcija hala i ste- ličnim građevinama, kao npr., na zgradi stupeništa, bio je od mnogih speCijalista za dentske samouprave Tehničkog univerzitedrvo iznošen argument da je drvo teško za- ta Braunšvajg ({[Ji, str. 94); ovde su čak u paljive ili empregnirane vrste nadmoćno če kombinaciji sa spolja postavljenim čeličnim liku, nezapaljivom, ali u vatru neotpornog stubovima, odnosno, okvirima. E. Ajerman oblika. Ako je, dakle, ranija kombinacija čeli je već kod svoje zgrade poslanstva u Vašinka sa drvetom bila za građevinske nadzorne gtonu koncipirao, kako je napomenuto, organe posebno sumnjiva, tu i tamo se ova kombinaciju drvenih okvira za zastakljivanje predrasuda smanjivala, pošto su u međuv visine sprata i drvetnih dasaka kao lamela remenu eksperti prihvatili da neki građevin za zaštitu od sunca sa vidljivim čeličnim ski materijal apsolutno otporan prema vatri konstrukCijama. ne postoji i da se građevinski materijali ne mogu uopšteno deliti na dopustive i nedo- Pored svoje konstruktivne i formalno-estetpustive, već da ih treba posmatrati u vezi sa ske strane ima povezivanje čelika sa drvečitavom zgradom, njenim korišćenjem, optom iznutra i spolja takođe i svoju fiziološku remom i pogodnosti prema saobraćaju, a stranu. Sa sve većim tehniziranjem životnih pored toga se mogu razvijati i poboljšane uslova i uslova okoline, za čoveka se sve vimetode za impregnaciju drveta radi zaštite še javlja potreba da. u svom stanu i u svojoj od požara. radnoj prostoriji ima bar jedan komad prirodnog materijala. Primenu drveta kao okvirnih elemenata zbog svoje male težine, lake obrade, prilagođavanja i učvršćavanja, sprečenog znojenja naročito je pogodno, takođe kada se ono ne javlja kao materijal, npr., kod elemenata spoljašnjeg zida 30-etažnih stambenih zgrada u Balornoku/Engleska (OJi, str. 70), gde je okvirna konstrukcija obložena spolja azbest-cementnim pločama, a iznutra ispunjena izolirajućim pločama protiv pare, u kombinaciji sa drvenim podovima i drvenim prozorima.
Hollywood, Unutrašnja prostorija jedne ogledne zgrade u nizu
Jedan tipičan primer za savremeno funkcionalno projektovanje čelične skeletne konstrukcije je medicinska istraživačka laboratorija u San Francisku ({Di, str. 29) ugrađen na jednom obronku u šumi. Ovde su arhitketi razumeli da u skelet i u tavaničnu konstrukciju pristupačno i vidljivo ugrade enormni tehnički aparat jedne komplikovane specijalne instalacije i da pri tome ostvare jednu ljudski prijatnu atmosferu. Tavanične grede i podovi su od drveta, a i čitava čelič na konstrukcija je opšivena drvetom. Za protivpožarnu zaštitu moglo se ovde zadovoljiti sa "spinkler" uređajem (posebnim uređajem za prskanje vodom). Utisak veoma kultivisanog stanovanja daje· dečji vrtić u Japanu (v. str. 86): prostorije za zabavu, dodate na unutrašnjem delu, imaju ispunu od drvenih držača, iznutra i spolja opšivenih drvetom. One se tradicionalnim japanskim pokretnim vratima otvaraju prema unutrašnjem dvorištu. Slična drvena ispuna bila je izvedena i kod zgrade za proširenje škole u Halau (v. str. 94).
Čelična konstrukcija se može, dakle, gde to traži građevinski zahtev, bez teškoća, pod datim uslovima dovoditi u vezu sa tradicionalnim građevinskim materijalima; isto tako je mogućno da se jedna moderna čelična skeletna konstrukCija na odgovarajući način taktično i u skladu sa zahtevima za očuvanje spomenika ugradi u okolinu koja je istorijski već izgrađena, u ansambl objekata građenih na tradicionalni masivni način.
53
G()tsborg," Proširenje
gradske
većnice:
prvobitni
Ovaj težak i privlačan zadatak dobija danas, s obzirom na iščezavajuće istorijsko građe vinsko tkivo, rastući interes šire javnosti za održavanje nenadoknadivih istorijskih vrednosti, i u pogledu na sve veći značaj stalno pooštravanih obaveza na zaštiti spomenika. Od različitih mogućnosti za uklapanje u neku istorijsku okolinu, a već izgrađenu gradsku strukturu, od svesnog kontrasta o odmerenom i strukturalnom uklapanju sa modernim sredstvima do više ili manje vernih kopija ili fasadnih kulisa, za prijatelja čelič nih konstrukcija je ovo poslednje najmanje privlačno. No ipak može ovde čelična konstrukcija pružiti dragocenu pomoć, pre svega u dubioznim slučajevima gde se radi o tome da se neka vredna stara građevina potpuno isprazni kako bi se učinila podobnom za neko novo korišćenje, kako je sa uspehom na više načina preduzimano u Italiji, npr., kod pregrađivanja jedne palate za komunalnu biblioteku u Komu ([1117). Jedan veličanstven primer uklapanja u okolinu sa zaštićenim spomenicima, tehničkim sredstvima modernog građevinarstva je proširenje Gradske većnice u Geteborgu (Gunar Apslund), 1934/37 (Ll) 9). Za zgradu klasicističke gradske većnice je Apslund od 1920. razradio čitav niz predloga projekata u tradicionalnom načinu građenja i u oblicima klasicističkog stila; sve je bilo visokog kvaliteta u savladavanju formi kako ih danas više ni jedan arhitekta ne daje. Izvedeno rešenje, koje je on konačno usvojio, čelični skelet koji je u ukrasnoj fasadi naglašen jednim divnim reljefom, sa nesirr.etričnom, skoro
54
projekt
(1925),
izvedeni
projekt
(1934)
fleksibilnom ispunom prozorskih jedinica različitih veličina i sklopova, svaki put prema primeni prostorije kao kancelarije ili sudske sale, to je majstorsko delo, najviši domet u ranijoj funkcionalističkoj arhitekturi, a odmah i dokaz za to da je i u čeličnom skeletu građevinska umestnost u smislu starog značenja mogućna. Naravno da je ovo proširenje gradske većnice stavljalo i posmatraču velike zahteve; dugo vremena posle svog postanka ostalo je ono mnogim arhitektama nerazumljivo. Poučno je da se uporede različiti stepeni kontrastnog dejstva, uklapanje, preuzimanje ili premeštanje istorijskih građevinskih elemenata na tri italijanske čelične građevine: robna kuća Rinasčente u Rimu, sa čeličnim skeletom smeštenim izrazito napolju i spoljašnjim zidom bez prozora, sastavljenim od crvenkastih veštačkih elemenata od jake plastike ([l13); hotel Ožoli (Jolly) u Rimu, isto tako sa jako naglašenom vidljivom čeli nom konstrukcijom sa obešenim zastorima za zaštitu od sunca ([D 1, str. 82), i na kraju, banka Čeiz Menhetn (Chase Manhattan) u Milanu ([JJi, 138), koja se oblikom građevi ne približava baroknoj kupolnoj crkvi, a u zoni prizemja pokušava da prenese tradicionalne arkade u čeličnu konstrukciju.
U sva tri slučaja je arhitektama uspelo da se odmereno uklope u pejsaž ulice ili. trga. Trapezaste arkade od čeličnih okvira su, doduše, specijalan slučaj, one se ne mogu bez daljnjega preuzeti. Ako se misli na raznovrsne promene koje je građevinski duh porti-
ka, uličnih senica stvorio počevši od ranog srednjeg veka u Bolonji ili Torinu, drveni stubići i grede, stubovi od opeke i lukovi, mermerni stubovi i lažni svodovi, armiranobetonske konstrukcije sa oblogom od prirodnog kamena, tada bi se moralo smatrati mogućnim da se čovek u takav urbanistički sklop uvrsti sa pravougaonim oblikom čelič nih konstrukcija. Svakako da se, možda nešto prenaglašeno, spolja nameštena čelična konstrukcija hotela Ožoli u Rumu, koja odgovara današnjim oblikovnim tendencijama, veoma dobro uklapa sa kasno klasicističkim arhitekturom okoline. Jedan istaknuti, da ne kažemo jedinstveni poduhvat saremenog saniranja spomeničkih objekata, jednog vrednog istorijskog građe vinskog spomenika, je ponovna izgradnja manastira koji se nastavlja na eremitansku crkvu u Padovi i kojeg su arhitekte AlbiniIHelg pretvorili, nažalost, u muzej, do danas nije ovai građevinski zahvat došao do svog kraja ([lJ 9). Umesto bivšeg tesnog rasporeda stubova i lukova krstastog prolaza koji se nadovezuje na crkveni zid, ovde su arhitekte na ugaone stubove namestili tri snažna, puna čelična nosača, gornji sprat rešili sa užim redom čeličnih stubova i na taj način jednovodni krov vratili na njegov stari oblik.
Pariz, Nadzidana kuća u ulici Jouffroy
fraplrajuĆ8. je harmonija vidljivog čeličnog skeleta i klasicističkog· raščlanjavanjafasa da susednih kuća, kako je to uspelo pri nad-
ziđivaf,\ju jedne kuće u ulici Žufro (Joufroy),
arh. E. Albert
I staklo čiste arhitekture čeliksumnje jedna od najvažnijih i karakterističnih pogonskih sila u modernoj arhitekturi. Prvi prodori u tom pravcu nastali su iz 18. u 19. vek, neposredno se umesto drveta i zida materijal za noseće konu visokogradnji upotrebljavati yv,",.;:.y'g. Francuska je u tom razvoju imala ovde je proizvodnja stakla za oglleaala već u 17. veku razvila veliki zamah sa otkrićem Uvenja. Već je prva drvena konstrukcija posle bila gvozdenom, obilato Sa galerijom d'Orlekako je već napomenuto, stvoren S13.KIQI-g,'ozae, sa kojim se krčio prostora i oblika tll:!>f1nll:!>l,inf'l i7rvlll:!>f1,ill:!>i'1I!:ll unutverovatno naJutll~aJlnija te~:ov!ina arhitekture 19. veka.
Idealna staklo je
.:. iD-J -
JJFf\ Ponovna izgradnja Kolonade oko atriuma u EremItanskom manastiru, Padova
tvarila sa čeličnim, već sa armiranobetonsim skeletom. zgrade, van u Roterdamu, kuća za isporuku lekova Buts (Boots) u Bistounu (Beeston), Engleska, bila su industrijske ili magacinske zgrade, kod kojih se stalno zastakljivanje, gledalo s aspekta funkcionalnosti, ostvarilo kod stambenih i
kod velikog for-
i tlzl~DIO~~Ke probleme koje sa zastakljivanje (tj. sa jednim ~t!:llklll:!>i"'lim slojem) ovi problemi nisu kod Amerikanaca, koji su već duže vremena navikli na punu klimatizaciju i na njene nedostatke i kod manjih troškova za energiju, bili tako teški kao kod evropskih zemalja. Ubestanovnici stanova u zgradi u ulici priuštili su sebi tokom oštrih zima u čak i zadovoljstvo što su kod društvesastanaka odgovarajućoj povećanoj "lažnosti vazduha duvali u rupe za gledanje u debelom inju na staklenim pločama.
sprovedeno UČinjeno sastavnim delom tela zgrazapanjujuće napredna višenamenska hala (1\Jj~~i~r.n de Peuple) u (Beaudou:n) i Tf'I(ii~r,~ki i Pruve, (m3). Celičl,o-st~lklfme fasade apartmanskih kuća autora Mis van der Roe-a, isto tako kao i prvi zidovi-zavese bili su za naše današnje pojmove i zahteve tehnički utoliko nesav-
Mis je time, što je zastakljenje fasade usvojio kao postulat, dao impuls tehničkom napretku proizvodnje stakla. Pronalasci i noviteti sa kojima je industrija stakla u brzom ritmu savladavala konstitucionalne slabosti svog materijala, nedovoljna toplotna lomljivost, efekt staklenika kod sunčanog zračenja - ne bi se tako brzo usavršavali i tako uopšteno sprovodili da "veliko staklo" nije već od pre postalo opšta potreba.
nf'l<~lf'I\,rnlh kuća.
svetskog rata, arhii ubedljivo, čitav noseći skelet se u spoljašnjoj oblozi na usku prugu. srećno
Prva
čista čelična skeletna za~)tai
~L
nn€~lt:lIl'inf'l
intl:l>f1w"!:lIlrlim
su o pravoj arhitekturi nih potisnuo čelične konstrukcije u pozadinu. Tako dolazi do toga da se ideja staklene kuće u visokogradnji nije os-
5S
Kod kuće Lever u Njujorku bilo je za zastakljivanje prozorske zone primenjeno žuto sunčano zaštitno staklo "Katacalor". Arhitekte SOM nisu sigurno kod tipa imali na umu samo zaštitu od sunca, kao takvo staklo u boji je samo uslovno dovoljno, njima je bilo isto tako stalo i do jedinstvenog bojenja čitave staklene površine, do izjednačenja u zelenoj boji armiranih staklenih ploča u parapetskoj zoni zgrade, a pre svega do sigurnog prianjanja građevins ke mase. Ova ideja očito je odgovarala jednoj potrebi l bila je tada takođe i odmah prihvaćena. Mis je kod toga postigao najjači efekt zlatno-smeđim bojadisanjem stakla, prialgođeno bronzanim "špantama" kod zgrade Sigrem, koja tačno odgovara boji viskija "Seagram", pa je time umnogostručena prodaja ovog proizvoda. Među ranijim zidovima-zavesama američkih
Detalji fasade zgrade Seagram u NJujorku i Federalnog centra u Ćlkagu
oblakodera predstavlja zgrada Coming Glas, koju su 1958/59 u Njujorku podigli Herison i Abramović, ekstreman slučaj zastakljivanja ( 4). UpadljivO, i za evropske pojmove neuobičajeno, bilo je jako talasanje i nepravilnosti napregnutih staklenih ploča sa izobličenim, bizarnim reflektovanjem susednih kuća: - kod nas za klasičan zid-zavesu važi apsolutno kristalno reflektirajuća stak10 kao obavezno. Rešenje fasade, skoro potpuno uporedive sa zgradom Corning, ali u bojadisanju stakla još bitno tamnije, skoro crne, je fasada centra ISM, autor &&ariMn, ~ af) kao kod nekog dobrog suncobrana staklo jedva naslućuje. Što je tamnija boja prozorskih ploča, to više one deluju reflektirajuće smerom napolje poput ogledala, pa je značajno da je u skretanju internacionalne arhitekture prema romantično-izražajno naglašenim simbolič nim dejstvima upravo ovo čarobno dejstvo građevinskog materijala stakla ponovno otkriveno i iskorišćeno. U osnovi se ovde radi o jednom povratnom zahvatu u toku istorije ovog građevinskog materijala. Staklo, kao providna folija bez mase, kako to funkcionalistička arhitektura čini se, najpre zahteva, i kako se postupkom tekuće trake ogledalo stakla savršeno isporučivalo, nije se sada više bezuslovno tražilo, jer se spoznalo da se može umetnuti kao bojadisana providna, neprovidna ili reflektirajuća površina; kao takvo opravdalo se u gotskim katedralama kao i u baroknim dvorcima. U tom kontekstu treba da se posmatraju i projekti u kojima je san Misovog berlinskog staklenog oblakodera . bio 1919. posmrtno potpuno ostvaren, pre svega toranj Lejk point u Čikagu sa svojom osnovom oblika lista deteline i svojim poletnim staklenim površinama. ovde je armirani beton opet jednom došao ispred čelika; kod ovog tornja koji je sa svojih 65 spratova bio za neko vreme najviša armiranobetonska zgrada na svetu, dobro je došao organski oblik osnove za smanjenje pritiska od vetra i za odvođenje sila od vetra, tako da je masivno trougaono jezgro zadovoljavalo kao ukrućenje.
Od 1950. godine učinila je tehnologija stakla dalje važne napretke. Razni sistemi izolirajućih stakala, povezivanje dve ili više ploča sa vazdušnim međuprostorom, koji cenu grejanja za stakleni spoljašnji zid čine dovoljnom, a smanjuju i stvaranje kondenzata naišlo je među svim ovim novinama do danas najveću rasprostranjenost. Kako izolirajuće ploče nisu bitno deblje i teže nego i pojedinačne ploče debelog stakla, one ne donose za razvoj fasadne konstrukcije nikakve značaj ne promene. Ako se, naprimer, uporedi Misov fasadni detalj zgrade Sigrem sa poboljšanim izvođenjem putem toplotne zaštite kod Federalnog centra u Čikagu, razlika u toku profila tako je mala da se kod gotove zgrade skoro i ne primećuje. S6
Istovremeno sa izolirajućim staklima razvijali su se i različiti tipovi sigurnosnih stakala, višeslojnog spregnutog sigurnosnog stakla; sa "punostaklenim konstrukcijama" za zidove i zidne otvore, otvorile su se za arhitekturu stakla nove, neslućene oblasti.
Tome od pre nekoliko godina pridolaze još metode zaslojavanja ili dimljenja stakla koje omogućuju daleke refleksije toplotnih zrakova, te fasadi daju karakter jednog snažnog ogledala. Najodlučnije je taj efekt iskoristio Saarinen kod višenamenske čelič ne skeletne konstrukcije Bel Telefon (Bell Telephone) (tIJ7) -- beskrajne površine ove snažne građevine su zastrte reflektirajućim staklom za zaštitu od sunca. Čitav čar i bogatstvo sjaja, kao i refleksije, koji danas tehnika stakla nudi arhitektima, najjače dolazi do svoje važnosti u kombinaciji sa vitkošću čiste čelične skeletne konstrukcije. Među internacionalnim čeličnim građevinama poslednjih decenija ističu se poslovne i administrativne zgrade sa bogatim zastakljenjem visine sprata, kancelarijska zgrada u mestu Stafa/Švajcarska (/lJ 1, str. 132), zgrada .osiguranja u Londonu (/lJ 1, str. 146), a pre svega upravna zgrada Roajal Belž (Royal Belge) u Brislu ({Oi, str. 154). Jedan rekord na velikom formatu i stvarno skoro stoprocentnom zastakljenju bio je zamišljen, a i postignut kod ravne zgrade Glavnog biroa IBM u Košemu (Cosham)/Engleska (arh. Foster); ovde je nastupila izvesna komplikacija u povlačenju rešetkaste mreže koju je nosila tavan ica sa mnogo tavanica. Ovde je u stvari postignut utisak čis te staklene prizme u kojoj se ogledaju drveća i oblaci.
Ovo saršeno potiskivanje ili prikrivnje noseće konstrukcije i konstrukcije gredica ne treba da se prikaže kao konačan cilj razvoja, kao idealan slučaj arhitekture čelik-staklo; jedan lep okvir za diferencirane veličine ploča određenog formata u kombinaciji sa elengantnom profilisanom čeličnom konstrukcijom od rebara za ukrućenje, postavljenom spolja, nasuprot tome, pre je još jedan napredak - srazmerno kao u efektu reflektovanja, kako se to pokazuje na zgradi pariskog muzeja za narodnu umetnost (arh. Dibison) (1Jl3). Najmlađi razvoj je karakteri san pojačanom ponudom izolirajućih stakala zbog viših zahteva za zvučnom i toplotnom izolacijom, i, kombinovano tako, bogatiji izbor tonova boja i stepenovanja između stakala sa polovič nim ili punim efektom ogledala - ona su u građevinskoj dokumentaciji i nazvana reflektirajuća stakla. Sa ovim vrstama stakla zračenje sunca samo se ne smanjuje 'ili dozira, već se između providnih prozorskih i neprovidnih prednjih površina zgrada spolja ne uočava nikakva razlika.
Ekstremni slučaj totalno reflektirajuće fasade, tako reći "Nur-fasade ogledala", ostvaren je na IBM centru u Ipsviču (lpswich)/En-
gleska (arh. Norman Foster). Celo zaoblje:no telo zgrade je jedan snažan paravan-ogledalo, spoljašnji stepen u posthumnom ostvarenju Misovog sna o staklenim kućama, jedan od onih slučajeva gde je armirani beton prisvojio građevinski razvoj iniciran če ličnim konstrukcijama,slično kao i kod zida-zavese, kod visokežgrade Kleblat, kod fasade od Nur-lima. Razume se da će Ipsvič ostati jedan granič ni i posebni slučaj. Kod zastakljenja Pariskog muzeja narodne umetnosti može se navesti čitav niz čeličnih skeletnih višespratnih građevina kao dokaz za to da će se fasada-ogledalo pažljivo postavljenom i promišljenom raspodelom letvica učiniti podnošljivim najpre za posmatrače i okolinu, i da će se srazmerno i profiniti : upravna zgrada elektrokoncerna u Dortmundu (v. str. 160), više puta pominjana upravna zgrada u Rimu (v. str. 156). Jedna novina, važna u istoriji građevinskih konstrukcija takođe je dalje proširila mogućnosti oblikovanja sa "velikim staklom" u jednoj fantastičnoj, ali opasnoj oblasti: zastakljene kose površine, jedna ideja građe nja koju je sproveo Džems Stirling, podstaknut viktorijanskim staklenicima i halama železničkih stanica, sa svojom zgradom labortorija u mestu Leicester, kao čvrst, sastavni deo današnjeg jezika građevinsih oblika. U većoj razmeri i u jednom, za naše pojmove preteranom, reprezentativnom zahtevu, ovi novi građevinsko-tehnički registri odigrali su se kod impozantnog građevin skog kompleksa velikog luksuznog hotela i gradskih centara u SAD. U hotelu Hajet Riđensi (Hyatt-Regency) u DalasuiTeksas (v. sJr. 76) rasprostiru se oko jedne enormne centralne hale višestruko stepenovani i unatrag, prema jednom traktu (krilu) visoke zgrade usmereni redovi hotelskih soba. Hala raste u vis u jedan strmi krov i ona je unutar površine krova i na svojoj unutrašnjoj ivici premošćena sa dva dvoetažna mostovska trakta raspona 36 m, kao i hotelske sobe sa konzolnim hodnicima koji otvaraju poglede u dubinu prostorije, prema svemu, dakle, kao jedan slučaj mostovske kĆe. SVe zidne površine i kosi krov su presvučeni reflektirajućim staklom u jednom vitkom rasporedu letvica. Kako se pomoću jedne skromne, štedljivo konstruisane građevine može primenom sa merom kosih staklenih površina postići živahno, odmereno raščlanjivanje, pokazuje se u Kulturnom centru u Perhtoldsdorfu (Perhtoldsdorf) (v. str. 128).
Čelik i beton Najvažnija i najčešća kombinacija materijala je kombinacija čelika i betona. To je jedan čudnovat slučaj da se ta dva tako različita građevinska materijala tako dobro podnose i upotpunjuju - utoplotnom dilatiranju, u
$f>r~gnutom dejstvu, u zaštiti od korozije da su oni upravo kao stvoreni jedan za drugi. Od pronalaska armiranog betona su čelik i beton tako reći sudbinski međusobno povezani. Kako armiranobetonske konstrukcije nema bez čelika, isto tako nema, barem u visokogradnji, gotovo nijedne čelične konstrukcije bez betona. Gotovo svaka čelična skeletna konstrukcija stoji u betonskom temeiju, najčešće se betoniraju i podrumski spratovi,a često se čelični skelet diže iznad višespratnog masivnog suterena. Armirani beton ili beton često se koriste za tavanične ploče - od čiste armiranobetonske tavanice, preko raznih vrsta spregnutih konstrukcija, pa do betonske ispune tavan ica od če ličnog lima.
Često se kod čeličnih konstrukcija armirani beton unosi kao element ukrućivanja zgrade - platno za ukrućenje poprečnog ili kalkanskog zida i armiranobetonska jezgra, koja većinom takođe predstavljaju funkcionalno čvrste tačke u otvorenom, tečnom prostornom slopu čeličnog skeleta, pri če mu oni zatvaraju stepenice zajedno sa liftovima, sanitarnim čvorovima i ostalim instalacijama. I kod ovih jezgara zgrada ima statič ki i montažno-tehnički različitih stepena zajedničkog dejstva čelika i betona - od čis tog armiranobetonskog tela koje je unapred visoko izgrađeno i na koje se tada veša ili polaže čelični skelet, pa do unutrašnjeg če ličnog skeleta do čeličnih stubova koji se naknadno ubetonira u jezgra i dodatno ukrućuje.
Pariz, Muzej narodne umetnosti i običaja
Pored pomenutih primera kod kojih armirani beton preuzima statičke funkcije unutar noseće konstrukcije, može se on takođe umentuti i kao obloga: on pruža kao jednu od mogućnosti zaštitnu oblogu protiv vetra,a često se primenjuje kao zidni ili fasadni element (v. str. 82, 106, 128, 162).
mogu se ovde postaviti neka opšta pravila. Može se možda kazati toliko, da se umetanje betona unutar čelične skeletne konstrukcije tada čini prihvatljivim kada se time mogu istovremeno ispuniti i neki strukturalni ili konstrukcijski zahtevi, npr., krutost zidnih platana, zaštita od zvuka i toplotna otpornost tavan ica, preuzimanje pritiska zemlje zajedno sa izolacijom protiv" vlage, sa rasporedom opterećenja na obimne zidove podruma, itd. Nezavisno od zahteva ekonomičnog izvođenja igraju, naravno, i momenti vezani za oblikovanje svoju ulogu. Logično je da se unutrašnja jezgra zgrade izvedu uzbetonu, ako se iz nekih prostornih ili saobraćajnih razloga traži da bude izvedena nepravougaono, već zakrivljeno ([Ili, str. 138, v. str. 164). Postoje i eliptična jezgrazgrade u sredini kvadratne ili okrugle osnove (fI}r, str. 134, 136). Isto tako, kao što mogu pojedini noseći elementi biti izvedeni u armiranom betonu kao i u čeličnom skeletu, javlja se i suprotan slučaj. Pedesetih godina mogli su u "rasternim konstrukcijama" umetnuti noseći stubovi spoljašnjeg zida biti često obuhvaćeni preko velikog otvora od prizemlja samo pomoću čeličnog punog nosača. Neretko su bili, a i biće, i u čistOj čeličnoj skeletnoj konstrukciji birani za spoljašnje stubove čelični profili, naročito ako se radi o vitkosti i tač nosti dimenzija.
Da li se kod različitih građevinskih elemenata treba da pretpostavlja čista čelična, čista armiranobetonska konstrukcija ili neki mešovit način građenja, to se obrađuje u odgovarajućim naukama o konstrukcijama, ne
Ako se imaju u vidu sve kombinacije koje su mogućne između čiste čelične i čiste armiranobetonske konstrukcije, tada se pokazu-
Ako je još pre deset godina postojao utisak da bi se po pravilu razvijalo masivno jezgro sa svojom okolo položenom zglobnom štapnom (linijskom) konstrukcijom, priložena zbirka primera pokazuje da su čista armiranobetonska rešenja za ukrućenja protiv vetra -" spregovi i okviri - opet u prodoru kao što takođe armiranobetonska ploča kao tavan ična ispuna očigledno sve više i više ustupa mesto trapezastim limovima i drugim metalnim ili spregnutim konstrukcijama. "Cevasta" konstrukcija, koja čini čitav četvorougaonik spoljašnjih zidova u spregu protiv vetra i tako omogućava rekordne visine američkih oblakodera (v. str. 256), u međuvremenu je prodrla i u Evropu (v. str. 150). Za ekstremno velike horizontalne sile kakve nastupaju kod zemljotresa, Japanci su razvili sistem u kojima čelične rešetke i okviri sarađuju sa armiranobetonskim platnima (v. str. 162, 249).
57
je kontinualan prelaz od jednog do drugog teško je ustanoviti granicu. O ovom pitanju treba da se prigodno diskutuje u koliko su ovakvi mešoviti načini građenja spojivi s~ jednim korektnim stavom prema građevinarstvu. Mnogim arhitektama je bilo, i još je uvek mešanje čeličnih i armiranobetonskih konstrukcija neprijatno i sumnjivo. načina građenja,
S druge strane je kombinacija masivnog, ukrućujućeg i nosećeg jezgra ili tornja sa visećim čeličnim skeletom tako česta i u poziciji osnove kao i u sistemu raspodele opterećenja tako uverljiva da se ovde zapravo i ne može govoriti o nekom dvojakom rešenju. Jedan isto tako klasičan slučaj kombinacije armiranog betona i čelika unutar nosećeg sistema velikog raspona koja se zbog tehničkih i ekonomskih uslova nametnula kao nužna i gde se dopuštala izme na materijala zbog. sopstvenog oblikovnog motiva ili zbog obeležja stvaralačkog izvođenja projekta, neka bude uzet iz oblasti izgradnje hala: velika Torinska izložbena hala Palaco del Lavoro, autor P.L.Nervi, koji je tokom svoga života stalno radio u armiranom betonu. Smela pečurkasta konstrukcija, projektovana prvobitno u armiranom betonu morala se zbog ubitačnog pritiska sa rokovima prepraviti u jednu mešovitu konstrukciju. Tako su samo snažni stubovi bili izvedeni u livenom betonu; kapiteli pečuraka i radijalna tavanična rebra, konstruisana kao puni če lični nosači, mogli su se izvoditi u čeliku jednovremeno i nezavisno od gradilišta. Kontrast između stubova stanjivanih prema gore a napregnutih na pritisak, i konzolnih če ličnih rebara tavaničnog polja, daje prostoru hale veličanstvenu širinu i otvorenost kakva se do tada u tom intenzitetu nije sa originalnim armiranobetonskim konstrukcijama nigde postigla. Od ove hale je proistekao jak impuls za proširenje principa pečurkastih
tavanica I njegove inverzije, obešenog, poput kišobrana, krova hale. Majstorskim delom Nervija trebalo je pokazati da mešovita konstrukcja može biti potpuno umesna, ili da ona time postiže rang jednog arhitektonskog sredstva izražavanja, ako čovek uspe da njenom pomoći uspostavi jedinstvo funkcije, konstrukcije i oblika. Ima objekata kod kojih je ovo jedinstvo ostvareno, kod kojih je građevina i svojim spoljašnjim izgledom dovodi do izražaja strukturalni princip kombinovanog načina građe nja između ostalog - obešene i mostovske zgrade, o kojima je već bilo govora. No noseća i ukrućujuća snaga masivnog stepenišnog tornja ne mora se bezuslovno pojaviti spolja - kod mnogih građevina pokazuje već jedan pogled na figuru osnove odmah i unutrašnju potrebu za kompaktnim unutrašnjim jezgrom kao na primer, kod zgrade Unilever u Hamburgu (arh. Hentrih i Peć nig). Nasuprot tome dajemo osnovu jedne francuske građevine, ogranak Ministarstva spoljnih poslova u Nantu kod koje se javlja isti raspored traktova oblika krila vetrenjače koja masu zgrade raščlanjuje i omekšava, ali gde je značajan naglasak stavljen na to da se masivni stepenišni tornjevi ne stavljaju u središte, već na krajevima krila (lD 18). Još je značajnija ideja projekta da se ukrućuju i noseći stepenišni tornjevi postavljaju spolja i time kao misao vodilju uvodi kontrast između zatvorenog betonskog tela i providnog skeleta, ostvareno kod zgrade osiguranja kompanije Knights of Columbus (Kolumbovi ratnici) u NjuHevnu (arh. Kevin Roš i J. Dinkelo) (lD19). U uglovima 23-etažne zgrade sa kvadratnom osnovom snažno se ističu cilindrični armiranobetonski tornjevi obloženi klinkerom, koji se unutrašnjim betonskim jezgrom dele za preuzimanje tavaničnih opterećenja i sila od vetra. Će lična noseća konstrukcija se ovde ograničava na tavanične ploče; spoljašnji glavni i ivični nosači od neobloženog, prema vremenu otpornog čelika, daju zajedno sa povučenim zastakljenjem izrazitu horizontalnu
slojevitost št se prihvata tornjevima u uglu. New Haven, Knights of Columbus, osnova
Neposredno pored ovog tornja visoke kuće u Nju Hevnu, u sklopu iste organizacije stoji niža, jako izdužena zgrada Veteranskog spomenika Koliseum, isto tako jedna karakteristična i jasno pokazana kombinacija armiranobetonske konstrukcije i čeličnog skeleta. Iznad masivnih zidova, stubova i tribina arene za sportske i ostale priredbe diže se na rešetkastim nosačima velikog raspona čista čelična krovna konstrukcija tlD 20). Jedno značajno, veoma pregledno arhitektonsko rešenje takvog mešovitog načina građenja od nosećeg betonskog jezgra i obešanog čeličnog skeleta Egonu Ajermanu uspelo je sa oba tornja upravnog centra Oliveti u Frankfurtu na Majni (v. str.252). Neuobičajeno visoko podnožje tela visoke zgrade bilo je ovde funkcionalno motivisano relativno uskim građevinskim zemljištem i
58
Hamburg, zgrada Unilever, osnova
potrebom da se rasporede dugački, ravni· traktovi. Snažno noseće armiranobetonsko jezgro diže se ovde slobodno 16 m u visinu, u svojoj gornjoj trećini se proširuje u jedan "pehar", okrenutu zarubljenu piramidu, potpuno zatvorenim i belo premazanim površinama dobija ova konstrukcija još i na stereometrijskoj oštrini i stvara se jedan razantan kontrast prema gore postavljenom čeličnom skeletu sa filigranom galerija za zaštitu od sunca. Što ovaj toranj Oliveti čini posebno rasnim je okolnost što su noseće betonske grede preko tela visoke zgrade daleko prepuštene, dalje nego što bi zahtevali tehnički uslovi liftova i instalacija. U svom prethodnom projektu Ajerman nije na jednom od da tornja uradio tako da izrasta odozdo, već ga je pustio da bude gore obešen prema dole, pa je time zapravo čitavu građevinu postavio na glavu. Za današnje stanje u arhitekturi je značajno da ova luda dosetka potiče od jednog čoveka, koji je nekoliko godina pre toga na jednom internacionalnom kongresu čeličnih konstrukcija obelodanio čuvene reči da je za njega beton jedna bezukusna ka.šasta masa, dok je, nasuprot tome, čelični skelet za njega aristokratski princip arhitekture. U temelju konstruisan sasvim slično, ali u arhitektonskom izrazu "aristokratski" stroge geometrije tornja Oliveti je dijametralno suprotan oblakoder Nacionalne Vestminsterske banke u Londonu (v. str. 158). Konstrukcija oko masivnog jezgra pokazuje nepravilnu poligonaInu osnovu sa zaobljenim uglovima, koja podseća na neki trostruki prolaz; ova figura se ponavlja u spoljašnjem zidu okolnog čeličnog skeleta. Spoljašnji zidni stubovi prenose svoje opterećenje na tri snažna konzolna armiranobetonska sandučasta nosača, koji se, premeštani u visinu, dižu na nosećem trupu. Sam trup se, slično kao i kod Olivetija, diže još jedan dobar komad preko tri različito visoka trakta čeličnog skeleta, tako da se oblik njegove osnove jako ucrtava i u silueti građevine. Jedan značajan detalj u tom ansamblu: izme-
đu glavnih nosećih stubova je umetnut i po jedan sekundarni stub, ali oba su obložena sličnim rebrima od plemenitog čelika kao i prozorske letvice, tako da se ne mogu razlikovati; izotavljanje među stubova nije bilo mogućno zbog zaobljenih uglova, a njihovo diferenciranje bi unelo dodatni nemir u telo zgrade, i oslabilo bi razantno vertikalno raščlanjavanje. Iz obe ovde pomenute građevi ne postaje jasno kakve enormne zbunjujuće izražajne mogućnosti postoje u današnoj oj arhitekturi između dva pola, jednog objektivno-konstruktivnog i jednog subjektivno-ekspresivnog shvatanja.
Konkurentska bitka između čeličnog i armiranobetonskog načina građenja, koja u konstrukcijskim i kalkulacionim biroima, u stručnoj štampi i na naučno-stručnim skupovima - kolu ILudi izvan struke često ne primećuju - vođena još uvek žilavom borbom, kako smo već naglasili, plodan je i stimulirajući moment u razvitku moderne građevin ske tehnike· i inženjerskih nauka. Oba nači na uvek uče i profitiraju jedan od drugoga, kada jedan postigne neku prednost, mora se drugi opet još više napregnuti da ga prevaziđe, pa se pri tome često mnogostruko puta koriste teorijske i tehničke metode kao i napredak suprotne strane. Tako napredno shvatanje kontinuiteta, prostornih zavisnosti u nosećoj konstrukciji koje graditelji moraju nužno prihvatati, mnogo koristi i č.eličnim konstrukcijama; obratno, graditelji u armiranom betonu, zbog potreba za racionalizacijom toka građenja, bili su kod svakog većeg građevinskog poduhvata prisiljeni da razmišljaju o alternaciji betona livenog na licu
mesta ili prefabrikovanog betona, ili o nekoj njihovoj celishodnoj kombinaciji, da štošta preuzmu od konstrukcije i tehnike izvođenja čelične visokogradnje: Isto tako, što se tiče oblikovanja, uvek su se čelik i armirani beton - to se veoma jasno odražava upravo u najnovijim strujanjima internacionalne arhitekture - uzajamno podsticali, i težili prema višem. Unutar modernih skeletnih konstrukCija ne postoji zapravo nikakav motiv oblikovanja, nikakav strukturalni oblik izražavanja, kOji, proizašli i razvijani iz oformljenog čeličnog ili armiranobetonskog načina građenja, nisu uskoro od druge strane preuzeti, prilagođeni, a ponekad čak i iskrivljeni. Tako su malioni klasične Misove čelične fasade već u betonu kopirani ili prenošeni, u Nemačkoj kao sredstvo da fasadni raster strukturalno dobije u vrednosti, pre nego što su oni sa letvičastim zidom-zavesom u internacionalnom opštenju u arhitekturi postali opšte dobro. Noseći stubovi postavljeni slobodno ispred fasade, koji imaju prečke svojih okvira preko površine krova, nisu se kao markantan motiv mogli izbeći ni u betonskoj arhitekturi - za to postoje karakteristični primeri, npr., u Italiji. Obrnuto, postoje karakteristični oblici i strukturalne ideje. u armiranobetonskim konstrukcijama koji su više ili manje srećno preuzimani i u čeliku. Tako, npr., trougaoni stubovi Saarinenove zgrade CBS, koji opet izgledaju kao profilisanje fasadne obloge vremenski otpornim čelikom, na saobraćajnoj kući u Lucernu. Jedan naročito znača jan slučaj preuzmanja su fasadni elementi na čeličnoj skeletnoj konstrukciji kompanije Standard Oil u Čikagu ([[) 16), u to doba petom najvšem oblakoderu ; ovde su rebra od čeličnog lima zavarena horizontalne parapetske elemente noseće i ukrućujuće čelič ne fasade i formiraju, slično kao kod Svetskog trgovačkog centra u Njujorku (v. str. 167) montažne elemente koji se u prizemlju (zamislio Jamasaki) izvedeni na fasadi od prefabrikovanih elemenata fabrike stakla u Detroitu.
Čelik ili armirani beton Nantes, Ministarstvo spoljnih poslova, osnova
Alternativa čelične konstrukCije - armiranobetonska konstrukcija važila je dugo vremena, a važi još i danas mnogim arhitektama i inženjerima, takođe i onim koji nisu poslovno ili profesionalno vezani sa jednom od te dve grane građevinske industrije, kao pitanje načela ili savesti. Čak i dva tako kompetentna lica kakvi su veliki inženjer - arhitekta E. Torroja, i zaslužni pisac istorije umetnosti građevinarstva, H. Straub, usvajaju da za čelik važi da je on konstrukCijski, a ne građevinski materijal u pravom smislu, jer njemu nedostaje "masa". Ovo shvatanje koje se danas može smatrati prevaziđenim, tipič no je za ukorenjene predstave građevin skog majstora o kojima smo malo pre govorili. Armirani beton je izašao ususret tradicionalnim predstavama arhitekture. Stoga je za njega mnogo brže nađen jedan ustaljen uopšteno primljen jezik građevinske forme; time je on kočio konsolidovanje prave arhitekture čelika.
Frankfurt na Majni, Upravni centar OlIveni
Veliki impulsi i strujanja unutar arhitekture našeg veka, kojima su povremeno sledili površni modni talasi mogu se,u grubom uprošćenju, svesti na imenitelj "ovde čelik ovde beton". Iskušenje da se stvari gledaju tako sumarno je utoliko veće što su se u glavnim radovima protagonista Misa i Le Korbizijea ukorenile izvesne specifične izražajne vrednosti oba građevinska materijala. Pojavile su se istorijsko-građevinske spekulacije da su se kod ova dva majstora manifestovala oba korena i osnovne snage modernih arhitektonskih kretanja: beton, masivna konstrukCija, kao mediteranska, romanska komponenta koja proizilazi iz zidanih i masivnih konstrukCija - čelične konstrukcije kao anglosasksonsko-germanske, nastavak severnjačkog građenja u drvenom skeletu. No ne mogu se Mis ili Korbizije jednoznač no vezati na čelik ili na beton - projekt administrativne zgrade 1922, apartmani Promontori od 1948, usmerene su, prave armiranobetonske koncepcije. Obrnuto, kuću Klarte upoznali smo kao jednu od najznačajnijih, ranih evropskih građevina u čelič nom skeletu; posebna je poenta da je informacioni centar, Spomen-mesto koje je uređeno u Cirihu za Korbizijea i čijim prOjektom se on, u poslednjim godinama života posebno zanimao, da je ovo građevinsko delo če lična-skeletna građevina, zaista mnogo labavijeg i slobodnijeg shvatanja nego njegov kontra-primer, strogi monument klasične, bezuslovne čelične konstrukcije, Misova nacionalna galerija u Berlinu (tD 21 i aJ 22).
59
Za pravog arhitektu i inženjera, koji misli ekonomski i funkcionalno, ne postji nikakava predrasuda, nikakva osnovna odluka o pitanju "čelik ili armirani beton", već bi mu deviza bila "čelik i armirani beton". Ako on pažljivo prati napretke građevinskih konstrukcija, može iz takmičenja između ova dva načina građenja izvući samo korist. Ima različitih razloga da se šanse koje leže u slobodnom odlučivanju između jednog ili drugog načina građenja, ne uzimaju istinski, i da se ovo stanje danas mnogo nepovoljnije odražava na čeliku. U današnjem toku građevinskih zbivanja, preostaje arhitekti, kod rastućih teškoća pogonskih zahteva, službenih obaveza i izvođenja radova, jedva snage i vremena da zaista prostudira i međusobno upoređuje više raznih strukturalnih rešenja. I kvalifikovani inženjerski biroi ne mogu, pogotovo ako su u toku projektovanja pod još većim vremenskim tesnacem, uvek proizvoditi obilje konstrukcijskih predloga, kako bi mogli stvoriti neposredan kontakt sa više čeličarskih ili armiranobetonskih firmi. Iskustva iz konkurencije između firmi donosi za objekte mostova i hala često iznenađujuće dobra konstruktivna rešenja, no kod objekata visokogradnje nije to bez daljnjega primenIjivo. Obrnuto, kod arhitektonske konkurencije, u sprovođenju kao i u ceni, konstruktivni i ekonomski poslovi su, nažalost, često prekratki. Građenja pomoću sistema, kojima se za normalne, često ponavljale građevinske zadatke olakšava rešavanje pomenutih teškoća, nailazi kod mnogih arhitekata pa i kod investitora još uvek na odbijanje ili nepoverenje.
Za čeličare takođe ne postoji osnovno pitanje da li sistemna gradnja sa unapred planiranim i prefabrikovanim, standardizovanim elementima, ili, individualni projekti. Svaka korektno koncipirana čelična konstrukcija sastoji se od montažnih (prefabrikovanih), po mogućnosti jedinstvenih elemenata, i u svakoj čeličnoj konstrukciji nameće se u načelu barem jedna vrsta sistemne konstrukcije ili sistemnog projektovanja; tako će i arhitekta posmatrati i koristiti postojeće sisteme građenja, ako ih samo on ume za svoje potrebe ispravno odabrati, ne kao neki nesnosni okov, već kao podticaj za sistematič nu izradu projekata. U tom smislu ne želi ova knjiga, još tu f tamo prisutne predrasude ili komotne navike u praksi projektovanja i konstrukcijskih metoda armiranog betona, za projektovanje bitno jednostavnijih, zameniti novom predrasudom ili jednostranošću za čelične konstrukcije. Ona mnogo više predstavlja napor da planiranju i projektovanju materijala i konstrukcija pruži podsticaj i pomoć, za razmišljanje, i to kritično razmišljanje kako u odnosu na čelik, tako i u odnosu na beton.
Ako uopšte postoji neka dominantna tačka gledišta koja bi arhitektama i inženjerima dala pravo da daju čeliku prednost, bilo uopšte, bilo u nekom prostudiranom spornom slučaju, onda bi to bilo izoštreno saz-
literatura (izbor)
Knjige, monografije, katalozi
U koliko u glavi "čelične skeletne konstrukcije danas" pomenute građevine nisu u glavi "Primeri čeličnih objekata u visokogradnji" ili u glavi "Čelične konstrukcije" naznačen i tačnije opisane, npr., (vidi str. 136), (v. str. 206), čitalac ih ima na raspoloženju u sledećim navedenim knjigama, npr., (Ul 1, str. 70), ({D3) ili časopisima, npr., (WI3).
(ll 1 F. Hart, W. Henn, H. Sontag: Stahlbauatias - Geschossbauten. Muchen 1974. (ll 2 Odenhausen, H: Einfamilierhauser in Stahlbauweise. Dusseldorf 1961. (J] 3 Ache, J.B.: acier et Architecture. Paris 1966. (J] 4 Schweizer Stahlbau-Veband: Bauen in Stahl 2. Zurich 1962. CC 5 GA 27 Mies van der Rohe, L. Farnsworth House. (J] 6 GA 12 Phillip Johnson House. (ll 7 GA 6 Eero Saarinen: Deere & Co. and Bell Laboratories. (J] 8 Giedion, S. :Walter Gropius, Mensch und Werk, Stuttgart 1954. (J] 9 Neues Bauen in alter Umgebung, Ausstellung der Neuen Sammlung und der Bayerischen Architektenkammer. Munchen 1978.
60
nanje i osećaj odgovornosti za vek trajanja konstrukcija. Očekvani prosečni vek trajanja jedne velegradske zgrade se danas u Evropi pod normalnim uslovima podudara sa trajanjem ljudskog života; američke zgrade se računaju na 25 godina. Sposobnost prilagođavanja, fleksibilnost, koja predstavlja jedan tako važan moment u razvoju čeličnih konstrukcija i u njihovoj primeni, ima svoj vrhunac u tome što se čelični skelet bez većeg utroška sredstava i energije, bez neprijatnosti od buke, bez stvaranja prljavštine i prašine, može demontirati, a elementi ponovno primeniti ili ponovno pretopiti. Do danas vrednost starog gvožđa pokriva troškove rušenja. Već sa tog stanovišta posmatrano čelične konstrukcije su ekonomski pogodan i za okolinu prijatan način građenja. Arhitekti i investitori moraju, i oni će to, postepeno naučiti da svojim objektima ne postavljaju nikakve spomenike već da oni, razumnim troškovima stvaraju za brzo promenljive životne uslove mogućnost lakog izgrađivanja kuća i drugih objekata, sposobnog za prilagođavanje i nenametljivog, kako su to bile najbolje građevine već u 19. veku. Zahtev večnosti nije za pravu arhitekturu danas više nikakav kriterijum; njena karakteristika je mnćgo više jedinstvo funkcije, konstrukcije i oblika, u saglasnosti sa jasnom predstavom vremena. Tako gledano čelik je istaknut "pravpvremeni" materijal; stoga nije bez dubljeg značaja da neke istaknute, zaista pravovremene građevine, kao na primer, Kristalna palata, ili velika Pariska mašinska hala, više ne postoje.
Časopisi !lli O Bauen + Wohnen 1961/1 (J] 11 Bauen + Wohnen 1961/8 (J] 12 Architectural Record 1970/5 W13 acier. stahl. steel 1973/11 W14 Detail 1981/6 15 Bauen + Wohnen 1973/2 W 16 acier. stahl • steel 1973/4 !ll 17 ncier • stahl. steel 1972/1 (J] 18 acier. stahl. steel 1972/10 (1)19 acier o stahl. steel 1974/10 (1)20 Architectural Record 1973/4 W21 Detail 1968/2 (1)22 Detail 1968/5
j J J
J
Razvoj čeličnih konstrukcija doveo je poslednjih decenija do mnoštva novih koncepcja i rešenja detalja. To je u čelične. konstrukcije unelo i ekonomske prednosti tako da su se oblasti njihovih primena u visokogradnji bitno proširile. Stoga je za ovo novo izdanje odabrano 58 novih primera iz godina 1970 do 1980; jedino je Svetski trgovački centar u Njujorku zbog svojih specifičnosti preuzet iz prvog izdanja. Kriterijumi za izbor primera su isti kao i u 1. izdanju: treba da se obuhvate sve vrste konstrukcija - od okvirnih i zglobnih nosača preko konzolnih konstrukcija sve do oslonačkih i obešen ih nosača, a zatim još i mešovitih konstrukcija. Drugo, treba da budu po mogućnosti naznačene sve vrste korišćenja (namena), i na kraju, to treba da bude internacionalni pregled. Krug zemalja je stoga proširen na Japan, Australiju, Saudijsku Arabiju, SSSR, Irsku i Norvešku. Nadalje, bile su uzete građevine čija je koncepcija od-
Br
1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12
13 14
Objekt
Stambene zgrade Stambena zgrada Stambena zgrada Stambena zgrada Stambena zgrada Sistem stambene izgradnje Stambene zgrade Stambena i poslovna zgrada Stambene zgrade Domovi, hoteli, restorani Planinarski dom Hotel Hyatt Regency Restoran-most Restoranska zgrada če ičnog koncerna Bolnice Medicinski centar Bolnica
ređena građenjem ili montažom, ili čije su specifičnosti u načinu protivpožarne zaštite
i zaštite od korozije. Na nekim primerima treba da se pokaže. kako teškoće pri funljiranju ili neuobičajena naprezanja utrusnim oblastima mogu da se savladaju pogodnim konstrukcijama. Ne kao poslednje tr~ba da izabranim primerima bude pokazano kako čelične konstrukcije obuhvataju širok prostor za arhitekte pri ostvarivanju njihovih zamisli. Primeri su poređani prema potrebi i sakupljeni su u grupe. Stoga samim tim proizilazi približni redosled po veličini objekata, počevši sa malim porodičnim kućama pa do velikih upravnih zgrada. Napor, da se za svaki dat objekt daje po mogućnosti što više informacija važnih za njegovu ocenu, prisiljava na veoma sažet tekst koji je za sve primere raspoređen jedinstveno. Podaci se odnose na korišćenje, dimenzije, konstrukciju i instalacije; osim toga su mnoge prednosti koje pokazuje
građenje
u čeliku za posmatrani objekt u odnosu na fleksibilno korišćenje, racionalno održavanje i brz tempo građenja, objašnjene odgovarajućim podacima. Nasuprot drugim običajima u literaturi, navode se i utrošak materijala i cena koštanja građenja. Cena koštanja građenja uvek se odnosi na navedenu godinu. Da bi se moglo izvršiti upoređenje sa. današnjim cenama, moraju se ove cene preračunati prema indeksu dotič ne zemlje. Ukazivanje na kraju teksta na dalje publikacije u stručnoj literaturi vezane za posmatrani objekt treba čitaocu da omoguće da se i dopunski informiše. Uprkos tesnom prostoru za crteže dati su za svaki primer osnova i presek, statički sistem, položaj nosača i najvažnije konstrukcijske pojedinosti. Gotovi objekti su prikazani samo spoljašnjim snimcima. Stoga su utoliko vrednije priložene fotografije pojedinih stanja pri montaži, jer one omogućuju da se noseća konstrukcija dobro upozna, i da se pruži jedna očigledna dopuna.
Mesto
Zemlja
Arhitekte
Stavanger Chatswood Toronto Los Anđeles Berlin Fecamp Rijad
Norveška Australija Kanada SAD Francuska Saudi Arabija
Tonning,0gloend Duc Diamond, Myers Schulitz Brandi + partneri Bastid, Bazaud ,Gravayat P.Schuster, R.Schuster, Scheid
Ashiya
Japan
Preduzeće
Monchsjoch Dalas Numazu Disldorf
Švajcarska SAD Japan
Roth, Weber Welton Becket udruž. Seike Mannesmann
Nottingham Fredericton
V.Brit~mija
Nemačka
Nemačka
Kanada
ASTM
Komp.projekt.zgrada Zeidler 61
Br
15 16 17 18 19 20 21
Objekt Dečji vrtići, škole, IL,obrazovne ustanove Opštinski dečji vrtić Me,đuopšt. škola Učitelj.ska škQla Škola opšteg obrazovanja Proširenje osnovne škole Centar za trening aviokompanije Škola
22
Zgrade univerziteta i istraživačkih instituta Univerzitet
23 24 25
Vis.vojna škola Fakult.zgraqa univerziteta Inst.upravne zgrade
26 27 28
Izložbene isaobraćajne zgrade Zgrada parkinga Muzej Hans Erni Parking farmaceutskog
Mesto
Zemlja
Arhitekte
Ki'inagashuima Oppelsbohm Biel Herten Hallau Džeda
Japan
Švajcarska S. Arabija
Fak.proizv.inženj.Nikon, Univ.Chiyoda Behnisch + partneri Tschumi Bassenge, Puhan-Schu~,Schreck Rupli Darwisch
Denova
Italija
Rizzo
Winnipeg
Kanada
MoodY,Moore,Duncan,RattraY,Peters,Searle,Christie Heinle,Wischer + partner Hiesmayr McCue,Boone,Tomsick
Nemačka
Švajcarska Nemačka
Hamburg
Nemačka
Beč
Palo Alto
Austrija SAD
Kamen Luzern Schweizerhalle
Švajcarska Švajcarska
F.Krupp GmbH Ellenbeger Tschanz
Hamburg
Nemačka
Schultz-Brauns,Troberg,Wanie
Moskva
SSSR
Wilke
ROsseisheim
Nemačka
Građ.odel.Opel
Sch6nbOhl
Švajcarska
Bachtold, Baumgratner
Nijkerbe Rotherham Nemours
Holandija V. Britanija Francuska
Abma, Hazenwinkel, Dirks Gollins,Melvin,Ward Deslaugiers
Nemačka
Nemačka
preduzeća
29 30 31
32
Stanica magn.viseće železnice Putn.aerodromska zgrada
Industrijske zgrade Lakirnica automobilske fabrike Robne Robna
kuće kuća
41
Zgrade javnih službi Gradska većnica Računarski centar Centar za primanje podataka Visoka zgrada radiostanice Carinska zgrada na tunelu Mont Blanc Kulturni i obrazovni centar Centar Pompidou Plenarna sala Evrop. parlamenta Okružna uprava
42
Upravne zgrade Upravna zgrada tekstilnog
33 34 35 36 37 38 39 40
K61n Tunel Mont Blanc Perchtoldsdorf Pariz Luksemburg
Italija
Proj.grupa Stieldorf Ingaglio,Pantuso, Crepsi
Austrija Francuska Luksemburg
Bukovac Piano, Rogers Bohler
Gorica
Italija
Picotti, Grusovin
Greensboro
SAD
Odell + saradnici
Auxerre Trondheim Dublin Hannover Hilversum London
Francuska Norveška Irska Holandija V. Britanija
Zejma Bergersen,Haugdahl Stephenson + saradn. Wilke Falkenbur,Mulders Arup + saradnici
Mainz
Nemačka
Hentrich,Petschnigg + partneri
Pariz Nijmegen
Francuska Holandija
Depondt Bodon, Ploeger
Rotterdam Rim London
Holandija Italija V. Britanija
Partneri Groosmann Pasarelli, Gilot Seifert + partneri
Dortmund Tokio Pariz
Nemačka
Japan Francuska
Kramer, Sieverts Korporacija Taisei Marien, Saubot
Njujork
SAD
Yamasaki + saradn.,Roth + sinovi
preduzeća
43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58
Zgrada banke Admin.i bankovna zgrada Zgrada banke Glavna zgrada štedionice Upravna zgrada Upravna zgrada kuće Bush Lane Upr.zgrada JuŽnonem.udruženja za gvožđe i čelik Upravna zgrada Glavna uprava čeličnog koncerna Upravna zgrada Upravna zgrada Nacion.Vestminsterska banka Upravni centar Upravna zgrada Shinjuku Upravna zgrada Maine Montparnasse Svetski trgovački centar
Nemačka
Stambena zgrada kod SlavangeraINorveška
Projekt: E. Tonning, L. 0glaend, Sandnes, Finn Pederson. Statika: Gand Stal, San d nes. - Vreme građenja: 1975.
Korišćenje
Stambena zgrada sa pravougaonom osnovom i sa oko 130 m2 stambene površine bila je izgrađena kao prototip jednog sistema građenja za čelične stambene zgrade. Prizemlje sa daščanim podom, dnevne i spavaće sobe, kuhinja i kupatilo su okruženi spoljašnjom natkrivenom galerijom. Spiralne stepenice vode u masivni suteren, gde se nalaze sobe za hobi, sauna i spremišta. Unutrašnji zidovi se mogu, izuzev kod mokrih čvorova, proizvoljno postavljati i menjati. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimehzijama 7,20x18,00 m bez galerije, odn., 9,60x20,40 m sa galerijom. Raster stubova 3,60x3,60 m. Visina iznad zemlje 3,10 m. Spratne visine Ikorisne visine soba u prizemlju 2,80/2,40 m; usuterenu 2,50/2,35 m.
poprečni
presek, razmera 1 :200
osnova, razmera 1 :400 2
/'
Konstrukcija Građevinski sistem od slobodno nosećih tavaničnih platana koja su stubovima na ivič nim nosačima vezana za podne itavanične okvire. Time je omogućeno variranje unutrašnje izgradnje. Noseća ploča prizemlja sastoji se od šest čeličnih nosača na rastojanju 3,60 m u poprečnom pravcu oslonjenih
na podrumske zidove (profil HE-8 280) i zavarenih ivičnih nosača koji idu svuda unaokolo (profil 400x100 mm). Na nosačima su galvanizovani trapezasti limovi visine 95 mm obloženi plastičnom masom sa slojem od 15 cm armiranog betona odozgo. Krovna ploča se isto tako sastoji od šest čeličnih nosača postavljenih na 3,60 m, zatim zavarenih ivičnih nosača koji idu unaokolo, i rebrastih limova. Na limovima su profilisane ploče od zaštitnog materijala i jedan 3-slojni krovni pokrivač. Stubovi od šupljih profila (dimenzija 100x200 mm) dužine 3,60 m sa obostrano navarenim tavaničnim veznim pločama. Svuda unaokolo su svi vezani na 3,60 m sa ivičnim tavaničnim nosačima zavrtnjevima i zavareni. Fasadni stubovi od penom ispunjenih šupljih profila (dimenzija 80x80 mm), uliveni u ploču. Zatvoreni zidni delovi od lakih čelič nih stubova sa pločama od gips-kartona, ploča od drvenih vlakana, parenih šper ploča, 10 cm toplotne izolacije i čeličnih limova prevučenih plastičnom masom. Ukupna debljina elemenata 135 mm. Prozori i vrata namešteni u okvire i zavrtnjevima učvršćeni na stubove. Unutrašnji zidovi od lakih čeličnih profila sa pločama od gips-kartona. U mokrim čvorovima čelični limovi prevučeni plastičnom masom. Zaštita svih slobodnih čeličnih delova premazom. Šuplji stubovi ispunjeni betonom.
~-3
t--~
I dispozicija nosača
r
I
±
3
r
statički
sistem
A
r
L~ A
1 stubovi 100x200 mm 2 ivični nosači [ 400x100 mm 3 nosač H E -8 280 4 trakasti temelj 5 fasadni stubovi 80x80 mm 6 izolaciona ploča na trapezastom limu 7 beton na trapezastom
vertikalni presek fasade
izometrija noseće konstrukcije
Površi ne i izgrađen prostor bruto površina 250 m Površine i izgrađen prostor bruto površina 250 m 2 korisna površina 200 m 2 Potreba materijala ukupno m 3 (izgrađenog) prostora 2 m bru to površine Cena koštanja građenja (1975) ukupna cena koštanja 3 m izgrađenog prostora
nadgradena površina izgrađen prostor čelik
beton 92000 kg 7500 kg 13,14 kg 10,71 kg 36,80 kg 30,00 kg
DM
2 290000 m bruto površine 2 414,29 m korisne površine
čelik
za beton 850 kg 1,21 kg 3,40 kg
DM 1160
1450
Literatura Allgemeine Bauzeitung 2179, str. 11
63
Stambena zgrada u ChatswoodQu/Australija
Projekt: E. Due, Crowsnest. -- Statika: Meinherdt i partneri, SidneY.- Vremegradenja: 1978. . . Korišćenje
Jedno- i dvo-etažna stambena zgrada izgrađena kao kubus koja je postavljena na terenu blagog nagiba. ~a smaknutom nivou prizemlja u qublje povučenom delu nalaze se ulazni prostor, jedna dečja soba, kupatilo i spremište. U gornjem delu su stambeni prostor, kuhinja i trpezarija. U nivou gornjeg sprata nalazi se spavaća soba sa kupatilom i radna soba. Iznad otvorene nadstrešnice za auto je terasa do koje se dolazi iz gornjeg sprata. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 12,10x9,70 m. Raster stubova 2,40 m, raster dogradnje 0,60 m. Visina iznad zemlje 7,00 m. Visine spratova/korisne visine soba u prizemlju 2,50 i 4,10/2,10 m i 3,70 m, u gornjem spratu 2,50/2,10 m.
pogled na ulaznu stranu
Konstrukcija Čelična konstrukcija na kvadratnom rasteru
2,40x2,40 m. Stubovi visine sprata su šuplji profili 64x64 mm sa navarenim konzolama za nosače i krstove protiv vetra. U podužnom pravcu leže rešetkasti nosači preko jednog ili dva polja stubova. Oni su sa stubovima učvršćeni zavrtnjevima. Visina nosača 30 cm, gornji pojas od šupljih profila (2 komada 25x50 mm), donji pojas od ugaonika (2 komada 25x25x3 mm), dijagonale od cevastih profila. U poprečnom pravcu 33 cm visoki pocinkovani trapezasti limovi prekriveni plastičnom masom. Korisno optereće nje tavanice 3 kN/m 2 • Spoljašnje ograđivanje tavanica ivičnim nosačem "L" 150x70, koji prolazi unaokolo. Fasada: Spoljašnji zidovi od sendvič-panela sa 5 cm toplotne izolacije od poliuretana. Spoljašnji i unutrašnji sloj od pocinkovanog čeličnog lima premazanog epoksi smolom. Stakleni elementi sa horizontalnim žaluzinama koje se nalaze spolja. ~ Zaštita od korozije: Svi čelični delovi nosećeg sistema su premazani cinkovim fosfatom. ~ Instalacije: Grejanje toplim vazduhom sa vertikalnim kanalom u sredini zgrade za dovod vazduha.
dispozicija nosača osnova gornjeg sprata
prizemlje
presek krovnog statički sistem, podužni presek
podužni prasek zgrade
unutrašnji izgled sa spregovima za vetar i kanalom sa toplim vazduhom
1 ulaz
9 drveni stubovi 64x64 mm
2 kupatilo
10 rešet kasti nosač visok 300 mm
3 deca 4 roditelji 5 kuhinja
11
ivični nosač
L 150x150 mm
12 spreg za vetar iz čeličnih štapova 12 mm
6 dnevna soba 13 kanal za dovod vazduha 7 balkon 14 trapezasti lim 8 garaža Čelični skelet sa trapezastim limovi ma tavan ica
Površi ne i prostor obu hvaćan zgradom 2 bruto površina 170 m 2 korisna površina 165 m Utrošak materijala ukupno 3 m obuhvaćenog prostora 2 m korisne površine
64
izgrađena površina obuhvaćen prostor
čelik
beton
5000 kg 6,4 kg 29,4 kg
0,1 kg 0,47 kg
8m
2
115 m 3 777 m
3
S
m~ bruto površine
211,76
m- korisne površ.
218,18
pokrivača
Stambena zgrada u Torontu/Kanada
Projekt: A. J. Diamond i B. Myers, Toronto. - Statika: Read, Jones i Christoffersen Ltd., Toronto . . . .; Vreme građenja: 1974. Korišćenje
Dvoetažna stambena zgrada na zemljištu sa blagim padom. Kuća je prema dolini slobodno prepuštena nad prizemljem. Na jednoj strani ima unutrašnje dvorište. Na 1. spratu otovo re n dnevni boravak, na 2. spratu spavaća soba. Na vešanoj strani vodi most prema ulazu u 1. sprat. Dimenzije
izgled podužne strane
grubi radovi pre nanošenja betona za tavanicu
Spoljašnje dimenzije 24,5x9,6 m, vIsina iznad tla 10,0 m. Visine spratova/korisna visina soba 3,25/2,75 i 2,55 m. Konstrukcija
Deo zgrade kao na postolju nose četiri stu: ba. Jednoetažni stubovi sva tri sprata sastoje se od I-profila 156x175 i 175x250 mm. U poprečnom pravcu zgrade podvlake koje prelaze kontinualno preko stubova, sastavljene su od 410 mm visokih l-profila, a sa stubovima su učvršćene pomoću zavrtnjeva. Rasponi podvlaka 6,0 i 7,5 m, bočni prepusti 1,5 m. U podužnom pravcu, između podvlaka leže na rastojanjima od 1,5 m tavanični i krovni nosači sa rasponima od 7,0 i 9,5 m. Oni se sastoje od rešetkastih nosača visokih 460 i 610 mm, sa gornjim i donjim pojasom iz ugaonih profila vezanih u paru, i dijagonalno od cevastih profila. Tavanični i krovni nosači oslonjeni su gornjim pojasom na podvlake, a sa stubovima vezani kruto. Pored tavaničnog otvora između prvog i drugog sprata tavanični nosači su prihvaće ni zategnutim, štapovima i obešeni na gornje krovne nosače. - Ukrućenje za vetar zgrade ide u oba pravca preko krute tavanične ploče i okvira. • Tavanica: U poprečnom pravcu preko tavaničnih nosača leže trapezasti limovi sa 5 cm betona iznad. Korisno opterećenje 1,9 kN/ 2 . • Fasada: Na kalkanskim stranama donja konstrukcija od čeličnih stubova na rastojanjima od 40 cm za zastakljenje. Sendvič -element sa 7 cm toplotne izolacije i oblogom od aluminijumskog lima na podužnim stranama. • Temelji: Nasip preko starog rečnog korita. Pojedinačni temelji ispod čeličnih stubova na temeljima od šipova. • Instalacija: Grejanje toplim vazduhom sa kanalom za dovod vazduha iza staklenih površina.
podužni presek zgrade
osnove prvog i drugog sprata 1 svetiarnici
8 hodnik
3 spavaonica
9 kanal za topli vazduh
Literatura
6 kupatilo
dispozicija nosača krova
ugao zgrade veza krovnog
Jr
r
'(,
nosača
sa
podvlakom i stubom 16
20 17
;/// I statički
Površine i prostor bru to površina korisna površina
Baumeister 4/1977. Canadian Architect, 10/1976. - Architectural Review, 9/1977. - Architectural Record 5/1977. l'Architecture d'Auiourd'hui 6/1977.
4 dnevna soba 7 grejanje
2 vazdušni prostor 5 kuhinja
sistem, podužni presek
obuhvaćen
zgradom natkrivena površina prostor
obuhvaćen
Potreban materijal
čelik
~\Uiz~~ađenog prostora 2
14,1 t 8,5 kg 48,6 kg
Cena koštanja građenja (1974) ukupna cena koštanja 3 m izgrađenog prostora
Kan.S 125000 m 2 bruto površine 2 75,2 m korisne površ.
m
10
bruto površine
beton 58,9 t 35,4 kg 203,1 kg
ćelik
za beton 727 kg 0,4 kg 2,5 kg
Kan. g 431,0 459,6
vertikalni profil fasade
10 stubovi l-profili 156 x 175mm 11 stubovi l-profili 175 x 200 mm 12 krovni nosač, rešetka h 460 mm 13 tavan ični nosač, rešetka h = 460 mm 14 tavanični nosa, rešetka h 610 mm 15 štapovi za stabilizovanje 30 mm 16 ivični nosač, [ 200 17 podvlaka, I-profil h 460 mm 18 fasadni stubovi 19 ugaonik 100 x 100 x 10 mm 20 aluminijumski lim, debljina 10 mm 21 ploča od gips-kartona 22 završna šina 23 betonska ploča 24 trapezasti lim 25 drvo za opšivanje 26 limeni pokrivač L7 vešaljka 30 mm
65
Stambena zgrada u Los Anđelesu/SAD
Projekt: H. Schulitz, Los Anđeles. - Statika: Kurily, Szymanski, Santa Monica. - Vreme građenja: 1975/76. Korišćenje
'"
Sa strane prema brdu jednoetažne, sa strane prema dolini troetažne zgrade sa najvišim povučenim spratom i slobodno isturena velika sunčana terasa delimično poduprta. Ulazni prostor nalazi se na strani prema brdu na poslednjem spratu. Prave čelične stepenice vode nadole u prostorije za stanovanje i spavanje. U najnižem spratu nalazi se arhitektonski studio i jedna prostorija za hobi. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 15,40x12,05 m. Visina sprata 2,90 m. Korisna visina soba 2,75 m. Konstrukcija
Zbog strmog položaja obronka izabran je jedan montažni sistem građenja koji se jednostavno montira, a može se veoma dobro prilagoditi tamošnjoj formaciji terena. Noseći skelet je podignut na 12 betonskih temeljnih šipova, pobijenih 5,50 m u zemlju. Na kontinualne stubove sandučastog profila (15x15) cm) nadovezuje se s obe strane podvlake od dva u - profila. One obrazuju oslonac za rešetkaste nosače koji stoje poprečno. Ukrućenje protiv vetra i zemljotresa formirano je dijagonalama od ugaonika (na poprečnim stranama) i okruglim profilima (na podužnim stranama) ispred spoljašnjih polja, i krutim tavaničnim platnima. Sistem građenja se zasniva na jednom trakastom rasteru od 10 i 20 cm: svi neobrađe ni građevinski elementi su poređani na svakih 20, a svi obrađeni elementi na svakih 10 cm. Vertikalan modul iznosi 15 cm. Konstrukcijski, kao i dopunski i vezni elementi, bili su montirani takvi kakvi su došli iz proizvodnje. Oni su sve do detalja ostali otvoreni ineobloženi: varovi su ostali neizbrušeni, zavrtnjevi vidljivi. Noseči, stubovi i dijagonaIna ukrućenja nisu bili obloženi. Građevina ima na taj način karakter izvesne nezavršenosti i otvorena je stanarima za promene. e Tavanice: Tavanice se sastoje od trapezastih profila prekrivenih betonskom plo-
statički
osnova srednje stambene ravni
isečak iz noseće konstrukcije
čom.
e Fasada: Montažni paneli spoljašnjeg zida od aluminijuma. Strana zgrade prema dolini, uključujući i ploče terase, zaštićena je od sunca pokretnim lamelastim vratima. presek zgrade, razm. 1 : 250
Literatura Deutsche Bauzeitung, 1111976, S. 49. - Global Architecture GA Houses 2, 1977, S. 68. - Architectural Design, 7 - 8/1977, S. 68. Progressive Architecture, 10/1977, S. 562. Domus, 576, 11/1977, S. 25. Abitore, 11/1977, S. 18. Detail, 6/1977, S. 733. - Bauen & Wohnen, 2/1978, S. 69. Toshi-Yutaku, Urban Housing, 133, 1111978, S. 18. - A + U, 51 . 1978, S. 148. Architecture d' Aujourd'huf 206, 12/1979, S. 54.
66
sistem
:~~:~~~~r~:~;tor obuhV;:'"~~radom korisna površina
242 m
2
Potreba materijala ukupno 3 m obuhvaćenog prostora m' bruto površine
čelik
Cena koštanja građenja ukupni troškovi građenja 3 m (izgrađenog) prostora
$ 97487 94
natkrivena površina (izgrađen) prostor
20,9 t 20,0 kg 78,6 kg 2
m bruto površine 2 m korisne površine
$
366 403
1
osunčana
terasa
2 sobe
3 mesto za 'kamin
/
.J
4 deca 5 roditelJI 6 prostor za peakare 7 kupatHo 8 !Iuplji sandučastl stubovi 150x150 nim 9 podvlaka od dva WooO 10 re!ietkastl
tavanični nosač
11 dijagonala L 75 12
Ivlčnl nosač
W300
13 zastakijenje 14 trapezasti )im
Izometrlja -Isečak prese eJ detalja fasade
presak detalja
8
9 O
I I I I I
I
~·tl
I I
čeličnog nosača
I I
I
Y
"I
I
f-
I I
I
I
l
I
dispozicija isačak
iz
nosača
bočne
fasade
bočni
Izgled
"člst"
skelet
61
Sistem stambene izgradnje "građevinski sanduk" (Baukasten) EGKS Opitna stanica u Berlinu Projekt: Brandi + partner, 8erlin-G6ttingen. - Statika: S. Polonyi. - Vreme građe nja: 1976/79 (tri sektora građenja).
Korišćenje
Ogledni stanovi različitih veličina u jednoj kući sa terasama, izgrađenoj u tri sektora. EG-demonstraciono građenje na osnovu jednog sistema građenja sa industrijski proizvedenim građevinskim elementima. Trebalo je da bude ispitano ne samo izrada i mont~ža građevinskih elemenata i mogućnosti njihovih primena u stambenoj izgradnji, već i konsekvence jednog načina građenja koje daje stanarima mogućnost za učestvovanje u Oblikovanju zgrade i stanova. Dimenzije
Isečak
iz fasade
pogled
Spoljašnje dimenzije 53,10x30,20 m; vIsina iznad terena 19,50 m. Spratne visine 3,00 m, korisne visine 2,50 m. Konstrukcija
Skeletna konstrukcija iznad kvadratnog rastera 7,50x7,50 m. Stubovi od l-profila različitih dimenzija HE-A 260, HE-8 300, HE-M 180. Podvlake u poprečnom pravcu građevi ne, rasponi 7,50 m, u izuzetnim slučajevima 15,00 m, I-profili HE-8 300. U podužnom pravcu nosači za ukrućenje između glavnih stubova. Između podvlaka su postavljeni montažni tavanični elementi. Dimenzije 2,40x7,20 m. Oni se sastoje od jedne prethodno napregnute ploče (10 cm) kao podvlake, i dva čelična rešetkasta nosača u nju ubetonirana, sa položenim u·profilom kao gornjim pojasom. Odstojanje između rešetkastih nosača 2,40 m. Tavanični elementi se vešaju' oslanjanjem gornjeg pojasa na gornju flanšu podvlake. Građevinska visina čita ve tavanične konstrukcije iznosi 0,50 m. Odvođenje sila vetra se sprovodi preko tavaničnog platna u masivno jezgro i u jednozidno platno u čeonoj strani zgrade. • Fasada: Montažni elementi od čeličnog lima od vertikalno profilisanih paneinih ljuski, jezgro od penopoliuretana debljine 58 mm. Spajanje elemenata aluminijumskim profilima (štipaljkama) ili spojnim profilima "Bayprene " . Jednostavna i brza montaža elemenata uz punu zamenljivost. Mogućne su kombinacije punih elemenata, elemenata sa prozorima i čistih prozorskih elemenata iste profilacije . • Fundiranje: Ši povi betonirani na licu mesta sa armiranobetonskim spojnim gredama. Instalacije
Svi vertikalni kanali za snabdevanje i odvođenje su uklopljeni u stubove. Horizontalna raspodela instalacija sledi tok tavaničnih elemenata.
68
statički
sistem
1 dnevni boravak 2
spavaća
soba
3 kuhinja 4 kupatilo I WC 5 primeri osnova 1 . gornj i sprat R = 1 :600
lođa
6 kruto jezgro 7 spoljni stambeni prostor 8 instalacioni šaht 9 stubovi H E -B 300 10 podvlaka HE-B 300 izravnata sa tavanicom 11 čelični rešetkasti tavan;čni nosač visok 46 cm 12 ploča .od iverice 13 gornji pojastavaničnog elementa kao ležeći u-profil 14 izolacioni sloj 15 arm.bet. ploča 10 cm kao donji pojas elementa tavanice
podužni presek veza
nosača
sa stubom
16 plafon fasad ni raster sa zaštitom od sunca 17 zatvoren zidni element
I
l-
II ~
":
9 !
H
.
---~-~--
I-
-
-----
lO
l-
Isečak
H
Izometrlja prostora
dispozicija stuboWD
Povriii.nĐ
i prostor
bruto površina
obuhWDćen
zgradom
5525 m 2 natkrivena površina 2 109 m 2
korisna površina 3183 m 2 Izgrađen prostor
15761 m 3
Literatura Bauwelt 39/1978, str. 1458.- Deutsches Archltektenblatt, 1/1977, str. 47.- Stahl und Form, 1976.- Bauen und 'Wohnen, 12/1976. o
isečak
iz
poprečnog
preseka
18 nepokretni prozorski element 19 horizontalno i vertikalno obrtni element 20 veza glavnog stubom
nosača
sa
21 donji spojni profil fasade 22 gornji spojni profil fasade 23 napred izbačen profil fasade za prihWDtanje vid ljivih zaštitnih ploča parapetskih elemenata, biljke puzavice
dizanje jednog elementa tavanice montaža tavanice na probnom postolju
A detalj vertikalno, R = 1: 10 B detalj horizontalno, R = 1:7,5
~ ',.,
..
69
Stambena zgrada u Fecampfu/Francuska
Projekt: D. Bastid, P: Bazaud, M. Gravayat , Pariz. - Statika: B. E. T. Setiem, Pariz. - Vreme građenja 1977179. Korišćenje
Stambena četvrt se nalazi na terenu koji je sa svih strana opkoljen ulicama u prostoru unutrašnjeg dela zgrade Lecamp. Priljubljene međusobno, jedno- do četvoroetažne zgrade sa krovovima na jednu vodu i krovovima oblika sedla, postavljenih jedan nasuprot drugom, sadržavaju ukupno 130 stanova, za izdavanje, različitih veličina. U prizemlju se nalaze prodavnice, radionice i jedna garaža sa 147 mesta. Iznad prizemlja i na spoljnim stranama su stambene prostorije. Okolni prostor slobodan od teretnih vozila, sa otvorenim putevima, dvorištima, baštama i posebnim prilazima ka stambenim zgradama nalazi se na visini od 3 m. Sa nivoom ulice spojen je posebnim slobodnim stepenicama.
\
::.
Dimenzije
Temelji 3,60x3,60 m, i 8,05x8,05 m. Visina iznad terena do 14,00 m. Visina spratova u stanovima 2,72 m, u garaži 3,20 m. Korisne visine u sobama 2,40 m, u garaži 2,11
\
m.
/'
Noseći
sistem iznad nivoa parka sastoji se cevastih stubova visine sprata (0 320 mm, debljina zida 6,30 mm) preko rastera 8,05x8,05 m. Po četiri nO'sača' od če ličnog lima raspona 7,20 m su međusobno sklopljena u obliku krila vetrenjače i sa stubovima učvršćeni preko pločica zavrtnjevima. Visina nosača 90 cm, rebro 700x7 mm, gornja flanša 250x12 mm, donja flanša 250x15 mm, limovi za ojačanje 200x12 mm, prolazi za instalacije. Tavanični nosači I PE 160 sa rasponima koji se menjaju od 2,70 do 3,60 m, leže između podvlaka i oni su na limove za ojačanje učvršćeni preko pločica zavrtnjevima. Tavanična ploča od rebrastog lima sa slojem betona odozgo. Spregnuto dejstvo pomoću ugaonika koji je zavaren na gornju flanšu nosača. Debljina tavanice 16 cm, raspon 1,80 m, korisno opterećenje 5 kN/m2. Noseći sistem stambenih zgrada sastoji se od čeličnih cevastih stubova (0 140 mm, debljina zida 4 mm) preko rastera 3,60x3,60 m promenijivog pravca: Podvlake HE-A 160 i HE-A 140 iza tavanične ploče su preko pločica pričvršćene na stubove zavrtnjevima. Rasponi podvlaka 3,22 do 4,83 m. Nosač tavanice 1. PE 120 sa odstojanjem 1,20 m i rasponima 2,40 do 3,60 m. Tavanič ne ploče od rebrastih limova sa slojem betona odozgo, debljina ploče 14 cm, korisno opterećenje 1,75 kN/m 2. Noseća konstrukcija krovnih kosnika sastoji se od okvirnih elemenata veličine 4,50x3,60 m. Zajedno su sklopljeni elementi od po tri horizontalne rožnjače (dvostruko C120), dva krajnja roga (dvostruko Ct20) i pet srednjih rogova sa po dvac80. Na mestima gde je krov presečen noseća konstrukcija od c-;profila koji su zajedno spojeni zavrtnjevičeličnih
70
I
~~~[~J
Konstrukcija
od
/,-1
osnova 1 . sprata
osnova prizemlja
11
10
isečak
iz dispozicije
nosača
statički
na tavanici grede
ma, od savijenog čeličnog lima debljine 3 mm. Ukrućenje protiv vetra pomoću zidnog platna. e Fasada: Tavanične ploče imaju preko nosećeg skeleta prepust od 40 cm. Obziđiva nje pomoću šupljih blokova od opeke i betona. Beton očišćen i premazan plastičnom masom, opeke ostaju kao vidljiv zid. e Protivpožarna zaštita: Čelični cevasti stubovi ispunjeni su betonom. U prizemlju prskan premaz na čeličnim nosačima, u stambenim spratovima obešene tavanice gips-kartonskih ploča. e Fundiranje: Šipovi dubine do 8 m.
sistem
PovrMne i prostor obuhvaam zgradom 2 bruto površina 14500 m
izgrađena
~o;i;~ara:š;~a550 m 2
obuhvaćen
8450 stanova
Utrošak materijala ukupno m 3 obu hV8Ćenog prostora m 2 bruto površine
čelik
600 t 17 kg 41,3 kg
beton 3 2400 m 0,068 m 3 3 0,165 m
površina prostor čelik
m 2 bruto površine m 2 korisne površ. Literatura L' Acier pou Construire 1/79.
za arm at. 49t 1,4 kg 3,38 kg FF
1517 1752
aa
:JCdJC.
J[,J[gg Jeh],L.k isečak iz čelične nosača I presec!
L
L..
h
-1
.-1
h
konstrukcije krova, dispozicija
1 prodavnica
7 dnevna soba
2 rad lon.lca
8
3 garaža
9 balkon/terasa
spavaće
sobe
12 tavan Ični nosači I PE 160
181vlčnl
13 I-profil 140 mm
19 unutrašnji rogovi
14 pod:vla ka H E -A 160
20 šip temelja
rogovi 2 C1,20
OO
4 ulazni stanovi
10 cevastl stubovi
5 kuhinja
11 prihvatni nosač kao
16 zidn'o platno
22 tkanina za Izo'selJu
6 kupatilo
zavaren l-profil
17 rožnjača 2 C120
23 obešena tavanlC3
1> 320 mm
15 tavaničninoSači
t PE 120 21 zidna Ispuna
preseci zgrade
23
t:r 11
11
10
71
Stambena i poslovna zgrada u RijaduISaudijska Arabija
Projekt: P. Schuster, R. Schuster, K. P. Scheid, Hamburg. - Statika: Jars + Blunck, Hamburg. - Vreme građenja 1977/79:
Korišćenje
Sedmoetažna stambena zgrada sa 104 stana i šestoetažna upravna zgrada sa 60 kancelarija. U suterenu podzemna garaža za 237 vozila. U prizemlju ulazna hala za stambene i kancelarijske etaže i zona bazara sa prodavnicama, poštom, filijalom banke i društvenim prostorijama. Veze sa tri stepeništa i liftovima. Dva pomoćna stepeništa na krajevima stambene zgrade. Dimenzije
Dužina pOligonalne stambene zgrade 55 m, 33 m i 67 m, širina 18 m. Visina iznad terena 26,30 m. Spratna visina/korisna visina soba prizemlja 4,0/3,0 m, u gornjim spratovima 3,02/2,50 m. Spoljašnje dimenzije administrativne zgrade ----rF4-r~~~=rv'E'El~~~~~~ 75x54,3 m. Visina iznad terena 25,52 m. Spratne visine u gornjim spratovima 3,42 m, presek zgrade korisna visina soba 2,70 m. Konstrukcija
Ćelična konstrukcija obe zgrade postavlje-
na je na armiranobetonskom suterenu. Stubovi stoje na rasteru 7,50 x 7,50 m. Oni se sastoje iz zavarenih šupljih sanduka 300x300 mm sa limovima debljina 6 do 36 mm, zavisno od opterećenja. Glave stubova su formirane pečurkasto kako bi mogle povezati više nosača u jednoj ravni. Podvlake leže između stubova na rasponima od 7,50 m, u stambenoj zgradi profili HE-A 360, u administrativnoj zgradi HE-8 400. Upravno na podvlake, na rastojanjima 3,75 m i rasponima 7,50 m leže tavanični nosači, u stambenoj zgradi profili HE-A 300, u administrativnoj zgradi HE-8 400. Ivični nosači koji
prolaze unaokolo sastoje se u stambenoj zgradi od profila HE-A 240 i HE-280, u administrativnoj zgradi od profila HE-A 260, HE-M 260 i HE-8 300. Sile od vetra se tavaničnim platnima, koja su ukrućena horizontalnim krstastim spregovima, prenose na armiranobetonska jezgra, na vertikalne spregove za vetar i na fasadna armiranobetonska platna. (9 Tavanica: Iznad nosećeg roštilja od podvlaka i tavaničnih nosača čelični trapezasti lim visine 12 cm sa slojem betona od 5 cm odozgo. Korisno opterećenje na stambenoj zgradi je 2,75 kN/m 2 .
(9 Fasada: Elementi profila HE-8 200 su na rastojanjima od 1,50 m učvršćeni na ivične nosače zavrtnjevima. Oni služe kao ležište za konzolne fasadne elemente od aluminijuma. Zaštita od sunca pomoću dva sloja izolacionog stakla obojenog bronzanom bojom. (9 Zaštita od korozije čeličnih delova premazom cink-hromata. (9 Protivpožarna zaštita: Stubovi obeleženi 5 cm debelim pločama od vermikulita. Zaštita tavaničnih nosača pomoću dole obešenih ploča od mineralnih vlakana. (9 Fundiranje: Ispod stubova temelji samci, a ispod zidova trakasti temelji fundirani na 2 steni. Pritisak na tlo 0,95 MN/m •
stambeno krilo dispozicija
12 16
nosača
19
1 kancelarijske etaže 2 stambene etaže 3 zona bazara 4 podzemna garaža 5 stambena jedinica 6 velika kancelarija 7
pOjedinačne
kancelarije
8 arhiv 9 stubovi sandučastog preseka 300x300 mm 10 podvlaka HE-A 360 11
tavanični nosač
HE-A
300
72
12
ivični nosač
HE-A280
13
ivični nosač
HE-A 240
29
detalji preseka
vertikalni presek fasade
26
9
statički sistem: poprečni presek stambene zgrade. Presek kancelarijske zgrade
14 podvlaka HE-B 400 15
tavanični noseč
glava stuba
HE-B
300 16
Ivičnl nosač
HE-A 260
17
Ivlčnl nosač
HE-M 260
18
Ivlčnl nosač
HE-B 300
19 spreg za vetar 20 fasadno platno od armiranog betona 21
ploča glave veza tavaničnog nosača
22 veza ploče glaye horizontalni spreg za vetar 23 trapezasti lim sa nanetlm betonom
o
o
24 plafon
9
25 ugaonlk L 130 kao ležište za trapezasti lim 26 element profila H E-B učvršćenje
200 za
f
o
o
fasade
l
27 aluminijumski lim 28 stražnja ventilacija
stope stuba
29 lizene .30 gornja Ivica tavanice
veze 11
30 o II o
-o
o
()
()
podvlaka/tavanlčnl nosač
21
o II o II
II
II
II
o II o
-
r--
-
9
~L 0----
f--~9
podužnJ nosač u području stambene zgrade
Isečak
fasade
faza grube gradnje
Beton za temelje spravljen sa sulfatnim cementom otpornim prema agresivnoj vodi. Instalacija
Klimatizacija stanova pojedinačnim uređaji ma, a kancelarija centralnom klimatizacijom. Dovođenje sveže g vazduha spolja sprovodi se kanalima u fasadnim elementima.
PoWiin8 i prlntar obuhw6l!n grl!dnjom bruto površina 52000 m 2 korilma površina 41450 m 2 Utroisk M!rtGrijl!la ukupno m 3 obuhvI!Ć6IlQg prostora ml bruto površine
čelik
2933 t
natkrivena pOVršina obuhvaćen prostor beton 3 17 174 m
~:~~: g:~;~~
2 m bruto površina 2 m koriUle POl/ršo
2 6450 m 3 139415 m čelik
za armat. 645 t 4,63 kg 12,40 kg
DM 1826,92 2291,92
73
Stambena zgrada u Ashya/Japan
Projekt i statika: Preduzeće ASTM. Osaka. Vreme građenja. - 1976/78. Korišćenje
Stambena četvrt od 52 kuće sa 14 do 29 etaža. Visoke stambene zgrade stoje slobodno ili su međusobno povezane u redove. Svaka od njih ima po dva stepeništa koja povezuju dva stana po spratu. Dimenzije
Pojedine stambene zgrade imaju spoljašnje dimenzije 11 ,78x28,90 m i 14,78x33,54 m. Visina iznad terena kod 29 etaža 84,26 m. Spratne visine/korisne visine soba u stambenim spratovima 2,63/2,40 m, između 3,23/3,00 m. Konstrukcija
Grupa zgrada nalazi se u trusnoj oblasti. Horizontalne sile koje se javljaju pri zemljotresu su bitno veće nego sile od vetra. Stoga je noseća konsrukcija visokih zgrada određena u odnosu na seizmičke sile. Ukrućenje svake zgrade u podužnom pravcu noseći m spregovima sa dva spratna okvira koji se nalaze u ravni fasada, sa stepeništima koja su ukrućena dijagonainim štapovima, a po visini zgrade rešetkastim nosačima iznad 2. do 5. sprata. U porečnom pravcu K-spregovi u četiri poprečne strane stepenišnih prostora, spratni okviri ispred čeonih strana zgrade, a u visini podužnih reštkastih nosača krstasti spregovi visine sprata. Spoljašnji stubovi od kvadratnih šupljih profila 476x476x13 mm do 550x550x70 mm, saglasno opterećenju, unutrašnji stubovi od 1-profila300x300 mm do 550x350 mm, saglasno opterećenju. Veze stubova pomoću zavrtnjeva krute. Tavani~ni nosači obešen i u poprečnom pravcu izm~u stubova i sa njima kruto vezani zavrtnjevima .. Zavisno od raspona i opterećenja nosači od I-profila 300x30 mm do 708x302 mm. u tom nosećem skeletu su ugrađene stambene jedinice sastavljene od sistema betonskih montažnih elemenata. ft Fundiranje: Građevinsko zemljište dobijeno postavljanjem zagata i isušivanjem. Armiranobetonsko telo temelja na 40 m dubokim šipovima iz čeličnih cevi 0 300 do 900 mm.
stambeni $OUter
spratna montaža čeličnih nosača i dizanje zidova i tavaniea od montažnih betonskih delova
osnova no,ma'no. 'p,ata ~! presek zgrade deo
'l
~ .~
poprečnog
preseka
1 lrtambena jedinica
8
I
2 sprat za društvene aktivnosti
I
~
I
8
,
9
I
I
I
I I
I
3 spoljašnli stubovi kvadratni fundiranje jedne šuplji profil 476x476x13 mm zgrade na ši povi ma do 550x550X70 m m
4 unutrašnji stubovi I-profil 300x300 mm do 550x350 mm
I
2
n statički
I
,
I
!
t
sistem
1
o-,
5
tavanični nosač
I-profil 300x300 mm do 708x302 mm
6 armirano betonsko telo temelja
-
/."J/'\
7 armiranobetonski temeljni š/povi 300 do 900
8 šuplja
/"1/'\
~
23 cm betona
platno
V
F
ploča,
9 armiranobetonsko zidno
V V
10 reŠĐtkastl nosači u spratovima' sa društvenim
/~::, -;;;;>~;:';:'0:>:/~%'
prostorijama 11 fasadni panel, debljina 8 cm
12 ugaonlk L 125x75x10 mm 13 I-profil 100x295 mm, ubetonlran u tavanične ploče
vertH~alni prasak poprečne fasade, levo sa vezom spoljašnjeg stuba
podužnl izgled rešetkastog nosača u spratovima sa društvenim prostorijama
:::~~~~~~=tor Obuhv;~n5:-:~om korisna povrŠina
232540 m
Utro!ak materijala
~'1f'~~hvaćenog prostora 2
m
bruto površine
2
natkrivena površina
čelik beton 35500t 160009m3 39,97 kg 0,18 m 115,41 kgO,52m 3
Cena koštanja građenja (1978) jeni ukupna cena koštanja građenja 48000 mil. 3 m ograđenog prostora 54 049
čelik
m 2 bruto površine 2 m korisne površ.
Llt.r.tura . Japan Architect 8003, S. 23.
14
19461 mZ 888 162 m 3
obuhvaćen prostor
za armat. 8800 t 9,91 kg 29,61 kg jeni 154048 204 416
Planinarski dom Monchsjoch/Švajcarska
Projekt: R. Roth, G. Weber, Grindelwald+1 Zurich. - Statika: H. Ditzler, Interlaken. Vreme građenja: 1980. Korišćenje
Planinarski dom na visini 3.650 m na IVICI glečera Jungfrau na jednom strmom stenskom obronku. U prizemlju ulaz sa prostorom za materijal i hranu, zimska soba, soba za vodiča u planine. U 1.spratu dnevna soba, kuhinja, prostorije za personal. Na istom nivou slobodna kućica za WC do koje se dolazi spojnim mostom koji ujedno služi kao mesto za odlaganje materijala za snabdevanje kuće helikopterom. Na 2. spratu spavaonice sa 104 mesta. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 14,40x10,26 m. Visina iznad terena 13,0 m. Spratne visine u prizemlju i 1. spratu 2,50 m, u 2. spratu zbog kosog·krova 2,15 - 3,90 m.
osnova
R
9
= 1 :400
statički čelične
5
sistem donje konstrukcije
Konstrukcija
Ekstremni uslovi vremenskih prilika i transporta odredili su konstrukciju i montažu planinarskog doma. Usvojena je brzina vetra 200 km/h, a opterećenje snegom 10 k~ /m 2 • Transport građevinskih materijala bio je moguć jedino helikopterima. Da bi se savladala vrlo velika strmina obronka, vađenje stene učinilo što manjim i da bi se sprečilo prodiranje leda i vode u teren kuće, planinarski dom je postavljen na stepenastu donju konstrukciju prilagođenu terenu. Noseća konstrukcija gornje platforme sastavljena je iz 5 poluokvira na rastojanjima od 3,55 i 3,56 m. Rigle okvira od 1 PE 500 sa rasponom 4,83 m. Stubovi okvira iz HE-B 200. Međusobna veza okvira pomoću podužnih nosača HE-A 160 i ivičnih nosača L 180x90. Noseća konstrukcija donje platforme sastoji se od prostorne linijske konstrukcije sa nosačima HE-A 160 na rastojanjima od 3,55 i 3,56 m, stubovima (HE-B 160 i podupirači ma (HE-B 160). Veza prostorne konstrukcije pomoću podužnih nosača HE-A 160. Citava čelična konstrukcija je učvršćena zavrtnjevima. Nosači prostorne konstrukcije i stubovi okvira gornje platforme su među sobno kruto povezani zavrtnjevima. Preuzimanje sile od vetra u poprečnom pravcu pomoću dejstva okvira, u podužnom pravcu pomoću krstastog sprega. !'\Ja čeličnoj skeli su u podužnom pravcu montirani limovi čeličnih profila. Ostala konsrukcija zgrade izvedena je od drveta kombinovanjem načinom građenja rigla-stub. Nosači i stubovi čelične konstrukCije su neposredno posle doletanja helikoptera razmešteni. Vreme montaže sa nameštanjem profila bilo je 4 dana. ·Za transport sveukupnog građevinskog materijala bilo je potrebno 250 letova helikoptera. fb Fundiranje: Čelični stubovi stoje na betonskim podnožjima koja su za stenu učvršće na lepljenim ankerima.
izometrija donje čelične konstrukcije na kojoj stoji drvena konstrukcija
Površine, potreban materijsii, cena koštanja
Literatura
površine: natkrivena površina 160 ma
poprečni
potreban čelik: 15 t za donju konstrukciju
e
presek
nosećeg
sistema
detalj 1/1981 Tabele za konstruisanje
ukupna cena koštanja gradnje (1980): 725000 šv. fr. osnova
transport
građevinskih
nosećeg
sistema
elemenata helikopterom preseci u kolonama 8 i
kuhinja
7
podupirač
dnevni boravak
8
poprečni nosači
H E -8 160
5
H E-A 160
domar
9 podužni nosači HE-A 160 stubovi okvira HE-8 200 10 ivični nosač L 180x90 preč ka okvira
t
PE 500
stubovi HE-8 160
11 krstasti spregovi L i U175
I
-~- __ ~/-.--
80x40x6/~/-
t:l1
---8
15
e
Hotel Hyatt Regency u Dalasu/SAD
Projekt i statika: Welton Becket i sar., arhitekte, Santa l\Iunika, Kalifornija. - Vreme građenja: 1976/78.
KOrIsćenje
Hotel sa 1.000 soba sa kompleksom zgrada stepenasto po visini do 31 sprata. Dva jednoredna bočna krila zatvaraju halu koja se proteže od 1. do 14. sprata, a kojoj su čeo na i krovna površina zastakljene. Hodnici bočnih traktova su napravljeni kao otvorene galerije . prema hali. Dva dvospratna mosta sa hotelskim sobama povezuju međusobno bočna krila. Oni su integrisani u kose stakleme krovove. Na bočne traktove nadovezuje se dvoredna, zakošena građevina. U prizemlju i 1. gornjem spratu zgrade je foaje sa svečanim salama. U donjim spratovima prostor za snabdevanje, magacine i podzemnu garažu. U gornjim spratovima su hotelske sobe. Vertikalna veza između prizemlja i prvog gornjeg sprata pomoću pokretnih stepenica. Sve spratove iznad toga povezuje 9 liftova i jedne stepenice u jedno centralno jezgro.
stakleni krov i staklenu fasadu. Oni se sastoje od po' dva Virendel nosača koji prolaze preko dva sprata. Između Virendelovih nosača nalaze se na odstojanjima od 4,00 m podvlake na rasponima od 8,50 m, od I-profila visine 400 do 600 mm. U podužnom pravcu mostova su na rastojanjima od 2,80 m poređani tavanični nosači od 1-profila visine 250 mm. Sve veze su pomoću zavrtnjeva. U ravnima tavanica nalaze se horizontalni spregovi za vetar. Odvođenje vetra se preko krutih tavaničnih platana sprovodi na vertikalne spregove za vetar koji su poređani u podužnom pravcu zgrade u zidovima hodnika i na zidove od čeličnih ploča poređanih u poprečnom pravcu. • Tavanice: Iznad tavaničnih nosača 4 cm visoki trpezasti limovi sa 8 cm lakog betona, raspon 2,80 m. Korisno opterećenje je 2,0 2 kN/m . • Fasada: Konzolni nosač za preuzimanje spreda obešene fasade stakla-ogledala, zavaren za ivični nosač. izgled podužne strane sa tornjem za razgledanje 1 hotelska soba 2 hotelski hol
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije oko 124/62 m. Visina iznad terena 94 m. Spratne visine/korisne visine soba u prizemlju i 1. gornjem spratu 5,80/5,10 m, u gornjim spratovima 3,05/2,35
m. Konstrukcija Čelična skeletna konstrukcija karakteristič
na po tome što ima ukrućenje za vetar pomoću čeličnih zidnih platana. Iznad polja od 7,80x8,50 m stoje jednospratni stubovi od l-profila 350x350 m kojima su nastavci uč vršćeni zavrtnjevima. Stubovi su oslonjeni zglobno. U poprečnom pravcu zgrade su između jednog dela stubova poređana čelič na zidna platna veličina 3,Ox7,8 m. Ona prolaze kroz sve spratove. Platna imaju debljinu 13 do 29 mm. Nastavci se nalaze između tavaniea. Kruta veza čeličnih platana pomoću ploča učvršćenih zavrtnjevima, 40 cm visokih, debljine 9 do 22 mm. Ukrućenje platana na obe strane horizontalnim U-profilima i vertikalnim 1/2 l-profilima. Profili su zavareni. U podužnom i poprečnom pravcu, između stubova nalaze se na rasponima od 7,80 i 8,50 m podvlake od t-profila visina 350 do 550 mm. U poprečnom pravcu, između podužnih podvlaka, u svakom polju između stubova je jedna srednja podvlaka (fprofil visine 350 mm) sa rasponom od 7,80 m. U podužnom pravcu, između podvlaka, na rastojanjima od 2,60 m sa rasponima od 4,25 m su tavanični nosači od I-profila visine 250 mm. Sve veze između stubova, podvlaka i tavaničnih nosača su pomoću zavrtnjeva. Tavanični nosači su oslonjeni na čeličnim zidnim platnima iznad horizontalnih e - profila. Dvospratni mostovi koji prolaze iznad hale imaju raspon od 36 m. Višespratna hala ima 76
osnova 5. sprata
dispozicija nosača iznad 5. sprata
4 stubovi T-profil
5
350x350 mm
7 podvlaka I-profil, visina 550 mm
ivični nosač
8
l-profil, visina 450 mm 6 podvlaka I-profil, visina 350 mm
tavanični nosač
I -profil, visina
250 mm 9 Virendel
nosač
10 spreg za vetar
Površine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina 77 016 m 2 korisna pOvršina 67817 ml
16186 m 2 natkrivena površina obuhvaćen prostor • 254 843 m 3
Utrošak meterijala
čelik
beton
~k3u~:hvaćenog prostora 2
6800t 26.7 kg 88.3 kg
0.030 m 3 0.099 m 3
m
bruto površine
7645m 3
Instalacija
CllIla koštanja građIlIlja (1978) ill ukfpna cena koštanja građenja 40 mil. m obuhvaćenog prostora 156
Horizontalno vođenje vodova kroz cevaste elemente koji su zavareni za rebro nosača.
literatura Arch. Record 10/78. - Bauingenieur 3/80. vii Enginesr 2/79.
m~ bruto površine m korisne površ. Ci.
čelik
za arm at. 500 t 2,0 kg 6,5 kg
ill 519 590
i
statički
•
poprečni
1~~~~~~~11------------4 ~----------~ : o o :
:i~
•
!
o
r
I
-
.. II
:
ukrućenje čeličnog
- ---
zlđnog platna I oslanjanje ploče od trapezastog I ima
14
13 konzolni
::
oo
oo
f--------I i
I-------~~ ~:n:---;;-.-:C.-:C.--::-.::-::-.-;;'010 I
oo
~
Q
o.
(}
I: Izgled čeličnog zidnog platna između stubova
nosač
1i>------3
14 zavareni 1/21-profil za ukrućenje čeličnog zidnog platna
... OI o.
12
12 profilC200 za
~
----
"li
~
oo
15
11 ploča za nastavak, debljina 9 do 22 mm
l
1r.-7-C:---C--.~.-----!
13
-+.- ---
lb
o. o.
sistem, presek
15 trapezasti lim sa lakim betonom 3
16 fasadni --0--i--' ---
17 fa sad na
1-·-"+----~-~--r----..p__otJ-·
.....--c
--r--I--· ---
stubić preč ka
18 parapetsko staklo 19 prozorsko staklo 20 plafon 21 prearadni zid
-(Jcr-........ {:
12
I.
Tt
:.
h-~··--12 ~i-'--
...J_ _ _ _ 3 tavaničnog nosača sa čeličnim zidnim platnom
veza podužnJ presek zgrade
izgled
čeone
strane
montaža
čeličnog nosača
nastavak
čeličnog
vertikalni presek, čelično zidno platno
vertikalni presek fasade
zidnog platna
horizontalni presek fasade 21
11
Akvarljum "Morski raj" sa restoranom, Numazu/Japan
Projekt i statika: K. Seike, Tokio. - Vreme građenja:
1977.
Korišćenje
Jednoetažna čelična mostovska građevina je deo jednog većeg akvarijumskog pogona. On se rasprostire iznad više slobodnih bazena za gledanje i prikazivanje, i sadrži jednu predavaonicu i jedan restoran sa vidikom. Ispod mostovske zgrade prolazi iznad slobodnih bazena obešena staza. Izložbena hala i kancelarijske prostorije nalaze se u prizemnoj zgradi na sten skoj strani. Požarne stepenice, mokri čvorovi i tribina sa sedištima se nalaze na jednom veštačkom poluostrvu koje se izdiže iz vode. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 14,25x82,50 m, 15 polja sa širinama od po 5,50 m. Visina iznad površine vode 13,46 m. Spratna visina 5,615 m, korisna visina sobe 4,965 m. Konstrukcija
Na dve donje armiranobetonske konstrukcije postavljena je montažna čelična rešetkasta konstrukcija od čelika "Cor-Ten", pomoću plovećeg krana. Mostovski deo građevine sastoji se od 15 polja sa po 5,50 m širine, čist raspon iznosi 44,00 m. Jedan oslonac je izgrađen kao nepokretan, drugi kao pokretan. Prenošenje opterećenja u pravcu raspona vrši se sa dva rešetkasta nosača koji se nalaze ispred fasade. Donji i gornji pojas su raspoređeni po parovima sa I-profilom 300x600 mm, spolja vertikalni stubovi Lprofili 300x200 mm. Dijagonaini štapovi 1-profili 300x200 mm samo u spoljašnjoj ravni. Prijem opterećenja u poprečnom pravcu ostvaruje se sandučastim okvirima u svakom polju. Stubovi okvira su vezani za konstrukciju rešetke. Rigle okvira I-profili 600x300 mm sa povećanjem visine profila u srednjem području na 900 mm. Horizontalni i dijagonalni štap ovi u-profili 275x100 mm. Kruta krovna podna platna sa dijagonainim spregovima između parova gornjeg i donjeg pojasa mostovskog nosača. Tavanični nosači u ravni poda sastoje se od Fprofila 150x300 mm na rastojanju 2,375 m. Krovne i podne ploče iz lakog betona debljine 12,50 cm. e Fasada: Zastakljenje velikih površina iza čeličnih rešetkastih nosača. Obešena staza široka 2 m sastoji se od 8 polja dužina od po 5,5 m. Noseća konstrukcija staze u podužnom pravcu od 2 I-profila 75x150 mm, u popreč nom pravcu od jednog I-profila 75x150 mm na rastojanjima od po 5,5 m. Ispod toga se nalaze čelični trapezasti limovi prekriveni slojem betona. Vertikalni stubići između rnostovskog dela građevine i staza na rastojanju od 5,5 m se sastoje .qd alum1nijumskih šupljih profila 50x50 mm. Dijagonaina užad za otpuštanje imaju prečni~ 8 mm. 78
osnova
dispozicija
nosača
u ravni krova
u ravni poda
1 re$toran. 2 kuhinja, 3 sala za konferencije, 4 skladište, 5 trpezarija, 6 tehnika, 7 viseća staza
poprečni
presek
oslonac
deo
detalj
poprečnog
preseka okvirne konstrukcije
isečak
prednjeg Izgleda podužnog preseka statički
sistem, podužni presek
vertikalan presek fasade
nepokretni oslonac
pokretni oslonac poprečni
presek 18 dijagonaini štap U-profil 275x100 mm 19
tavanični nosačI-profil
20
ploča
300x175 mm
obešsna staza
13
8 gornji pojas I-profil 600x300 mm
13 vertikalni štapovi I-profil 300x300 mm
9 gornji pojas I-profil 600x200 mm
14 vertikalni štapovil-profil 300x200 mm
10 donji pojasI-profil 600x300 mm
15
11 donji pojas L-profil 600x200 m nl 12
preč ka
okvira I-profil 600x300 mm
oslonačka ploča
16 dijag.štap r-profil 300x200 mm 17 horizontalni štap U-profil 275x100 mm
od lakog betona 12,5 cm
21 uže za otpuštanje cf> 8 mm 22 podvlaka staze I-profil 150x75mm 23
tavanični nosač
J-profil
150x75 mm 24 aluminijumski 50x50 mm
stubić
25 pokretni oslonac
dizanje prethodno potpuno montiranog nosača pomoću plovećeg krana
12-t---t!----.
Površine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina 3340 m 2 korisna površina 2750 m 2 izgrađen prostor 13 800 m 3
Potreban materijal ukupno 3 m (izgrađenog) prostora 2 m bruto površine
čelik
330t 23,91 kg 95,93 kg jeni 2 1500 mil. m bruto površine 2 1,09 mil. m korisne povri;.
jem 4,36 mil. 5,46 mil.
literatura Shin-Kenchiku 10/1977. - The Japan Architect 3/1978.
19
Restoranska zgrada čeličnog koncerna u Disldorfu
Projekt: Građevinsko odeljenje Mannesmann, Disidorf. - Statika: BOscher iDische, Disidorf. - Vreme građenja: 1978/79. Korišćenje
, Restoran sa 360 mesta za radni kolektiv če ličnog koncerna u troetažnoj zgradi oblika šatora oa osmougaonoj osnovi. U donjem spratu kuhinja, skladišne i tehničke prostorije. U prizemlju se nalazi restoran za člano ve radnog kolektiva. U potkrovlju četiri trpezarije za goste. U nivou prizemlja most prema upravnoj zgradi. Vertikalni saobraćaj sa dva lifta i jednim stepen ištem. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 33,Ox24,0 m; strane osmougaonika 8,0/11,3/17,0 m, Visina iznad terena 11,5 m. Spratne visinelkorisne visine soba u donjem spratu 3,65/3,00 m, u prizemlju 4,50/3,39 m, u potkrovlju 2,75 do 3,60/2,50 do 3,0 m.
statički
sistem,
po~užnl
presek
Konstrukcija
Iznad osmougaonog donjeg sprata stoji dvoetažna čelična konstrukcija. Cevasti stubovi prizemlja obrazuju jedan spoljašnji i jedan srednji prsten. Stubovi spoljašnjeg prstena 0 292 mm, stubovi srednjeg prstena 0 368 mm, U sredini stoji centralni stub sa 0 508 mm. Između stubova srednjeg prstena podvlake HE-A 450, HE-8 500 i HE-A 340, između stubova spoljašnjeg prstena ivične podvlake HE-A 340 i HE-M 300, Od centralnog stuba prema srednjemprstenu stubova radijaino izvedeni nosači ploče HE-A 340 sa rasponima 6,65 i 5,75 m Između podvlaka iznad srednjeg prstena stubova i ivičnih podvlaka tavanični nosač HE-A 340 HE-A 300. Veze tavaničnih nosača sa stubovima zglobne, a sa podvlakama krute. U potkrovlju stoje iznad stubova srednjeg prstena šuplji stubovi 260x140 mm, Unutrašnji prsten od drvenih stubova 140x140 mm, Podvlake iznad srednjeg prstena HE-8 320, HE-A 280 i I PE 300, iznad unutrašnjeg prstena HE-A 160. Radijaino izvedeni krovni nosači od šupljih profila 260x140 mm sa rasponima 6,27 i 6,16 m. PO dva međusobno suprotna krovna nosača obrazuju luk sa tri zgloba. Rožnjače HE-A 160 mm na rastojanjima od 1,32, 1,16 i 0,96 m. Vetar se u prizemlju prenosi preko tavaničnih platana na armiranobetonsko jezgro, u potkrovlju putem dejstva okvira. lit Tavanice: Armiranobetonske tavanice debljine 14 cm, uklještene delom jednostrano, a delom obostrano. Podvlake ubetonirane u tavanice. Korisno opterećenje tavanice 5,0 kN/m 2 . Fasada: Izolaciono zastakljenje ispred stubova, svuda unaokolo prolaz za Čišćenje.
dispozicija krovnih
osnova prizemlja R
= 1 :500
1 prilaz
3 kasa
2 Izdavanje jela
4 trpezarlja
podužnJ presek zgrade
dispozicija čelična noseća
Povriline i prostor obuhvaten zgradom bruto površina 1 900 m 2 2 korisna površina 1 700 m Potreben materijal ukupno 3 m izgrađenog prostora 2 m bru to površine Cena koštanja (1979) ukupna cena koštanja 3 m izgrađenog prostora
ćelik
93 t 12,1 kg 49,0 kg
baton 3 795 m
O,103m~
0,418 m
DM 3,08 mil 400
2 775 m 3 7700m
natkrivena površina izgrađen prostor
m
2
bruto površine m 2 k('risne površine
Literatura Zentralblatt fur Industriebau 2/80, Acier 1/80.
ćalik
za armal. 93t 12,1 kg
49,0 kg
DM 1621 1812
nosača
nosača
Iznad prizemlja
konstrukcija prizemlja
aa
5
e
isečak
iz fasade 18 šuplj i stub 140x140 mm 19 betonska 14cm
cc nepokretni oslonac krovnog
nosača,
R = 1 :20
-17
bb detalj oslonca krovnog nosača, podvlaka, stub, R = 1 :20
20 armatura
5 krovni nosač 260x140mm
21 ivičnl profil C140
6 podvlaka HE-A 160
22 spojni cevasti element
7 pod vlaka H E-6 320
23 spojni profil 1/2 HE-6 t500
8 podvlaka !pe 300
24 prsten za
9
rožnjača
HE-A
160
~18
-17 19
10
ojačanje
25 donja tavanica 26 stub ić
cp 5
mm
10 cevastl stub mm
cp 508
11 cevasti stub mm
cp 368
28 pod od drvenih kocki
12 cevasti stub mm
cp 292
29 fiksno staklo.
13 tavanični nosač HE-6500 13
ploča,
27 konzola za prolaz
30 element za zaštitu od sunca
14 tavanični nosač HE-A 340
25
~·.f...-----12
15 podvlaka HE-6 500 16 podvlaka HE-A 340 isačak
iz krovne konstrukcije R = 1 :500
veza radijainih krovnih prstena
nosača
centralni stub sa radijainim
sa stubom srednjeg
IIII+~--+-·~+----
17 šupili stub 260x140 mm
veza tavaničnog nosača sa centralnim stubom (izgled l horizontalni presek)
nosačima
vertikalni presak fasade, R == 1 :50
81
29
Kraljičin medicinski centar l j Nothinghamu/Velika Britanija
Projekt i statika: Building Design Partnership, Preston. - Vreme građenja: 1. faza građenja 1971/76; 2. faza građenja 1980. Korišćenje
Medicinski centar sa univerzitetskom bolnicom za ukupno 1400 pacijenata, uređaji za nastavu za studente medicine svih stručnih usmerenja kao i škole za sestre bolničarke. Iz zahteva za prirodnim svetlom svih bolesničkih soba proizišao je oblik zgrade: oko centralne građevine sa kliničkim prostorom za ambulantnu službu, razne operacione sale, stanica za hitnu pomoć, kuhinja i apoteka grupišu se četiri približno kvadratne zgrade sa unutrašnjim dvorištima. One imaju do šest etaža, koje se sastoje od normalnih spratova i spratova sa instalacijama. Tri od ovih spoljašnjih zgrada sadrže različite bolesničke stanice. U četvrtom bloku na zapadnoj strani terena nalazi se školsko odelenje sa bibliotekom i slušaonicama. Ono je mostom spojeno sa sused nom univerzitetskom zgradom. U svakom spratu povezuje jedan prstenasti sistem hodnika sve smerove. Vertikalne veze svakog bloka sa više jezgara sa stepeništima i liftovima.
jezgra, koja su izvedena kliznom oplatom, ukrućuju zgradu. • Fasada: Fasada se sastoji od obloge opekom koja se postavlja svuda unaokolo na ivične nosače. Zastakljenje u crno anodiziranim aluminijumskim okvirima. • Zaštita od požara: Čelični delovi su u unutrašnjosti zgrade zaštićeni vermikulit-pločama. U oblasti fasade obloga od lakog betona.
osnova normalnog sprata, R = 1:1500
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 289,00x289,00 m. Visina iznad terena je 37,60 m. Spratne visine u prizemlju, uključujući i sprat sa instalacijama 5,10 m, u gornjim spratovima, uključujući i sprat sa instalaCijama 5,10 m, u spratovima sa instalacijama 2,40 m, u spratu sa instalacijama na krovu 1,63 m. Korisne visine soba u prizemlju bez sprata sa instalaCijama 2,70 m, u gornjim spratovima bez sprata sa instalacijama 2,70 m, u instalacionim spratovima 1,70 m, u instalacionom spratu na krovu 1,20 m. Konstrukcija Noseći sistem je odreden stepenastom razmenom korišćenih spratova i spratova sa instalacijama. Unutar spratova sa instalacijama su postavljeni paralelni rešetkasti nosači visine sprata, kao oslonci za ploče. Raspon irastojanja rešetkastih nosača 9,60 m, visina 2,40 m, raster stubova 9,60x9,60 m, profil stubova HE-8 360. Prefabrikovane dvostruke ploče od armiranog betona (raspon 9,60 m, visina 40 cm) leže na gornjim pojasevima rešetkastih nosača i obrazuju tavanicu gornjeg bolesničkog sprata. Tavanica sprata sa instalacijama obrazuje se prefabrikovanom armiranobetonskom pločom (raspon 4,80 m, visina 18 cm). Ova tavanica je položena na donji pojas rešetkastog nosača i na tavanične nosače (raspon 9,60 m), koji su obešeni na dvostrukim pločama gornje. tavanice. Vešaljke su ugaonici 2 L 70. U okolini tačaka vešanja su dvostruke ploče ukrućene u poprečnom pravcu. Sile od vetra prevode se od krutih. tavanič nih platana na jezgra. Armiranobetonska
82
Površine i prostor obuhvaćen zgradom 2 bruto površina 300 000 m 2 korisna površina 170000 m Utrošak materijala ukupno 3 m obuhvaćenog prostora 2 m bruto površine
natkrivena površina obuhvaćen prostor
čelik
beton 3 10000 t 98617 m 3 12,5 kg 0,12m 33,3 kg 0,33 m
m 2 bruto površine 2 m korisne površ.
literatura Constrado 611973,
čelik
2
40674 m 3 800 000 m
za armaturu 10,125 t 12,6 kg 33,8 kg
173 306
isečak
iz dispozicije
nosača
6
2
detalj preseka
noseće
konstrukcije
deo preseka zgrade r---~~~~~-~~~-~-~~~~--~·---~ff~~_qr-~
vertikalni presek fasade (normalni i servisni spra1:))
1-o----~-< O--I-----~-dJ_._-_d:>_____- ---Do-----ct:>--kt:~__d ...-~--
1 stub HE-B 360 statički
sistem
2 rešetkasti 3
nosač,
poprečna prečka
visina 2,40 m za stabilizovanje
4 armiranobetonska rebrasta ta'\Vanica 5
poprečni nosač
6 prohodna donja tavanica 7
ivični nosač sa betonskim omotačem i oslonac za fasadu od opeke
8 unutrašnja ljuska od lakog betona perspektiva
horizontalni presek fasade- sa uglom zgrade
isečak
Iz
noseće čelične
konstrukcije
završena montirana
čelična
konstrukcija
l.zometrija skeleta
83
Bolnica u Fredericktonu/Kanada
Projekt: Zeidler i partneri, Toronto. - Statika: Sheffielt i sar., Toronto. - Vreme građe nja: 1972/75 Korišćenje
Regionalna bolnica za 485 pacijenata u če tveroetažnoj zgradi iznad pravougaone osnove. U prizemlju sa glavnim ulazom i prilazu za automobile za hitne slučajeve nalaze se radne sobe, laboratoriji, prostorije za ambulante i upravu, ekspres restoran i nekoliko malih prodavnica. U gornjim spratovima nalaze se medicinska odelenja sa prostorijama za bolesnike, operacije i terapiju. U 1. spratu nalazi se kao dodatak centralni prostor za snabdevanje sa automobilskim prilazom za pošiljke. Tehnički uređaji su smešteni na krovu. Vozne površine prizemlja su podeljene na otvoreni i zatvoreni deo. Otvoren deo hodnika nalazi se u hali koja se rasprostire preko dva sprata. Sedam unutrašnjih dvorišta služe za osvetljivanje unutrašnjih prostorija. Vertikalna veze pomoću liftova i stepenica.
izgled ulazne strane osnova, pristupna etaža 1 bolesnička soba 2 operaciona sala 3 sala za predavanja 4 laboratorija
Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 127,70x76,50 m. Jedinica u osnovi 15,60x15,60 m, osnovni modul 0,65 m. Visina iznad terena 21,90 m. Spratne visine 5,50 m, čiste visine soba u korisnim spratovima 2,60 m.
-
I
Konstrukcija Naizmenično
stepenovanje korisnih spratova i spratova sa instalacijama određuje noseću konstrukciju zgrade. Rešetkasti nosači visine sprata u spratovima sa instalacijama nose korisne spratove koji su iznad njih. Osnove spratnih ravni su izgrađene na rasteru sa osnovnim modulom 0,65 m. Između polja veličine 15,60x15,60 m prelaze u podužnom pravcu zgrade trake šrine 0,65 m, a u poprečnom pravcu trake širine 3,25 m. Svuda na uglovima polja stoje stubovi HE-8 450 koji prolaze kroz četiri sprata. Stubovi su uklješteni u armiranobetonskim temeljima. U podužnom pravcu leže kao podvlake između stubova rešetkasti nosači od ugaonih profila. Oni imaju raspone od 15,60 m i oni su iznad konzola učvršćeni na stubove zavrtnjevima. U poprečnom pravcu su svuda između stubova i između podvlaka kao tavanični nosači obešeni rešetkasti nosači sa pojasevima od šupljih profila. Tavanični nosači se nalaze na rastojanjima od 2,60 m, sa rasponima 15,60 m. Oni su za stubove pričvršćeni iznad konzole zavrtnjevima, a za podvlake su pored toga još i zavareni. U podužnom pravcu zgrade su postavljeni rešetkasti nosači od ugaonika koji prolaze osama simetrije polja veličine 15,60x15,60 m, kao veza sa tavaničnim nosačima. Svi rešetkasti nosači imaju visinu 2,438 m i dosežu iznad visine sprata sa instalacijama. Ukrućenje za vetar izvodi se uklještenjem stubova i okvirnim dejstvom između rešetkastih nosača i stubova.
84
-
f
ri
~I
IIII
[:i;
ml
,II!
Illi
!Ji
:
~}:
:lli
II;!
ml
I; UJ
If
1
li
Iii II
i ::
lr
.Www N/"-V"V
II
!
I
r
:111
I
II
II
I
iIII
;I
presek zgrade
!/ "'~/ '\[/1 li I
IlP II
II
Ir
I"-1/"-17"I N/"-I/"-I/
WWW IW"-I/"-1/
WWw
~ll
;ili
:-::"':1
rr-
-il
r
IWW"J/ 1,,1/ ,,1/ "
N/"-V"-V 1'1/"V"
J/,,-I7"I
NAIAL ..v"-I/N/
,I/"-IAI/ N7""':[7"'J/ ,IAI/"-I/ "-IAIAI, W"-I/W
statički
Sistem, presek
El!> Tavanice: Iznad tavaničnih nosača u podužnom pravcu zgrade trapezasti lim sa betonskim slojem odozgo. El!> Fasada: Fasadni elementi velikih površina od naboranog čeličnog lima sa prozorskim trakama. El!> Zaštita od požara: Profili rešetkastih nosača zaštićeni su prskanjem perlit-pene.
detalj izgleda zgrade sa natkrivenim ulazom
.I-J.IIIIWIIIIIHIIII~
5 stub HE-B 450 6 reše1:kastl nosač sa pojasevima od ugaonika, visina 2438 mm nosač sa pojasevima od šupljih profila, visina 2438 mm
7 reše1:kasti
~711tlll uliiii ti5 11811111 t .IIIII~IIIII[IIIIII[ 111
dispozicija
8 pravougaona cev 152x203mm
9 pravougaona cev 102x203 mm 10 ugaonlk 89x152 mm 11 ugaonlk 77x127 mm 12 uga.onik 76x76 mm 13 pljosnati
čelik
za protiv Izvijanja ugaonika ukrućenje
nosača, Isečak
priključenje rešetkastog nosača na stubove
izgled
Ivlčnog nosača
u
poprečnom
pravcu zgrade
izgled ivlčnog nosača u podužnom pravcu zgrade
dizanje dva reše1:kasta
čelična noseća konstrukcija sa delimično postavljenim trapezastim
nosača
limovima
rešetkasti nosač sa prskanim protivpožarnim slojem Površine i prostor
obuhvaćen građevinom
bruto površina korisna površina
37392 ml 29746 ml
Potreba materijala
čelik
ukupno 3 m izgrađenog prostora 2 m bruto površine
2700t 13,7 kg
Cena koštanja (1975)
72,2 kg Kan, II 22,6 mil
ukupna oena koštanja 3 m izgrađenog prostora 114,67
natkrivena površina izgrađen prostor beton
8162m 3 0,041 mj 3 0,218 m
ml
čelik
bruto površine
m 2 korisne povrŠine
montaža po sektorima polja stubovima
obuhvaćenih
pogled kroz instalacijski sprat
2
9769 m 197086 mj
za armaturu 500 t 2,5 kg 13.4 kg Kan. II 604.41 759,77
literatura + Wohnen 5175.
Bauen
85
Opštinski dečji vrtić u Ki'inagashima/Japan
Projekt: Odelenje proizvodnog inženjerstva Univerziteta Nikon i Arhitektonski institu Chiyoda, Chiba Ken. Statika: Arhitektonsko-konstruktivna laboratorija Murakami, Chiyodaku, Tokio. - Vreme građenja: 1975. Korišćenje
Opštinski dečji vrtić za oko 240 dece podignut je na slobodnom terenu u blizini grada Ki'inagashima. Kompleks se sastoji od tri krila zgrade. U dvoetažnoj srednjoj zgradi nalaze se ulazna hala, zajednička prostorija sa kuhinjom i trpezarijom, kao i tehnički deo. Dva natkrivena hodnika vode do potoka koji preseca građevinski kompleks te spajaju srednju sa bočnim zgradama. Bočna krila se sastoje od po četiri grupe prostorija koje su poređane duž natkrivene galerije.· Jedan srednji sanitarni blok, mala unutrašnja dvorišta i prostorije za vaspitače odvajaju zajedničke prostorije jednu od druge. Od galerija trakta zajedničkih prostorija postoji vidik na unutrašnje dvorište koje je otvoreno na jednu stranu, sa slobodnom površinom, uređajima za igru i vežbanje i jednim bazenom za kupanje.
1 ulaz
4 soba za igru 5 bazen za kupanje 6 stub l-profil 125x125 mm
7 stub l-profil 100x100 mm
8 stub l-prof~1
Raster 2,50x2,50 m, zajedničke prostorije po 7,50x7,50 m, kolone zajedničkih prostorija 10,00x42,50 m. Visina iznad terena 2,50 5,14 m. Korisna visina soba 2,26 - 4,10 m.
150x150 mm
9 podužni
nosač
I-profil 125x250 mm 10 podužni nosač I-profil 125x125 mm
Konstrukcija
86
prostorija
3 kuhinja
Dimenzije
Stubovi dve dečje sobe dečjeg vrtića imaju dimenzije osovine od 2,50 i 7,50 m. Iza hodnika širokog 2,50 m dolaze naizmenično polja 7,50x7,50 m za zajedničke prostorije i 2,50x2,50 m za sporedne prostorije. Ugaoni profili zajedničkih prostorija Eprofili 125x125 mm. Između ovih stubova na rastojanju od 2,50 m na zadnjoj podužnoj osi F -profili 100x100 mm, a na srednjoj podužnoj osi !:profili 150x150 mm. Na prednjoj podužnoj osi na rastojanjima 2,50 i 7,50 m stubovi od I-:profila 125x125 mm. Podužni nosači u ravni krova od I-profila 125x250 mm, na polovini visine 125x125 mm. U poprečnom pravcu 'la stubovima na rasponu od 7,50 m leže kosi vezači od ];profila 125x250 mm, a preko raspona od 2,50 m U-profili visine 75 mm.
zajednička
2
11
poprečni nosač
I-profil 125x250 mm 12 okrugli osnova prizemlja
Veze između nosećih elemenata izvedene su zavrtnjevima. Prihvatanje vetra horizontalnim krstastim spregovima u ravni krova i vertikalnim krstastim spregovima između pojedinih stubova. Krstasti spregovi od okruglih čelika (0 19 mm), sa čaurom za utezanje. Na krovnim vezačima leže čelične rožnjače (U-profil, visina 75 mm) na rastojanju 0,50
čelik
cp
19 mm
m, preko njih ploče od lakog betona i asfaltne krovne staze. Obešene tavanice od drvenih šper-ploča. • Fasada: Spoljašnji zidovi sistema drvenih stubova sa toplotnom izolacijom debljine 2,5 cm i vertikalno opšivanje drvetom na obe strane. Prozori sa aluminijumskim okvirima i drvena klizna vrata umetnuti u polja između stubova.
~
d,.poz'c'ja no.. Oa u ,":n' k,ova (iseOakj
y~ 1"'1-.
l
9)"
/
•
'---7i::::---7i~
/,.1.
._
"/",,
/
~
/
,,/
"
6~D#Drntr.~:o#rJruJrnttt>
13
statički
612
sistem,
poprečni
11
podužni presek (isečak)
presek
13 krovni nosač e-profil, visina 75 mm
16 aluminijumski prozor
14 krovna ploča od lakog betona
18 armirano staklo
17 drvena klizna vrata
15 kišni oluk
Potreban materijal ukupno
m 2 bruto površine
čelik
beton
97 t
479m
67 kg
0,33 m
Cena koštanja građenja (19751 jeni ukupna cena koštanja 181687000
literatura
m
2
3
ćel
ik za armaturu 28 t 19 kg Jeni
bruto površine
Japan Architect 1/1977,
Horizontalni presek fasade
3
125577
Izometrija
noseće
(isečak)
Natkriveni prolaz
konstrukcije
Vertikalni presek fasade i krova
Kalkanska strana razvedenog trakta, gruba gradnja
gruba gradnld presek
87
Međuopštinska škola "U Berglenu" kod Oppesbohma
Projekt: Behnisch i partner, Štutgart. - StaNka: Seybod i partner, Schwabisch-GmOnd. - Vreme građenja: 1968/69.
Korišćenje
Dvo-i troetažne školske zgrade kao zajedprojekt devet manjih opština. Ulazni deo u suterenu na višoj strani terena. Ukupno 14 normalnih razreda pored neophodnih stručnih i posebnih prostorija. Iz peto ugaonika kao oblika osnova mogu se deljenjem ili spajanjem dobiti prostorije raznih veličina za različite pedagoške svrhe. U jezgru hale zgrade zvezdastog oblika je smeštena školska biblioteka kao informacioni centar, u perifernim delovima hale su učionice. Zona između jezgra i perifernog prstena može se prema potrebi uključiti bilo u područje jezgra, bilo u ivično područje. nički
Dimenzije Prečnik zvezdaste osnove 40,24 m. Visina iznad terena sa strane doline 12,0 m, sa strane brda 8,30 m. Spratne visine/korisne visine soba usuterenu 3,69/2,80 m, u prizemlju 4,11/3;,22 m, u gornjem spratu 4,185/3,27 m.
Konstrukcija
Saglasno obliku osnove u prizemlju zgrade su smeštena tri koncentrična prstena stubova. Podvlake I PE 500 se nalaze naizmenično između spoljašnjeg, srednjeg i unutrašnjeg, odnosno, između spoljašnjeg i srednjeg prstena stubova. Stubovi HE-B 300. Podvlake i stubovi su međusobno kruto vezani visokovrednim zavrtnjevima. Između podvlaka su tangencijalno, na rastjanjima od 2,75 m, smešteni tavanični nosači, IPE 360 -!.PE 500, zavisno od optereće nja i raspona. Ivični nosači, koji idu unaokolo, :[PE 450, kruto vezani sa stubovima spoljašnjeg prstena stubova. Svi stubovi su u temelju uklješteni i prolaze neprekidno kroz sve spratove. U 1. spratu otpada srednji prsten stubova. Između spoljašnjeg i unutrašnjeg prstena stubova ugrađene su podviake I PE 500. Stubovi spoljašnjeg prstena HE-A 300, a unutrašnjeg HE-B 200. Tangencijalno postavljeni krovni nosači na rastojanju od 2,25 m, a prema veličini rasponalPE 120 do 270. Prihvatanje sila od vetra u oba pravca okvirnim dejstvom . • Tavanice: Tavanica prizemlja od armiranobetonskih montažnih ploča sa betonom odozgo, ukupna debljina tavanica, već prema opterećenju od 12 do 18 cm. Korisno 2 opterećenje 5 kN/m . Veze sa ivičnim nosačima izvedena pomoću moždanika za kruto sprezanje u odnosu na smicanje. Krovni pokrivač 24 mm drvena oplata na drvenim gredama 8x12 cm na rastojanju 0,70 m. Petostruka bitumenska lepenka i sloj šljunka.
88
isečak
gornji sprat, R = 1 :750
dispozicija nosača iznad gornjeg sprata, isačak 1 višenamenska 9 tavanični nosač prostorija IPE 200 2 hala za pauzu 10 tavanični .nosačI PE 270 3 razredi 4
učila
5 prostorija za kurseve 6 stub HE-A 300
ivičn; nosač HE-A 500 ' 12 konzolni nosač IPE 500
11
7 stub HE-8 200
13 ivični profil1260
8 podvlaka.l PE 300
14 drvena greda 8/12cm
• Fasada: Fasade od lakog metala sa stubićima i prečkama od čeličnih profila uč vršćena za prednju ivicu krovne ploče. Rastojanje stubića 1,00 m. Parapeti od profilisa-
nih limova, prozori sa izolacionim zastakIjenjem, u gornjem delu sa mutnim staklom. e Protivpožarna zaštita nosećih čeličnih elemenata pomoću obešene tavanice sa oblogom od gipS-kartona, F 30. Dvostruki drveni pregradni zidovi opšiveni pločama od gips-kartona, F 90.
fasade
f'A-t1?-.-& 10 -T-
-6
0 B
6
z
8
l? 6
x
"I--, 6fD
r==::I==
II
I
I
6
noseća čelična
konstrukcija
15 podvlakaIPE 500
16
ivlčnj nosačI-PE
450
17
ploča
tavanice armirani beton
18 fasadni stub ići L-profil 80x80 mm
19 spolJni fasadni lim, debljina 3 mm 20 unutarnji fasadni lim, deblj ina ',25 mm 21
D
Veze nosača
ploča od gips-kartona
22 sanduk za žaluzine
montaža
tavaničnog nosača
montaža
čeličnog
skeleta
22
vertikalni presek fasade postavljanje montažnih
., Fundiranje: Fundiranje prefabrikovanim armiranobetonskim šipovima 30x30 m. Nosivost po šipu 400 kN. PO 4 glave šipova su u temelju stuba spojene zajedno u jedno telO" temelja. Veza čeličnih stubova u temelju je kruta.
ploča
unutrašnji izgled
Instalacija
Unutrašnje prostorije se provetravaju uređajem za dovođenje i odvođenje vazduha. U učionicama radijatori ispred prozorskih pa-
rapeta. :::~i~~~:~~:or obUhV;Ć;;'9~'1ovinom
natkrivena površina ohuhvaćen
Utrošak materijala
čelik
~~u~~~hvaćenog prostora
193 t 12,76 kg 65,29 kg
m 1 bru to povr šine Cena koštanja građenja (1969) ukupna cena koštanja građenja
prostor
čelik
za armaturu 59,8 t 3,95 kg 20,23 kg
DM 3,02 mil. m~ bruto površine m obuhvać. pros!.
1
1400 m 15124 mJ
armaturu
DM 1018,27 198,36
Literatura d b 611970.
89
UČiteljska
škola u Biel=u/Švajcarska
Projekt: A G. Tschumi, Biel. - Statika: Schaffner + Dr Mathys, Biel. - Vreme građe nja: 1973/75.
Korišćenje
Dve škole na zajedničkom temelju od armiranog betona, gde se krov koristi kao prostor za pauze i boravak. U suterenu postoje gimnastičke hale, bazeni za školu plivanja, aula i menza sa sporednim prostorijama, prostorije za domaćinstvo,muziku, rad j crtanje, stan domara, prostorije za ekonomiju. Nad sutereneom stoje tri građevine sa kvadratnim osnovama zastakljenim ulaznim spratom i sa dva, odnosno, tri sprata. Od juga vode široke stepenice za suteren. Odavde se može neposredno stići u sve tri ulazne hale gornjih građevina. U glavnu ulaznu halu sa aulom i menzorn može se stići takođe i prizemno.
presek
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije tri zgrade su 31 ,44x31 ,44 m. Spratne visine 3,75 m, korisne visine soba 3,00 m. Konstrukcija Čelična noseća konstrukcija tri građevine
koje stoje na armiranobetonskom temelju ima osnovni modul 7,86 m; u oba pravca temelji su odmereni prema rasteru stubova, dimenzijama prostora i rasporedu prozora. Stubovi se sastoje od šupljih kvadratnih profila 304,8x304,8 mm sa promenijivim debljinama zida i kvaliteta čelika, zavisno od opterećenja. Oni sa podvlakama (saćasti nosači visine 54 cm) obrazuju preko četiri polja kontinualne spratne okvire. Spojevi stubova 88 nosačima su zavareni. Između podvlaka na rastojanju 2,62 m obešeni su 50 cm visoki tavanični nosači (takođe saćasti), sa njima vezani zavrtnjevima. Na njima su pocinkovani trapezasti limovi pokriveni sa 12 cm betona izlivenog na licu mesta. Korisno 2 opterećenje tavanice 3 kN/m • Preuzimanje sila od vetra u jednom pravcu okvirnim dejstvom, u drugom krutim tavaničnim platnima u jezgro, kao i vertikalnim krstastim spregovima . .. Fasada: Vertikalni fasadni stubići sa integrisanim vođicama za lamelaste žaluzine i horizontalne trake od čeličnog lima Cor-Ten. Aluminijumski prozori sa bronzano obojenim izolirajućim zastakljenjem, parapetne ploče od bronzanog.obojenog stakla. .. Instalacija: Vođenje instalacija u šupljem prostoru tavanice u otvorima saćastih nosa-
gornj i sprat
::;;;!i:~::~;tor Obuhv;~lnC:;:fvinom 16200 mZ
Utrol!!k mat0rijala u')upno m obuhvaćenog prostora mZ bruto površine
ćelik
400 t 3,68 kg 12,9 kg
natkrivena površina obuhvaćen prostor
8 950 mZ 108500 rii'3
beton 11600m 3 0,106 m 3 0,374 m 3
za armaturu 1150 t 10,59 kg 37,09 kg
će/ik
n, 2 bruto površ. korisne površ.
ml
90
Sv.
fr.
954,20 1820,06
sistem, podužni presek
1 glavni ulaz 2 aula 3 menza 4
gim'nastlčka
sala
5 radionica 6 stan 7 hol za pauzu 8 uprava 9 biblioteka pristupna etaža
aa podužnJ presek
ča.
korisna povr~ina
statički
Literatura Werk No. 7/8 1976, S. 496/505. - Bauen in Stahl 2311976, S.135. Schweizerische Bauzeitung 4111978, S. 776. - Detail 311978, Konstruktionstafel.
10 zajednička prostorija
12
---
--+-
[-LI
'-~11-
--- ---
~ 13
i
I
r lr~
l dispozicija
nosača
T
I I l'
)~
I
I
I
I
I
l
I
I
'.T
I I
I
l'
. 111
I
I
I
I
I
'--
I
I
-
1--13
-
'--
deo preseka noseće konstrukcije
L..........
veze podvlake itavaničnog nosača na unutrašnjem stub,LI i veza vertl kalnog sprega
podvlaka
tavanični nosač
( veza tavaničnog nosača sa betonskim jezgrom
stopa stuba - usidrenje
vertikalni presek fasade
isečak Iz čeličnog skeleta posle postavljanja trapezastog lima
11 podvlaka 12
tavanični nosač
13 stub, kvadratna cev 304,8x304,8 mm 14 navareni pljosnati štapovi 15 lim za
ukrućenje
16 montažni lim 17 spojni lim 18
čvorna ploča
19 krstasta veza, L-profil 20 ivični nosačI-500 21 lim Cor-Ten 22
;zolirajuĆ9
23 parapetna
zasta k ljenje ploča,
od bronzanog stakla stubić sa vođicom za lamele
24 fasadni
za zaštitu od sunca
25 Trapezasti lim sa betonom odozgo
konstrukcijski čvor unutrašnji stub/veze nosača
91
Škola za opšte obrazovanje u Hertenu
Projekt: I. Bassenge, K. Puhan-Schultz, H. Schreck, Berlin. - Statika: Inženjerska grupa IGB, Berlin. - Vreme građenja. 1975/76.
Korišćenje
ukupni Izgled
Škola za opšte obrazovanje 1.700 učenika u jednoj dvo- do troetažnoj zgradi delimično sa suterenom. Delovi škole, koji stoje na raspoloženju i javnosti, kao biblioteka, amfiteatar,učionice, menza i sportska hala, neposredno su pridruženi komunikacionom centru zgrade. oni obrazuju centar prstenastog troetažnog stručnog i rekreativnog prostora. Dok su nastavne aktivnosti i igre zatvoreni u pojedinačnim i grupnim prostorijama, dotle amfiteatar, biblioteka i sport~ka hala probijaju spratne ravni. Prostorni sklop zgrada koristi konfiguraciju zemljišta gde se terasasti oblik slobodnog zemljišta nastavlja u zgradi. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 142,65x120,75 m. Visina iznad terena 12,23 m. Spratne visine/korisne visine soba u učionicama 3,91/3,00 m; u forumu maksimalno 5,61/4,50 m; u biblioteci 6,19/5,21 m; u menzi 3,47 + 4,35/ /2,50+3,10 m; u slušaonicama 3,91/2,50 do 3,00 m. Konstrukcja Ćelična skeletna konstrukcija iznad rastera
stubova od 7,20x7,20 m. Stubovi HE-B 240 sa betonskom oblogom. Raspon podvlake iznosi po pravilu 7,20 m. Izuzetno su velike prostorije sa rasponima od 18,60 m u amfiteatru i 20,40 u biblioteci. Podvlake HE-B 340, HE-M 300 i PE 600. tavanični nosači I PE 240 imaju rastojanje od 2,4 m i raspon po pravilu od 7,20 m, odnosno u oblasti laboratorija za jezik od 14,40 m. Ukrućenje za vetar krutim tavaničnim platnima i sa četiri armiranobetonska jezgra u četvoroetažnom delu zgrade, u krilnim građevinama u jednom pravcu sa po jednim stepenišnim prostorom, u drugom okvirnim dejstvom, i na kraju, u jednospratnim delovima zgrade u oba pravca okvirnim dejstvom.
pogled na hodnik sa svetiarnikom
e Tavanice: U školskom delu zgradu spregnute ploče od prefabrikovanih ar~mi ranobetonsih elemenata debljine 12 cm. Fasada: Obešene montažne betonske ploče sa izlomljenim površinama od prirodnog kamena. Aluminijumski prozorski elementi lakirani paljenjem imaju izolirajuće zastakljenje. U lamelama aluminijumski premaz. e Protivpožarna zaštita: Otpornost čeličnih stubova prema vatri p'omoću prefabrikovane betonske obloge koja prati oblik profila. Otpornost podvlaka i tavaničnih nosača prema vatri pomoću prskane azbestne obloge. Krovna konstrukcija iznad biblioteke i radionica je premazana zaštitnim slojem protiv vatre. CIt Fundiranje: Zgrada je podeljena dilatacionim razdelnicama u odseke od najviše 30 m. Izuzetak je jedna velika podna ploča cca 50 x 50 m četvoroetažnog srednjeg dela zgrade. Ova je radi sigurnosti od brdskih šteta u oba pravca prethodno napregnuta. Zbog veličine očekivanih deformacija tla (oblast podložna sleganju) moraju se veliči-
ne razdelnica uzimati do 14 cm. Oslonac če lične konstrukcije je pomoću tE~flonskih kliznih slojeva učinjen pomerljivim. Instalacija
Grejanje gasno. Klimatizacioni uređaji za amfiteatar, slušaonice, biblioteku, laboratorij za jezik i školske zone koje se nalaze iznutra. Uređaji za Ubacivanje vazduha za menzu~ sporedne prostorije j unutrašnje prostorije za slobodno vreme. ::;;!i~~~~~:or ObuhV::,;,~:rinom korisna površina
14802 mZ
Utrošak materijala ukupno m 3 obuhvaćenog prostora 2 m bruto površine
čelik
natrkivena površina obuhvaćen prostor beton
3
~;,~~ ~,~~m~
58,0 kg
0,45 m
CeM koštanja građenja
. DM . 2 . ukupna cena poštanja građenja 29,9 mil. m bruto površme 2 m3 obuhvaćenog prostora 362 m korisne površ.
literatura Bauwelt 2/1977, S, 59.
Detail 3/1977, S. 313.
8600 m 2 3 82610 m čelik
za arm at. 662 t 7,9 kg 34,3 kg DM 1576 2020
'I gimnastička I sportska
hala
7 centralna grupa prostorija
2 menza
8 slu~onica
3 garderoba
9 prirodne nauke
4 muzika
10 dvorište
5 domar
11 uprava
12 upravnik škole 13
čajna
kuhinja
14 domaćinstvo 15 školska kuhinja, trpezarija
16 škola umetnosti 17 radionice 18
učionice
19 'Otvorena bIblioteka 20
učila
21
učitelj
22 stub HE-8 200
23 podvlaka H E -8 340 24 tavanični nosač IPE 240 25
Ivlčni nosač
200
isečak,
'osnova -
HE-8
4
26 prozorsk I element
27 armirano betonska osnova prizemlja, R = 'I: 1500
ploča
2. sprat
debljine 12 cm
J, statički
I~
>7 to--<
./;
/ )
sistem
presek zgrade
vertikalni presek fasade
roštIljninosač, isečak
isečak čelične
konstrukcije, montaža parapetnih ploča
2 2
2
IzometrlJa čeličnog skeleta
Proširenje osnovne škole u HallaulŠvajcarska
Projekt: Rupli Partner AG, Hallau. - Statika: B. BOrgin, Schaffhausen. - Vreme građenja: 1977/78.
Korišćenje
Proširenje postojeće školske zgrade. U prizemlju prostorije za fiziku i hemiju, stolarska radionica i školska kuhinja.U gornjem spratu tri učionice i prostorija za tehničko obrazovanje. U suterenu skloništa.
izgled proširenja zgrade
qJ~JqJiUCLr LP
:ll [J [J [J :rJ 1 fJ' /1
Dimenzije
[Ja][Ja][]
Spoljašnje dimenzije osnove 18,75x29,82 m. Visina iznad terena 6,74 m. Spratne visine 3,25 m, korisne visine soba 2,70 m. Spoljašnje dimenzije suterena 18,75x44,20 m. Spratna visina 3,20 m, korisna visina sooa 2,50 m.
l
_J
poprečni presek zgrade
[]U![]IB[][] UULBUi[]l[]
1
[Ll Ol[][]DU[]
Konstrukcija
U poprečnom pravcu zgrade postavljeni su na odstojanju 3,69 m dvospratni spratni okviri, preko tri polja od 8,10, 3,32 i 8,10 m.
Spoljašnji dvospratni stubovi okvira sastoje se od profila I.PE 330. Oni stoje na betonskim konzolama koje su vezane sa armiranobetonskim temeljem. Unutrašnji stubovi su u· prizemlju i na spratu građeni kao jednospratni pendeli od cevastih profila prečni ka 127 mm i lima debljine 10 mm u prizemlju, a 4 mm na spratu. Prečke okvira koje deluju kao tavanični nosači iznad prizemlja su od l PE 330, a iznad sprata rPE 300. Ispred poprečnih zidova dvospratni spoljašnji stubovi 1. PE 270. Sve veze su izvedene zavrtnjevima. Odvođenje sila od vetra u poprečnom pravcu okvirnim dejstvom, u podužnom pravcu uklještenjem spoljašnjih stubova koji stoje ispred poprečnih zidova. ~ Tavanice: U podužnom pravcu iznad tavaničnih nosača 50 cm široke, a 20 cm debele montažne ploče od betona od iverice. Elementi ploča su postavljeni ovlaš i među sobno su povezani spojnicama od maltera. 2 Korisno opterećenje tavanice 4,0 kN/m . ~ Fasada: Drvena konstrukcija na podužnim L-profilima između spratnih okvira. ~ Fundiranje: Armiranobetonska temeljna ploča debljine 25 cm. ~ Instalacija: Centralno grejanje sa gorivom od drvenih otpadaka za sve prostorije.
220
[][] [][][][J,
[R[]L]r][ Rl R
[]Qi['B[B[][R lO [][][ll[ Elm]
O;[E[B[][]I]
I
",
9 tavan ični
LO [ll[][]Illl][Ji
"
osnova sprata, R = 1 :500
1 prostorije za nastavu 2 prostorije za materijal 3 soba za razgovor 4 sklonište od katastrofa 5 spoljni stubl..lPE 330 6 unutarnj i stub cev 127
čelični noseći sistem, poprečni presek
13
7 krovni nosač 300
natkrivena površina ocuhvaten prostor
Utro!ak matrtrijala
čelik
~~U~~~hvaćenog prostora 2
36 t 6,3 kg 20,1 kg
m
korisne površine
beton
769m 3 0,13 m 3 3 0.43m
f-. __ , __
10
-
10
m~ bruto površine m
94
kOrisne površ,
12 k lapna za za armat. 57 t 9,9 kg 31,8 kg Sv. fr.
1156 1 257
tavanični nosači
spoljašnji stub
~"",._č_elični skelet sa montažom tavaničnih ploča
11 navareni T -profil kao ležište za fasadu čelik
veza
9
1 O L-profil 90x90x9 za učvršćenje fasade
1 646 m 2
-5
::t PE
5-
B
::;~i;:~::~:tor ObUhv;~;og~'1evinom
nosač
!.PE 330 statički sistem, ")oprečni presek
vertikalni presek i detalj fasade
korisna površina
8 krovni nosač:J:PE
zamračenje
13 lamelasti zastor ("venecijaner") 14 tavan ična ploča od betona od iverastih vlakana 15 zavesa za
zamračenje
16 betonska konzola
isečak
iz fasade
Cen'tar za trening aviokompanije u Džidi/Saudijska Arabija
Projekt: A. Darwish, Džida, Boston, Rim. Statika: M. Ravindra, Džida. - Vreme građe nja: 1980/81.
Korišćenje
Zgrada se sastoji od jednog dela sa tri do četiri etaže, i jednog sa šest do sedam etaža. Zgrada za simulaciju letenja podignuta je na približno kvadratnoj osnovi. Za montažnu i demontažu simulatora letenja postoje u prizemlju dva mostovska pokretna krana. Vertikalne veze pomoću dva lifta i dva stepeništa. Na zapadnoj strani se nadovezuje izdužena školska i upravna zgrada. Ona sadrži školske prostorije za letački personal, prostorije za upravu i za alat i opremu, kao i ekspres restoran sa 120 mesta. Vertikalne veze pomoću dva stepeništa.
5
~ ~ -
o
o o
,r--
10 o
.;;;;;;;;. !::.
1° ° 1° --
osnova prizemlja R = 1: 1 000 '----
-
-----
---
1=
Dimenzije
--
~-
Pravougaona osnova spoljašnjih dimenzija 75x28 m. Visina iznad terena 14 i 35 m. Spratne visine/korisne visine soba u prizemlju zgrade za simulaciju letenja 9,17/8,00 m; u svim drugim spratovima 4,30/3,00 m.
o
J
1r
I
\
II
m
I
t--F
i
I
~-
~
--I!I
f
r=
id
tavanični nosač/stub,
R = 1 :20
--
'1 f-
I
veza
--~
-~-
!
li
I,
il
;;
;_c,
--
podužni presek zgrade R = 1: 1 000
Konstrukcija
Na rasteru 6x9 m stoje pendel-stubovi od valjanih profila HE-M 240. Stubovi prolaze kroz sve spratove u poprečnom pravcu zgrade leže između stubova zglobno vezane podvlake I PE 600 raspona 9 m. U podužnom pravcu nalaze se na istoj visini kao ipodvlake tavanični nosači na rastojanju 2,25 m, sa rasponom od 6 m. Preuzimanje sila od vetra pomoću krstastih spregova iznad krutih tavaničnih platana. • Tavanioe: Iznad tavaničnih nosača trapezasti limovi pokriveni armiranim betonom. • Fasada: Na spoljašnjoj i na unutrašnjoj strani aluminijumski paneli sa emajliranim premazom. Zaštita od sunca konzolnim lamelama ispred prozora. • Zaštita od požara: 3,5 cm debeo malter na stubovima, a zaštitni premaz na tavanič nim nosačima i trapezastim limovima.
5_~ 1.-1 4
Hlađenje cele zgrade centralnim đajem visokog pritiska.
X
~
I~
X
X
X
~
IX
l~~
IX statički
Xl8
~ .~
8
5 -t
14
v(
sistem, podužni presek
1
r
7
6
8
?
-I
l i
r
-E ~= ~
~--=
~-
f--L--
.~J=-
~-
---'--
Instalacija
X X
4'~ 8~
~L
1-------
LL ~~
,~----
klima ure-
veza sprega za vetar sa stubom
~
------
----
-~-~
----
-----
----
~--
f-
--------
'---
dispozicija
nosača,
normalni sprat, R = 1: 1 000
8
1 školske prostorije
2 ekspres restoran 3 prostorije za simulatore 4 stub HE-M 240
poprečni
presek tavanice
5
tavanični nosač
I PE 300
6 podvlaka l.PE 600· 7 ivični nosač1 PE 270 8 spreg za vetar 2 L 90x90x9 Površine i prostor
obuhvaćen
natrkivena površina
zgradom 2 100 m 2
9 trapezasti lim obuhvaćen prostor
10 armatura
11 kanal za kabi
Utrošak materijala 1 100 t čelika obuhvaćenog
prostora
22 kg/m 3
12 stanica za
elektropriključke
u podu
95
Škola u Đenovilltalija
Orojekt: A. L. Rizzo, Denova. - Statika: L. Mascia, Denova.- Vreme građenja: 1974
Korišćenje
Školska zgrada sa ukupno 29 učionica i jednom gimnastičkom salom. Kompleks zgrada sastoji se od dvospratne ravne građevi ne i dve građevine oblika tornja sa po tri etaže. U prizemlju je gimnastička sala i dva suprotna ulazna prostora sa sanitarnim prostorijama. Prvi sprat kvadratne osnove je prepušten iznad prizemlja. Oko gimnastičke hale koja prolazi kroz dva sprata nalaze se u prvom spratu upravne i zajedničke prostorije. Na uglovima ravne građevine' nalaze se kvadratna jezgra, od kojih dva strče iznad građevine i nose trospratne objekte oblika tornja sa učionicama. U spratovima tornja nalaze se po četiri učionice. Vertikalna veza je ostvarena stepeništima u jezgrima i sa po jednim liftom u tornjevima.
izgled
čitave građevine
p
presek zgrade, R = 1 :750
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije dvoetažne ravne zgrade 36,60x36,60 m. Spoljašnje dimenzije tornjeva 18,00x18,00 m. Visina iznad terena 25,90 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 5,20/4,90 m, u 1. spratu 3,30/3,00, a u spratovima sa učionicama 3,30/3,00 m.
1
učionica
2
gimnastička
Konstrukcija
3 kupola -
Svaki od dva tornja zgrade sastoje se od jedne mešovite konstrukcije nosećih sistema i konstrukcija. Na armiranobetonskom jezgru koje je smešteno u sredini leži šest paralelnih čeličnih nosača na čijim glavama su obešene dve čelične fasade zgrade. Druge dve fasade su od armiranog betona. One su spojene sa zidovima jezgara. Tavanične ploče su položene na zidovima jezgara i na čeličnim fasadama. Čelični nosači koji su smešteni iznad jezgra sastoje se od punih profila visine 1,50 m. Nosači se nalaze na rastojanju 2,0 m, a na obe strane imaju iznad zidova jezgra prepuste 6,00 m. Spoliašnji puni nosači sa rebrima 1412 x 12 i flanšama 350x44 mm. Unutrasnji nosači sa rebrima 1442 x 12 i flanšama 35 x 12. Između nosača nosećeg roštilja su u visini gornjeg pojasa smešteni 250 mm visoki profili za stabilizovanje. Iznad zidova jezgra između punih nosača su krstasti spregovi od ugaonika 80x80 mm. Ivični nosač visine 1,50 m od zaobljenog čeličnog lima debljine 4 mm. Na krajevima punih nosača su zavrtnjevima Uč vršćene vešaljke dužina 12,20 m, od profila HE-A 160. Između vešaljki su parapetske prečke visoke 1,30 m od savijenih čeličnih limova debljine 4 mm, koje su prepuštene sve do bočnih strana, do armiranobetonskih fasada. 96
statički
sala
lanterna
osnova normalnog sprata, R = 1 :750
izgled ugla jednog tornja
Između zidova jezgra i parapetskih prečki na rastojanju 2,0 m su tavanični nosači raspona 6,0 m od profila HE-A 180. Oslanjanje tavaničnih nosača na jezgru iznad ubetoniranih čeličnih ploča i priključenog ugaonika. • Tavanice: Na tavaničnim nosačima trapezasti lim, iznad njega sloj betona. Spregnuto dejstvo putem navarenih profilnih elemenata.
Utrošak materijala
čelik
180 t 37,5 kg
površine Cena koštanja građenja (1974) ukupna cena koštanja gradenja
literatura
beton 3 4480 m 0,933 m j
Lire 2 1,8 milij. m bruto površine
Acciaio 2/79,
čelik
za arma!. 487 t 101,5 kg Lire 375000
sistem
4 7~
~
Y I
~
l
'<--0
~
L_
l
I
I) T sc=
8 ir'
('
D
'A~~
~\-'
B veza vešaljke sa krovnim
10
veza
tavaničnog nosača
't
i~
nosačem
,I I
L
il._
L
10
I
sa jezgrom
izgled čelične noseće konstrukcije R = 1 :250 '-'"
!
4 pun
nosač',
la
visina 1 500 mm
5 stabilizacioni
nosač,
..-- ..:-C,
visina 250 mm
8
6 ugaonik L 80x80x6 7
ivični
-~
II
II ,II
profil, debljina 4 mm
.--
11'1-"'-'-
- --
n
--_._-
U
.
A
5
vezivanje tavaničnog nosača i prečke parapeta za vešaljku
8vešaljka HE-A 160 9 tavanični nosač HE-A 180
:=~
t
ic-e-"-'_" .-
~:-.:-
":1
10 prečka parapeta, debljina 4 mm
IL-
10
cc:
C ___
~I
f·
11 ploča glave, debljina 10 mm 12
ploča
horizontalni presek ugla zgrade
za usidrenje
..
.:-
.-
-_.
__ . -
c-~
__ -:-.,.I:
-.
.
._.~e
13 priključni ugaonik 14 navareni profilni elementi za sprezanje 15 trapezasti lim sa betonskom
r:,·--·::
c:c
Ir.: . . . . .
la
pločom
~.
16 lamele za zaštitu od su r'Ica 17 zidno platno 18 betonski montažni element
L _____
I
izgled krovne konstrukcije i dispozicije normalnog sprata R = 1 :250
isečak
iz fasade
~~'I--
nosača
vertikalni presek obešene fasade, R = 1 :50 krovna konstrukcija jobešena čelična konstru kcija spoljašnjeg zida gledano od jezgra
---~
-------
I
~I_I§I
97
f·
Nadgrađivanje postojeće
institutska
zgrade Univerziteta u Winipegu/Kanada projekt: Moody, Moore, Duncan, Rattray, Peters, Searie, Christie, Winnipeg. - Statika: Bird, Construction Company, Winnipeg. Vreme građenja: 1970172. Korišćenje
Drugi stepen plana ukupnog proširenja Univerziteta u Vinipegu. Kako na raspolaganju nije bio nikakav dodatni komad zemljišta, celokupna sedmoetažna građevina delimič no postavljena je iznad već postojeće zgrade instituta. Novogradnja je bila koncipirana sa stanovišta uklapanja celog Univerziteta u jednu mrežu' saobraćajnica i čvornih tačaka. U ulazni prostor u prizemlju može se prići od ulaznog dvorišta na glavnoj pešačkoj osi kampusa. Odatle vode pokretne stepenice do trećeg sprata, do glavnog sprata sa l1ibliotekom i centrom za multi-medije. Zgrada je omekšana unutrašnjim dvorištima i prostorima za odmor, pre svega na nivoima 1. i 2. sprata. Dimenzije
delimični
izgled sa slobodn im prostorima
Trakasti raster sa osnim dimenzijama 12,19 i 3,05 m. Spoljašnje dimenzije 125x80 m. Visina iznad terena 18 m. Spratne visine 3,00 m, korisne visine prostorija 2,74 m. Konstrukcija Noseća konstrukcija se sastoji od čeličnog rešetkastog nosača koji je delom slobodan, a delom obložen. Po četiri stuba su skupljena u kvadratne blokove stubova sa osovinskim dimenzijama 2,50x2;50 m. Horizontalne veze pojedinih stubova sastoje se od navarenih šupljih profila 200x300 mm. U unutrašnjosti blokova stubova su postavljene zavojne stepenice kao požarne stepenice. Između stubova leže u oba pravca u svakom drugom spratu rešetkasti nosači visine sprata, i to u podužnom pravcu zgrade samo po dva nosača između blokova stubova, a u poprečnom pravcu zgrade dodatno još i treći rešetkasti nosač u sredini. Rešetkasti nosači su od šupljih profila, koji su iznutra ojačani pomoću štapova za ukrućenje sa livenim betonom. Raspon nosača u podužnom pravcu 12,20 m, a u poprečnom pravcu 21,35 m Prenošenje sila od vetra sprovodi se u oba pravca krutim tavaničnim platnima u blokove stubova. • Tavanice: Tavanice spratova su razapete u podužnom pravcu zgrade. Sastoje se od montažnih šupljih elemenata sa rasponima od 6,10 m, debljina tavanice 30 cm. Korisno opterećenje tavanice 2,4 i 4,8 kN/m 2 • • Fasada: Za oblogu spoljašnjih zidova bio je izabran jedan montažni sistem koji je dopuštao menjanje i proširivanje. Elementi se sastoje od čeličnih panela zaštićenih od korozije toplotnom izolacijom iza eloksirajućih aluminijumskih limova boje bronze. Zastakljenje pomoću stakla koje isto tako ima naglašenu bronzanu boju. • Zaštita od požara: Čelični cevasti profili stubova i nosača ispunjeni betonom.
98
osnova jednog od gornjih spratova: 1 unutrašnje dvorište. 2 vazdušni prostor ispod donjeg sprata. 3 seminar. 4 stubni skelet sa požarnim stepenicama
• Fundiranje: Temelji svaka četiri pojedistuba, koji obrazuju jedan blok, skupljeni su zajedno na temeljnu ploču, fundirani na četiri armiranobetonska šipa. • Instalacije: Horizontalni kablovi vode se u praznom prostoru između postojeće (nadgrađene) zgrade i nove građevine. Prazan prostor je spolja zatvoren zavesama od če ličnih limova. načna
~~
v
vv
.~ ~V
V
/
~
~
~
>------<
5
iM",
statički
* '"
sistem,
'0'0
%ii!
isečak
veza
nosača
na stub
cc osnova i presek stepen išnog tornja
17
bb
presek fasade sa vezom krova i koso zastakljenje
5 stub samac kvadratna cev 300x300 mm
6 reŠ8tkasti
11 armiranobetonski šip 1> 120 cm 12 armiranobetonski štap 1> 80 cm
nosač
gornji pojas 220x260 mm
13 svetlarnik prozorska traka sa izolacionlm staklom
7 reŠ8tkasti nosač gornji pojas 260x260 mm
8 reŠ8tkasti
14 betonska ploča d = 20 cm
nosač
15 izolacioni materijal
dijagonaini štap 160x160.mm
9
čelik
16 aluminijumski lim
za armiranje
ploče
od gipskartona
17
10 armiranobetonska ploča temelja, d = 70 cm
Površine i prostor obuhvaćen gradnjom 2 bruto površina 26940 m
Cena koštanja građenja (1972) ukupna oena koštanja m 3 izgrađenog prostora
Kan S 8 mil. 100
natkriven a površina izgrađen prostor Kan. S m
2
bruto površine
223
Literatura· Detail 4/1974, S. 689.
99
Visoka vojna škola u Hamburgu
Projekt: Heinle, Wischer i partneri, Štutgart. Statika: Leonhardt i Andra, Štutgart. Vreme građenja: 1974178 (tri etape građe nja).
Korišćenje
Čitav kompleks visoke škole se sastoji od
zgrade za nastavu, radionica, menze i centralnog prostora za snabdevanje. Zgrada za nastavu se sastoji od devet troetažnih, međusobno povezanih paviljona koji su grupisani oko centralnog stepenišno9' prostora. U prizemlju se nalaze zajedničke prostorije, kao, slušaonice, prostorije za seminare, uprava, biblioteka i EDV-uređaj (elektronska obrada podataka). Gornje spratove zauzimaju stručne biblioteke, velike prostorije sa studentskim radnim mestima, laboratoriji, prostorije za praktične vežbe i kabineti nastavnika. Radionice su smeštene u četiri dvoetažna paviljona. Menza sa prodavnicom i diskotekama se nalazi u dve dvoetažne zgrade, a prostor za snabdevanje je u jednom troetažnom paviljonu. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije paviljona 36,00x36,00 m. Visina iznad terena 19,65 m. Spratne visine 5,50 i 5,10 m. Korisne visine prostorija 4,50 i 3,00 ·m. Konstrukcija
Iznad krovova paviljona montirana su četiri ukrštena rešetkasta nosača koji su u svojim tačkama ukrštavanja oslonjeni na četiri stuba sa odstojanjem 21,60 m. Rešetkasti nosači nose pomoću vešaljki na rastojanju 7,20 m noseći roštilj veličine 36,00x36,00 m, čiji nosači koji leže u osovinama stubova su kruto vezani za stubove. U čvornim tačkama nosećeg roštilja opet su pomoću čeličnih štapova na rastojanju 7,20 m obešen e međuspratne konstrukcije. Stubovi su izrađeni kao šuplji sandučasti profili 800x800 mm, debljine limova 40 do 60 mm, FE 37. Rešetkasti nosači su od zajedno zavarenih šupljih sandučastih profila, pojasevi i štapovi 550x330 mm, debljine limova 6 do 18 mm, FE 52, visina 3,60 m. Noseći roštilj od zajedno zavarenih :t;profila, visina 1,80 m, debljine limova 12 do 30 mm, FE 52. • Tavanice: Obešene spratne tavanice sastoje se od podvlaka (2x{400, rastojanje 7,20 m, raspon 7,20 m) i tavaničnih nosača (IPE 400, rastojanje 2,40 m, raspon 7,20 m). Na nosačima leži Holorib ploča prekrivena sa 8 cm betona . • Fasada: Fasada od zaobljenih čeličnih limova daje ton rasčlanjavanju fasade. Dvostruko· izolirajuće zastakljenje deluje u gornjim spratovima kao ogledalo. 100
,---,_4-,---L-.....L-..J osnova gornjeg sprata, R
10
11
10
12
13
10
i
= 1 :2000
16 14 I
15
I
I
p
..t-
j
statički sistem (3 faze montaže) 'I.---
dispozicija stubova: reŠĐtkasti nosači, gredni roštilj, obeŠĐna međuspratna konstrukcija
• Zaštita od požara: Zaštita noseće konstrukcije od požara pomoću oblaganja i pomoću obešen ih tavanica. Rešetkasti nosači iznad krova nisu obloženi. Sve zgrade su priključene na centralni uređaj za prskanje vode . • Instalacija: Svaki sprat predstavlja jednu instalacijsko-tehničku jedinicu. Snabdevanje SIe sprovodi prstenastim kanalom od centralne zgrade za snabdevanje. Zgrada za klimatizaciJu i menza su potpuno klimatizovani.
opšta dispozicija sa zgradama za nastavu, radionicama i menzom
presek zgrade
12
15 18
20~UJdd
izometrija
noseće
konstrukcije
(isečak)
9 u nutrašnje dvorište
1 central ni stepenišn i prostor
12 noseći roštilj: zavareni l-profili, h == 1,80 m
4 EDV-terminali 5
stručna
biblioteka
13 krovni nosač I PE 400
6 kabineti nastavnika
14 podvlaka 2 ( 400
7 magacin-biblioteka 8
17 stubovi u području radionica ojačani na 1 300x 1 300
11 rešet kasti n osač visok'3,60 m
3 jezici
15
stručna biblioteka mašinstvo elektrotehn i ka
18 Holorib-tavanica pokrivena sa 8 cm betona 19 navareni lim 20 revizioni otvor za šuplji sandučasti stub
tavanični nosač
I PE 400
21 donji pojas rešetkastog
Površine i prostor
gradnjom 62667 m 2 2 40468 m
obuhvaćen
Cena koštanja građenja (1 978) ukupna cena koštanja građev, ukupni troškovi izgradnje
natkrivena površina izgrađen prostor
DM 136 mil m 2 bruto površine 220 mil. m 2 korisne površine m
3
izgrađenog prostora
22 lim za ukrućenje 23 neoprensko ležište 24 okvir za usidrenje 25
ivični tavanični nosač
[ 400 26 obloga veša ljke sa donjom konstrukcijom 27 panel za zatvaranje tavanice
horizontalni presek obloge vešaljke
28 konstrukcija prozora nosača
dizanje rešetkastog
bruto površina korisna Dovršina
vertikalni presek fasade
nosača
16 vešaljke 120x120 i 1 OOxl OO
10 stubovi: sandučasti profili 800x800
2 laboratorija osnovnog kursa
vertikalni presek konstrukcije stubova sa vezama
detalj vešanja grednog roštilja na rešetkasti
nosača
nosač
2
23996 m 3 345272 m
DM 2170 3360 393
montirana čelična konS1'
kcija
Literatura Bauen + Wohnen 2/1978.- Lighting Design and Application, New York, 9/1978. Dokumentation des Kolloquiums im Septep"'ber 1978 in Hamburg, Stuttgart-Hamburg.- Der Architekt 12/1980.
101
Zgrada fakulteta Univerziteta u BečulAustrija
Projekt: E. Heismayr, Beč. - Statika: K. Koss, Beč. - Vreme građenja: 1974/82.
Korlićenje
Zgrada Pravnog fakaulteta Univeziteta u Beču smeštena je u unutrašnjosti grada okružena sa svih strana zgradama iz ranijeg doba, čime su bile utvrđene visine zgrada. Prostorni program se na ovim suženim mogućnostima mogao samo tako ispuniti, što se ;zona slušaonica spustila u 1. suterenski sprat. Ona je spolja neposredno dostupna putem slobodnih stepenica i rampi .. PrizemIje je slobodno od stubova kako bi se ulazni prostor otvorio prema okolini. u dve granič ne pešačke zone. U međuspratu, 1. i 2. spratu nalaze se prostorije dekanata, čitao nica, seminarske prostorije i uprava. U prostorijama 3. do 6. sprata su instituti sa sobama za seminare kao i· bilblioteka i čitaoni':" ca. U spratu sa nosačima nalazi se sala sa časopisima, a iznad nje je gornja klimatizaciona centrala. Treći podzemni sprat koristi se kao garaža sa liftom za automobile, pa je stoga oformljen i kao sklonište.
Dimenzije
podužni front prema ulici
ugao zgrade,
1 hol 2 liftovi 3 san itarne prostorije
~1
102
4 prostorije za seminar
I
5 profesor
2
7
um IIII
.'
~
12
osnova 2. sprata, R = 1 :800
Spoljašnje dimenzije 79,6x34,2 m, visina iznad terena 39,00 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 3,21 - 4,40/2,44 - 3,66 m, u međuspratu 3,38/2,60, u gornjim spratovima 3,56/2,75 m, a u donjim spratovima 3,32 - 4,55/2,66 - 3,30 m.
Konstrukcija U poslednjem spratu su četiri rešetkasta nosača koji se protežu podužnim pravcem zgrade. Njih nose četiri armiranobetonska jezgra postavljena po parovima. Rešetkasti nosači su spregovima u ravni gornjeg i donjeg pojasa vezani u torziono krutu prostornu noseć u konstrukciju. Rasponi rešetkastih nosača 52,80 m, visina 8,70 m. Šuplji profili 950x1050 mm, debljine zidova 20-60 mm. Na ovoj prostornoj konstrukciji je vešaljkama na rastojanju 6,60 m obešeno sedam spratova. Spoljašnje vešaljke l koje su ispred fasade, su čelične cevi prečnika 244· mm, debljina zida do 25 mm, najveća sila zatezanja 2200. kN. Vešaljke koje su unutra su če lične cevi prečnika 273 mm, debljine zida do 25 mm, najveća sila zatezanja 4600 kN. Spoljašnje vešaljke su sa podvlakama i tavanič nim nosačima u po jednom pravcu vezane zglobno, a unutrašnje vešaljke pomoću specijalnih šupljih klinova na sve strane zglobno. Na oba glavna jezgra su u gornjoj oblasti obešena na tri strane po četiri sprata. Armiranobetonska jezgra nose sveukupno vertikalno i horizontalno opterećenje zgrade.
isečak
4
•
1
3
I
•
6 asistent 7 biblioteka,
čitaonica
I
8 soba za sednice I
9 univerzitetska uprava 10 uprava biblioteke
3-6. sprata r=<
11 /O---hi.O-OIi>-L-OIC>-QI<'>------oj
13
F"I~
._0-
r::r
.v"
1<>-----QI(J--L-~ 15
Y)
~
0 00_-0_0-
statički
sistem, podužni presek
poprečni
presek
000
poprečni
00 _ _
presek
11 rešetkasti nosač 12 unutrašnja vešaljka 13 spoljašnja vešaljka 14 podvlaka 15 tavan ični nosač 16 ivični nosač dispozicija
• Tavanice: Između vešaljki su u podužnom pravcu zgrade postavljene vešaljke raspona 6,60 m. Upravno na to prolaze na rastojanju 3,30 m tavanični nosači sa rasponima do 9,00 m. Podvlake i tavanični nosači su visoki 49 cm, delom kao rešetkasti nosači sa okruglim čeličnim dijagonalama, delom kao puni nosači. Spregnute tavanice sa betonskim pločama
nosača
17 rebrasti čelik
livenim na licu mesta, za korisno optereće nje od 5,0 kN/m 2 . Debljina ploča 1t cm, spregnuto dejstvo putem rebrastih orkuglih štapova postavljeni u podužnom i popreč nom pravcu. • Fasada: Fasada sa letvicama na 60 cm, trostruko zastakljenje sa reflektirajućim staklom. Letvice su šuplje i služe za protok vode u cilju grejanja ili hlađenja.
J
presek zgrade, R = 1 :700
vertikalni presek fasade
o
čvor
glava ležišta unutrašnje vešaljke
unutrašnjih vešaljki
Povr~ine i prostor obuhvaćen 9rađ~vinom bruto površina 30570 m 2 natkrivena površina korisna površina 26 570 m obuhvaćen prostor ćeli k
Potreban materijal ukppno m izgrađenog prostora 2 m bruto površine Cena koštanja građenja Austr. Š. ukupna cena koštanja građevine 575 mil. 3 m izgrađenog prostora 4830
20 2 604 119
tačka
skretanja spoljašnjih vešaljki
mm~
za armatu ru
2420 t 20,3 kg 79,2 kg
2 m bruto površine 2 m korisne površ.
Aus. š. 18809 21641
rešetkasti
nosač
unutrašnje (gore) i spoljašnje vešaljke
• Zaštita od požara: Tavanični nosači su obešenim pločama od mineralnih vlakana. Prostorna rešetkasta konstrukcija i vešaljke su neobloženi ili ispunjani vodom. Ovaj sistem zaštite od požara je podeljen u dve zone, s jedne strane za vešaljke koje se nalaze izvan fasade, i s druge strane, unutrašnje vešaljke sa rešetkastim nosačima, zaštićeni
lO3
Zgrada istraživačkog instituta i uprave u Palo Alto/SAD
Projekt: Mc Cue, Boone, Tomsich Ass., San Francisko. - Statika: Blume i sar., San Francisko. - Vreme građenja: 1969/70.
Korišćenje
Laboratorijska i upravna zgrada u kompleksu dvoetažnih zgrada. U prizemlju istočnog krila recepcija, knjižara i administrativne prostorije. U prizemlju desnog krila prostor za nastavu, magacinske i tehničke prostorije, trpezarija i sala za konferencije; u gornjem spratu dalje tehničke i administrativne prostorije kao i prostorije za sme~taj životinja za opite. Vertikalan saobraćaj stepenicama u ulaz'nom delu ,i na čeonim stranama krila zgrade, a u tehničkom delu teretni lift.
izgled podu žne strane
statički sistem, poprečni presek. deo poprečnog preseka
p
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije istočnog krila 19;30 x x 51,60 m, a zapadnog krila 19,30 x 35,60 m. Visina iznad terena 10,60 m. Spratne visine 4,57 m, korisne visine prostorija 2,89 m.
Kemstrukcija Čelična skeletna okvirna konstrukcija sa stubovima I-profila 340x340 mm nad rasterom od 3,20x18,90 m. Dvospratni stubovi su
zavrtnjev!ma uklješteni u trakasti temelj koji prolazi svuda unaokolo. U poprečnom pravcu zgrade nalaze se na rastojanjima 3,20 m tavanični i krovni nosači raspona 18,90 m. Oni su zavrtnjevima kruto vezani sa stubovima. Tavanični nosači su I-profili visine 70 mm, a krovni nosači visine 700 mm. U podužnom pravu nalaze se, radi osiguranja nosača prema izvijanju, u trećinama širine zgrade, između gornjeg i donjeg pojasa tavaničnih i krovnih nosača,profili 1/2 HE-8 160 i 1/2 HE-B 240. Izmedu spoljnih stubova podužnih strana su fasadni nosači !:profila 340x300 mm, a pozadi ispod staklene fasade gornjeg sprata Lprofili 170x210 mm. Rasponi fasadnih nosača 3,20 mm. Ukrućenje zgrade protiv vetra sprovodi se u poprečnom pravcu okvirnim dejstvom između tavaničnih nosača i stubova, u podužnom pravcu između fasadnih nosača i stubova. U dodatno ukrućenje diizmeđu profil~ 1/2 240.
ta moždanika nje tavanice 5 !ičnog lima. Fasada: Montažni betonski elementi obloženi umetnuti u noseći skelet i zastori kao zaštita od sunca. Staklena fasada pomerena unatrag. 104
osnova gornjeg sprata 1 laboratorija 2 kancelarija 3 tehnika 1 - : 1 : - % - - - - ; - 1 ) ; I : - 1 - 1 - : r : - 1 - : - % - 1 : -1 - 1 : _ 1 _ 1 .
ttIT
4
lb 1-+--
Ci----
7 I
1==
tx
9 6
rl~
IT 11
- - f---
~
I---
F~F
T 11
i I---
10
I--- f---
J
T
li
dispozicija nosača iznad gornjeg sprata, ise čak izgled uskih strana oba krila zgrade
rx .-
~I U'
Instalacija
1--'
Vođenje instalacijskih ske ploče. Dovođenje
I
kablova iznad plafoni odvođenje vazduha u gornjem spratu sa laboratorijama pomoću klima uređaja na ravnom krovu.
13
8
poprečni
12
presek zgrade
,-,_",--.-,,-.~L.....Jbb
podnožje stuba
aa veza prečke okvira sa stubom
4 stub,l-profil 340x340 mm tavanični nosač
5
I-profil visine 770mm 6 krovni nosač l-profil visine 700mm 7 podužni nosač za stabil izovanje 1/2 HE-8 160 15
detalj učvršćenja veza krova
13 zavrtnjevi 1> 27 mm
isečak
iz fasade
14 dijagonale L 65 15 unutrašnji betonski element sa oblogom od opeke 16 prefabrikovani element kao zaštita od sunca 17 zastakljenje
8 podužni nosač za stabilizovanje 1/2 HE-8 240
18 ugaonik za
9 fasadni nosač l-profil 340x340 mm
19
10 fasadni nosač l-profil 170x210 mm 11 spreg za vetar
vertikalni presek fasade
učvršćenje
fasadni element oslonački ugaonik za oblogu opekom
20 moždanik za sprezanje 21 beton na trapezastom limu
12 vezni lim
10
15
9
vertikalni preseci fasade u oblasti krova
spojni kosi betonski deo na tavanici sprata 16
17
Potreban materijal
čelik
ukupno 3 m izgrađenog prostor& ml bruto površine
380 t 24,8 kg
beton
3
čelik
849m 0,06 m 3 3 117,1 kg 0,26 m
Cana kottanja građenja (1970) g ukupna cena koštanja građenja 2 156 000 ml obuhvačenog prostora 140,77
m 2 bruto površine m 2 korisne površ.
za armaturu 5931 kg 0,39 kg 1,83 kg
664,41 977,34
Literatura Architectural Record 6/71. str. 128 i 129.
105
Zgrada parking garaže u Kamenu
Projekt i statika: Fried. Krupp GmbH, Duisburg-Rheinhausen. - Vreme građenja: 1978. Korišćenje
Četvoroetažna zgrada za parkiranje 200 putničkih vozila. Nivoi parkinga su u sredini ... podužne ose podeljeni i po visini međusob no pomereni za po pola sprata. Ulaz i izlaz pored stepen išnog prostora. Pojedina parkirna mesta su poređana upravno na voznu stazu. Vertikalan saobraćaj za vozila putem dva para suprotno postavljenih rampi za ulaz, odnosno, izlaz. Vertikalni saobraćaj za ljude sa dva stepeništa na kalkanskim stranama i jednim liftom.
Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 33,04x35,50 m; visina iznad terena 12,20 m. Spratne visine 2,70 m, korisne visine prostorija 2,20 m. Parkirna mesta 2,50x5,00 m, saobraćaj ne staze širine 6,0 m, širina rampi 3,16 m. Konstrukcija Čelična konstrukcija s~ sastoji od konstruk-
cije zglobno vezanih štapova sa stubovima koji imaju visinu zgrade. U podužnom pravcu na rastojanju 2,50 m su u spoljašnjem okviru stubovi HE-A 160, a duž srednje ose stubovi HE-A 220. Stubovi kod rampi se sastoje od profila HE-A 180 i HE-A 220. U poprečnom pravcu zgrade su između stubova zglobno ugrađeni tavanični nosači I PE 450. Raspon tavaničnih nosača 16,20 m. Na kalkanskim stranama nalaze se na rastojanjima 2,22 i 2,31 m fasadni stubovi HE-A 120 na koje su pričvršćeni ivični nosači profila 1140. Sile od vetra se preko tavaničnih platana prenose na spregove od profila HE-A 120. Spregovi se nalaze u podužnom pravcu u srednjoj osi, u poprečnom pravcu svuda između rampi. .. Tavanice: Spregnute ploče su od montažnih armiranobetonskih elementata debljine 10 cm. Smicajno kruta veza sa tavanič nim nosačima putem moždanika za sprezanje prečnika 16 i 20 mm. Korisno optereće nje tavanice 3,5 kN/m2, korisno opterećenje rampi 5,0 kN/m 2. .. Fasada: Otvoreni fasadni elementi sa parapetskim pločama visine 1 m su od eloksiranih aluminijumskih limova. Zatvoreni delovi fasada i stepenišni prostor sastoje se od vidljivih montažnih betonskih delova.
poprečni
r
~s~o~~6~ormalnOg sprata i dispozicija nosača,
330.
13 ivični nosač [ 140 14 spregnuta tavanica 15 jezgro stepen išnog prostora 16 spreg za vetar 17 montažni betonski element 18 rpoždanik za sprezanje qJ 20 ..mm 19 klin qJ16 mm 20 traka armature
montaža
statički
sistem,
poprečni
19 Površine i proster
obuhvaćen
bruto površina korisna površina
zgradom 2
5600 m 2 5500 m
natkrivena površina
obuhvaćen prostor
Utrošak materijala
ćelik
ukupno
Cena koštanja građanja (1 978) DM u~upna cena koštanja građenja 2300 000 obuhvaćenog prostora 186,69
m
106
1 120 m 2 12320 m 3
165 t m 2 bruto površine m 2 korisne površ.
DM 410,71 418,18
presek zgrade
1 rampa 2 komunikaciono jezgro 3 površina parkinga 4 spoljašnji stub HE-A 160 5 unutrašnji stub HE-A 220 6 unutrašnji stu 2 220 7 ugaoni stub kod rampe HE':::"A180 8 stub kod rampe HE-A 220 9 fasadni stub HE-A 120 10 tavanični nosač I PE 450 11 nosač rampe I PE 220 12 nosač rampe I
poprečni
presek, podužni presek
presek tavanice 17
20
18
čelične noseće
deo preseka vertikalnog sprega za vetar u srednjoj osi
konstrukcije
Muze) Hans-Erni u lucernu/ŠvaJcarska
Projekt:J. M. Elenberger, Genf. - Statika: U. Eggstei~, E. Oberhausli, lucern. - Vreme građenja:
1978.
K@rlićen)e
Muzej se nalazi u troetažnoj zgradi sa jednim suterenskim spratom. U prizemlju ulazni prostor, u 1. spratu izložbene prostorije, u 2. spratu sala za 130 ljudi i preostale izložbene' prostorije. Dimenzije
Šestougaona osnova dužine 40,0 m, širine u sredini 25,0 m, ti na kalkanskim stranama 12,5 m. Visina iznad terena 15,0 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 4,05/3,65 m, u 1. spratu 3,60/3,20 m, u 2. spratu 3,96/3,60 m, a u suterenskom spratu 3,51/3,,19 m.
"
K@nstrukclla
Ćelična skeletna konstrukcija na armirano-
betonskom suterenskom spratu. Stubovi se nalaze na šestougaonoj osnovi sa spoljašnjim, srednjim i unutrašnjim prstenom. Od uglova unutrašnjeg prstena prema uglovima srednjeg prstena .trospratni okviri sa prepustima prema uglovima spoljašnjeg prstena iznad prizemlja i 2. sprata. Unutrašnji stubovi sastoje se od šupljih sanduka 200x300 i 200x600 mm. Srednji stubovi od profila HE-M 320 sa navarenim limovima 320x25 mm. Dvospratni spoljašnji stubovi od I-profila, odnosno, dva paralelno postavljena u-profila. Okvirne prečke iznad prizemlja sastoje se od nosača promenljivih visina: profili HE-A 800 se. u rebru dijagonalno preseku i posle zaokretanja ponovno zajedno zavEtre. Ilnad 1. sprata tavan ični nosači od I-profila obešen i između stubova okvira. Iznad 2. sprata, između spoljašnjih i unutrašnjih stubova je rešetkasti nosač sa visinom koja se smerom prema unutra povišava. Unutrašnji stubovi okvira su u nivou krova vezani šestougaonim montažnim prostornim rešetkastim etementom. Rasponiradijaino postaVljenih nosača 10,0 i 6,0 m, prepusti 5,5 i 3,5 m. Ivični nosači između spoljašnjih stubova su HE-8 340 i u 260. Spreg za vetar u podužnom pravcu pomoću dijagonalnih spregova u ravni fasade, u poprečnom pravcu okvirnim dejstvom. • Tavanice: U poprečnom pravcu zgrade montažni tavanični elementi od zaobljenih čeličnih limova debljine 3 mm. Tavanični elementi su preko lima za ukrućivanje iste visine učvršćeni za tavanične nosače zavrtnjevima. Korisno opterećenje ploče 5 kN/m 2 • • Fasada: Na podužnim stranama zgrade je zatvorena fasada obešena kroz dva sprata o krovne nosače. Spoljašnja ljuska od eloksirnog aluminijuma, unutrašnji sendvič -elementi od ploča od iverice sa toplotnom izolacijom. • Zaštita od požara: Noseći čelični delovi i tavanični elementi premazani zaštitnim premazom F 30. • Fundiranje : 40 cm temeljna ploča na drvenim šipovima.
podužni presek zgrade
dispozicija nosača iznad prizemlja i osnova 2. sprata .
\ \
statičkisistem,
6
podužni presek
l,
l' \
\
I \ I
\1
II
II
,
1\
1\
I
1\
\
I \
I
\1
/
I
I
L
\
\
l I \1/ \11
1/ II 1/
I
/
/
1/
1/
1 sala za predavanja 2 izložba
podnožje srednjeg stuba
3 arhiv 11
I"
\
,
\
I
I \1 \1
I
\ I
\1 \1
\
\
I
\ 1
\
\1 \1
I
\ I
\
\
\1
\
\
\
\
\
4 unutrašnji stub, šuplji sandučasti stub 600x200 mm 5 unutrašnji stub, šuplji sandučasti stub 600x200 mm 6 srednji stUb, HE-M 320 sa navarenim limovima 32Qx25 mm 7 spoljašnji stubovi od 2Cprofila
pogled sa strane i odozdo na preč ku okvira
8 spoljašnji stub C-:-profll 9 ivični nosač HE-B 340 10 ivični nosačC260 11 prečka okvira od 2x1/2 HE-A 800 spojeni 12 ploča od čeličnog lima ·13 spreg za vetar '14 priključni element za spoljašnji stub
horizontalni presek ~.nw'lv- ugla fasade
15 tavanični nosač 16 ukrućujući i spojni lim 17 materijal za zvučnu izolaciju 18 ploča od iverice 19 podnožna ploča, deblj. 40 mm
Površina i rpstor obuhvaten zgradom bruto površina 2 280 m~ obuhvaćen prostor 10 000 m Utrolak materijala ukupno m 3 obuhvaćenog prostora mZ bruto povrŠine
20 ~rmaturni čelik cf! 40 mm natkrivena povrŠina
21 vezna ploča debljine 25' mm
Čelik 400 t
22 eloksirani aluminijumski lim
40,4 kg 175,4 kg
Cena kMtanja gređanja (1979)
$v. fr. ukupna cena koštanja građenja 5,35 mil 535 m 3 obuhvaćenog prostora
mZ bruto povrŠine
23 ploča od iverice sa toplotnom Izolacijom
ŠV. fr. 2346
24 zastakljenje 25 fasadni stub ić
Literatura· Bauen in Stahl 1211980.
vertikalni presek fasade
26 horizontalna lamela za zaštitu od su nea
107
Parking zgrada farmaceutskog preduzeća u Schweizerhalle/§vaJcarska Projekt i statika: S. Tschanz,Bazel. - Vreme građenja: 1975/76.
Korlićenje
Parking zgrada sa ukupno 1.250 pojedinač nih mesta za parkiranje na 7 nivoa. Postoji mogućnost da se zgrada sa dva dopunska sprata proširi na kapacitet od 1.600 mesta. Ulaz i izlaz preko dve zavojne rampe na severnoj strani zgrade. Parkirna mesta su smeštena upravno na obe strane od ukupno tri vozne staze. Vertikalan pešački saobraćaj se odvija jednim stepeništem i sa dva lifta za po 10 lica. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 77,10x49,00 (bez rampi); dužina sa rampama 96,40 m. Širina vozne staze u zavojnim rampama 3,90 m,. kosina 8%. Visina iznad terena 20,70 m. Spratne visine/korisne visine prostorija: u prizemlju 5,00/4,20 m, u spratovima 2,65/2,10 m. Konstrukcija Građevina stoji na temeljnom tlu koje je izloženo jakom sleganju, i koje se usled podzemne solane mQže godišnje slegnuti za 4 cm. Ova okolnost je zahtevala statički određenu konstrukciju, neosetljivu na sleganje. Parking zgrada je raščlanjena u tri među sobno odvojena podužna trakta. Noseća konstrukcija se sastoji od zglob no vezanih štapova sa tavaničnim nosačima (! PE 360) na rastojanju od 4,80 m i rasponom 16,00 m, stubovima (HE-A 200) ikosnicima (HE-A 160) pod 45°. U prizemlju su dvostruki stubovi (2 HE-A 200). Dvostruki stubovi su na temelje oslonjeni zglobno i pomerljivo po visini. Na taj način je mogućno naknadno odizanje stubova kako bi se izjednačila očeki vana neravnomerna sleganja. Prihvatanje sila od vetra u poprečnom pravcu zglobne konstrukcije okvirima, u podužnom dijagonalama u oba srednja polja stubova. • Tavanice: Trapezasti : Trapezasti limovi (visina 10 cm) preko tavaničnih nosača, na njima 5 cm betona i 2 cm abajući sloj. Korisno opterećenje 2 kN/m 2 . S obzirom na kasnije nadziđivanje bili su za krov primenjeni isti trapezasti limovi kao i kod međuspratne konstrukcije. Kao krovni pokrivač bila je na izolirajućoj ploči debljine 2 cm zalepijena folija sa slOjem šljunka. • Fasada: Oba tornja rampi i jedna podužna strana su opšiveni limovima od čeličnih profila, dok su ostale strane zgrade otvorene. Osiguranje od pada pomoću vertikalnih čeličnih stubića PE 220) i horizontalnih traka. • Zaštita od korozije: Svi čelični delovi su zaštićeni paljenim pocinkovanjem.
osnova sa dispozicijom
p----qr--
~ ~
p----<: p----<: C)----<:::r--{ C)---
~ ----{
0----<: b---
---{
p---
:r--
~
~
~
/ /
/
c> K statički
Sistem, podužni presek
R = 1: 1 000
--
%
y /
nosača,
---
---
---<: 0---
---{
J.----<
--{:J-----<
p---<:
---{C)--
----{
::r---<:p--
---c
poprečni
presek
a:
108
poprečni
presek, R = 1 :400
-;0
podnožje dvostru kog $'tuba
vertikalni presek spoja stub/nosač, spoljašnji zid
vozna rampa
1 dolazak
7 spreg za vetar
12 trapezasti lim
:2 odlazak
8 obloga fasade profilIsanim limovima
13 fasadni stubić {PE 120
3 komunikaciono jezgro
9 zategnuta
<4 tavanični nosač
5
ploča
14
oslonačka ploča
!PE 360
10 kosnik HE-A 160
15 zavrtanj za usidrenje
tavanični nosač
11 kosnik HE-A 180
16 visinski pomerljiva čelična ploča (zbog podešavanja)
l
PE 600
6 stub HE-A 200
• Fundiranje: Trakasti temelji u podužnompravcu. Pritisak na tlo 0,19 MN/m2 • Serklažna zategnuta ploča u jednom podužnom traktu zgrade zbog sila zatezanja i pritiska usled ulegnuća pri sleganju.
~
čelik
fI1llbIrijda
k.
~3u~::hll&ćenog prostora 2
m bruto povrtine
950 t 10,1 kg
baton
3300m3 0,035 m 3
27,0 kg 0,094 m 0,094 m 3
OMa 1<0000ja \lmđmj!l1976) ŠI. fr. ukupna cena ko!tanja građenja 7,32 mij m 3 obuhll&ćenog prostora 77,90
m 2 bruto površina ml korisne površ.
čeli k
ukupni izgled
spoljamji zid, otvorena strana zgrade
za armat.
60t 0,06 kg 0,17 kg
ŠI. fr. 207,95
451,85
Lit8i'l!iWfa
Bauen in Stohl 2111976. -Informofionsdiensf Feuarverzinken
1711978.
109
Stanica magnetske lebdeće žeieznice u Hamburgu Projekt: O. Schultz-Brauns, S. Troberg, S. Wanie, MGcnen. - Statika: Sailer-Stepan-Bloos, MGcnehn. - Vreme građenja: 1979.
Korlićenje
Troetažna stanica za magnetsku lebdeću železnicu Internacionalnog sajma saobraća ja 1979. u Hamburgu. U prizemlju ulaz, sanitarne i tehničke prostorije, šalteri informacija za posetioce sajma. Prvi sprat služi za opsluživanje vozila. Drugi sprat je trasom podeljen na dve platforme, od kojih jedna služi za ulaženje i izlaženje putnika, dok je druga namenjena voznom osoblju i ostalim uređajima pogona. Ova platforma je strmim stepenicama spojena sa nivoom za opsluživanje vozila. Vertikalan saobraćaj jed!. nim stepeništem i sa dva lifta. Dimenzije
osnove prizemlja i 2. sprata, R = 1 :400 OO
Spoljašnje dimenzije 23,90x9,70 m, visina iznad terena 11,90 m. Spratna visina u prizemlju 4,08 m, u 1. spratu 3,06 m, u 2. spratu 3,35/4,64 m. Korisne visine prostorija u prizemlju 3,68 m, u 1. spratu 2,66 m, u 2. spratu 2,85/4,14 m.
1 platforma za putnike
Konstrukeja
2 vozilo
Da bi se izbeglo prenošenje vibracija, zgrada stanice i nosači koji nose prugu žeieznice su odvojeni. Sedam okvira sa savijenim prečkama obrazuju glavnu noseću konstrukciju stanične zgrade. Stubovi okvira HE-B 400, HE-B 300 i HE-8 220. Kosa prečka HE-B 300, horizontalna rečka HE-B 220. Rastojanje između okvira 2,60 m, raspon 9,30 m. Dva sporedna okvira sa nagnutim prečkama su u oblasti stepenišnog prostora. Stubovi HE-B 300 i HE-B 220; prečke HE-B 220. Okviri su međusobno povezani podužnim nosačima: kod tavanica HE-8 140, kod krova HE-B 120 Konzolni nosači (HE-B 220),1=2,60 m, navareni na stubove okvira, služe za oslanjanje tavaničnih ploča. Ukrućenje za vetar u poprečnom pravcu putem okvirnog dejstva i uklještenih stubova. U podužnom pravcu su spregovi za vetar u nivou krova i tavanica, kruta veza podužnih nosača sa stubovima okvira. Dijagonaini štapovi spregova od okruglog čelika. • Nosač koji nosi prugu železnice je u stanici tako namešten da se iz nivoa za opsluživanje mogu na vozilu sprovoditi potrebna ispitivanja i opravke. Nosač koji nosi železničku prugu je čelična šuplja sandučasta konstrukcija sa prugom koja stoji na njoj. Šuplji sandučasti nosač deluje kao nosač sa jednim poljem, počiva na gumenim ležajima te je prethodno napregnutim armiranobetonskim stubovima oslonjen viljuškasto da se ne bi izvijao. Dimenzije: širine 70 cm, viSina 3,75 m. Oslanjanje vozne pruge izvodi se na oba kraja nosača sa dva sanduka od čeličnog lima (širina 70 cm, du.žina 1,34 m), a između toga sa 8 pločastih stubova samaca i profila 110
podužni presek zgrade
3 kontrolna platforma 4 personal 5 ulaz 6 informacije 7 kancelarija 8 radionica 9 platforma za opsluživanje
10
15
14
13
dispozicija nosača 13 14
11
duplo T, visine 70 cm i na rastojanju 1,60 m. Visokovredni zavrtnjevi stabilizuju voznu stazu i to u podnožju oslonačkim nosačem, a u glavi nosećom konstrukcijom pruge. • Tavanice: Trapezasti limovi visine 9,6 cm sa slojem betona odozdo debljine 7 cm i premazom od rapave plastične mase. Korisno opterećenje tavanice 5 kN/m2.
• Izrada krova u ravnom delu: trapezasti limovi visine 8 cm pokriveni sa 3 cm debelom pločom od tvrde pene i bitumenske lepenke. U preostalom delu koso zastakljenje armiranim staklom. • Fasada: Staklena fasada bez kita. • Fundiranje: Konstrukcija vozne staze zgrade odvojeno na temeljima samcima.
00
statički
sistem
10 stub HE-B-400 11 stub HE-B 300 12 stub HE-B 220 13
prečka
H E-B 220
14 obimni nosač HE-B 140 15 okrugli 16
prečka
čelik
HE-B 300
17 konzolni nosač HE-B 120 1B podužni nosač HE-B 120 19 koso zastakljenje
Povriin'e i pt"ostor obuhvaćen građevinor po stanici bruto površina 595 m natkrivena površina korisna površina 41 7 m 2 obuhvaćen prostor Potreban materijal po stanici ukupno 3 m obuhvaćenog prostora m 2 bruto površine
čelik
beton
77 t 41,5kg
80 m
čelik
3
0,04m 3 3
129,4 kg 0,13m
Cena koštanja građenja (obe stanice, 1979) . ukupna cena koštanja građenja 1,2 mil. m~ bruto površine m 3 obuhvaćenog prostora 313 m korisne površ.
Literatura Bauwelt 29/1979.- Bau meister 9/1979.Domus 9/1979.- Detail 6/1980.
za armaturu 0,5t
0,27 kg 0,84 kg
10
DM 1008
1439
poprečni
presek zgrade
detaljni presek
grubi radovi - skelet
skelet sa stepeništem
111
Putnička aerodromska zgrada u Moskvi/SSSR
Arhitekta: H. Wilke, Hanover. - Statika: Izvođačka čeličarska firma. - Vreme građenja: 1977/80.
Korišćenje
Putnička otpremna zgrada za međunarodni vazdušni saobraćaj visine do 9 etaža iznad jednog suterenskog sprata. Zgrada sadrži 17 mostova za putnike, a planirana je za maksimum 6 miliona putnika godišnje ili 2.100 putnika 1sat (vršno opterećenje). Oevetoetažna srednja građevina ima u prizemlju (nivo za dolazak putnika) bankovni šalter, bioskop i kafanu, u prvom spratu (nivo za iz.;. laz putnika za poletanje) još jedan šalter banke i upravne prostorije, u 2. spratu restQrani, u 3. spratu kantina, u 4. spratu restoran, kuhinja i prostorije za sastanke, u 5., 6. i 7. spratu kancelarije, a u 8. spratu tehničke prostorije, klimatizacioni uređaj centar za vođenje. U prizemlju, u delu zgrade koji okružuje srednju građevinu putnici koji dolaze, u 1. spratu putnici koji odlaze, a u 2. spratu, tranzitni putnici. Vertikalan saobraćaj pokretnim stepenicama, liftovima i običnim .stepenicama.
Dimenzije
SpoljašnjE? dimenzije zgrade 301,80x133,50 m. Visina iznad terena 42.50 m. Spratne visine Ikorisne "visine prostorija: u prizemlju 5,30/2,80 m, u 1. spratu 5,26/4,00 m, u 2. spratu 6,60/2,80 u 3, 4, 5 i 6. spratu 4,4013,00 m, u 7. spratu 3,90/3,00 m, i u 8. spratu 3,80/3,00 m.
isečak - srednji trakt
osnova nivo za otpremu, R = 1 :2700 poprečni
presek
zgrade 1 čekaonica 2 šalteri za putnike 3 hala za putnike pred poletanje
Konstrukcija
Iznad armiranobetonskog suterenskog sprata leži čelična skeletna konstrukcija zgrade sa jedno- ivišespratnim pendel stuovima od profila HE-B 200 do HE-8 600, zavisno od opterećenja. Odstojanje podvlaka 9,12 m, rasponi 7,90 i 15,80 m. Između podvlaka tavanični nosači od profila I PE 450 i HE-B 200, kao nosači sa jednim poljem. Rastojanje između tavaničnih nosača 2,62 m, rasponi 9,12 m. Prihvatanje sile od vetra preko krutih tavaničnih platana na nepravilno raspoređene krstate spregove od profila e 240 i HE-A 180 do 240. @ Tavanice: Iznad tavaničnih nosača trapezasti limovi sa slojem betona odozgo. Trapezasti limovi su preko zavarenih ugaonika vezani za rebra podvlaka. Korisno optereće 2 nje tavanica 2,10 do 10,0 kN/m . Zaštita od požara: Krstasti spregovi obloženi mineralnom vunom i žičanom mrežom. Stubovi omotani cevima i ispunjeni betonom. Čvorni spojevi obavijeni prskanim malterom. 112
4 most za putnike
7 restoran
5 hala za putnike u dolasku
8 kancelarija
6 hala za tranzitne putnike
statički
9 tehnika
sistem
1\/ [7\
rv 1/\
I-< l
Fi
r ..
1\/
I
1/\
i
\
I
I~ i'.
V~ '\
i i
V
I
i
(~~~i,~it,;ii I
slika iz vazduha sa strane dolaska aviona
unutrašnji stub sa vezom podvlake itavaničnog
14
nosača
dispozicija
I
10 stub HE-B 300
nosača,
isečak
11 stub HE-M 300 12 podvlaka:I PE 600 13 podvlaka HE-B.800 15
17
15 podvlaka HE-A 800 16 tavanični nosač l.PE 450 17 tavanični nosač HE-B 200
1914 podvlaka HE-A 1000 18 glavni nosač HE-M 300
19 ležišni ugaonik za trapezaste limove 20 procep za Instalacije omotač stubova 4>610 mm
21
22 cev za odvođenje kišnice 23 spojni lim za spreg protiv vetra
<>---++--11
24 dijagonaini podupirač sprega za vetar HE-A 180 25 dijagonaini podupirač sprega za vetar HE-A 240 26 podvlaka HE-A 600 podvlaka sa vezama, pogled sa strane i odozdo
čelični
skelet u fazi grubih radova
veza sprega za vetar za unutrašnji stub
r--_~t===~23
trospratni deo zgrade u fazi grubih radova
o
o stub sa vezama I podnožjem
nosača
<-!-----26
detalj nastavka stuba
Potreban materijal ukupno
čelik
9400t 12,6 kg 94,0 kg
m 3 izgrađenog prostora m 2 bruto površine
Cona ko!tanja
građenja
beton 125OOm 3 0,022 m3 0,125 m3
čelik
za armaturu
800 t 1,4 kg 8.0 kg
(1980)
~~u~~~~~:e~~t~~;::;~enja 2
m bruto površine m 2 korisne površine
230 mi!. DM 396 DM 2300 DM 2706 DM
Literatura Glasforum 1/81.- Stah Iban 10/80.
n3
lakirnica automobilske fabrike u ROsselsheimu
Projekt: Građevinsko odeljenje Adam Oppel AG, RGsselsheim. - Statika: Izvođačka če Iičarska firma. - Vreme građenja: 1979/1980.
Korišćenje
Lakirnica automobilske fabrike u zgradi sa tri glavna sprata., jedan međusprat i potkrovlje. Potpuno montirane karoserije prolaze po spratovima kroz razna odeljenja lakirnice. U prizemlju se nalaze prostorije za tehničke uređaje, uskladištenje materijala i pripremu rada. U gornjim spratovima i u međuspratu nalaze se lakirnice i sušionice. U drugom spratu se nalaze društvene prostorije sa trpezarijom i kuhinjom. Vertikalan saobraćaj odvija se u jezgru,smeštenom ispred fasade, liftovima istepeništima.
ukupni izgled
osnova 1. sprata, R = 1 :3000
Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 404,50x80,00 m. Visina iznad terena 40,00 m. Spratne visine/korisne visine prostorija; u prizemlju 9,00/7,00 m, u 1. spratu 11 ,50/9,50 ~, a u drugom spratu 11,00/8,50 m. Konstrukcija Čelična skeletna konstrukcija sa stubovi ma na rasteru 12,50x20,00 m. U poprečnom pravcu zgrade leže preko podvlake kroz če tiri polja dužina po 20,00 m. Stubovi koji se nalaze na srednjoj podužnoj osi kruto su u poprečnom pravcu povezani sa podvlakama. Svi drugi stubovi su građeni kao pendeli. :Eprofili podvlaka visine 1,80 m urađeni su od čeličnih limova St 52. Rasponi podvlaka koje kontinualno prelaze širinom zgrade su 20,00 m. Rebra imaju pravougaone ispune zbog vođenja instalacija. I-profili srednjih stubova okvira grfiđeni su od čeličnih limova St 52. Stope stubova su kruto vezane sa podvlakama. Pendel stubovi se sastoje od sandučastih profila 5QOx500 mm. Između podvlaka nalaze se u podužnom pravcu tavanični nosači na r~stojanju 3,33 m, rasponi 12,50 m, od profilaCPE 600 i HE-a 340. Ivični nosači na podžnim stranama zgrade od prifila HE-A 600. Međukonstrukcija u prvom spratu se u podužnom pravcu sastoji od podvlaka (HE-A 550), koje su preko vešaljke (šuplji profil 300x300 mm) obešene o podvlake 1. sprata. Između podvlaka međukon strukcije leže na rastojanju 1,25 m tavanični nosači HE-A 500 sa rasponima od 12,50 m. Ukrućenje zgrade protiv vetra izvodi se krutim tavaničnim platnima, u podužnom pravcu vertikalnim spregovima, a u poprečnom pravcu okvirnim dejstvom srednjih stubova kruto vezanim sa podvlakama. ., Tavanice: Iznad tavaničnih nosača trapezasti lim pokriven betonskim slojem. Spregnuto dejstvo putem podvlaka i ivičnih nosača koji su vezani sa dva reda moždanika za sprezanje. Korisno opterećenje. tavanice 2 12;5 kN/m • Preko tavaničnih nosača među konstrukcije limovi.
114
poprečni
presek
čelične
1 sUšenje 2 dorada
3 kabine za prskanje lakom 4 ploče za Izolaciju 5 kabina za p.rskanje, luk točka
konstrukcije
10 stub sa šupljim profilom 500x500 mm
11 vešaljka kvadratna cev 300x300 mm 12
prečka
6 sušenje 7 kontrola
14
9 srednji stub okvira
l
okvira
13 tavan ični nosač l PE-600
8 kancelarija
I
tavanični nosač
HE-A 340
15
ivični nosač
HE-A 600
e Fasada: Dvoslojna fasada-zavesa. Unutrašnji sloj od limenih u -elemenata sa ploča ma za toplotnu izolaciju. Spoljašnji sloj od upravno postavljenih trapezastih limova. e Zaštita od požara: Svi noseći čelični delovi su obavijeni prskanjem ma~erom ili azbestnim pločama F 90. e Fundiranje: Ispod stubova temelji samci 5,OOx5,OOx1,50 m. U zapadnom delu zgrade fundiranje šipovima dubine cca 13 m.
statički
Sistem, poprečni presek
obuhvaćen građevinom
prostor Utrošak materijala
170000 m 2 1 115000 mJ čel ik 20000 t kg kg
natkrivena povr sina
beton 3 65000 m 0.06 "j 3 0,38 m
32360
m'
15
16
./10
,
1~
l
1~
-12
-12 14
I
9,
I----"-I
I
I
V
IV-
I
13
14
1~
lp -j
dispozicija
I
lr isečak
nosača, isečak
m ~ 12
izgled srednjeg stuba i prečke okvira
spajanje tavaničnog spregnute tavanice
fasade
nosača
16 spreg za veta r 17 podvlaka HE-A 550 među konstrukcija 18
tavanični nosač
HE-A 550 m eđu kon stru kcija 19 spojni lim vešaljke 20 otvor u nosaču 21 spojni lim za tavanični nosač
9
a
r
22 trapezasto profilisani lim
sa podvlakom
23 kasetirano profilisani lim 24 horizontalna prečka 25 distancni profil 26
ploča za toplotnu izolaciju
27 moždanik za sprezanje 28 trapezasti lim sa betonskom pločom 29 fasadn i stub
--,a
18
izometrija spoljašnjeg zida
noseća čelična
grubi radovi pre postavljanja trapezastog lima
konstrukcija, izgled srednjeg stuba
okvira
115
Robna kuća u Schonbuhl-u/ŠvaJcarska
Projekt Bachtold i Baumgartner, Rohrschach. - Statika: Balzari, Blaser, Schudel, Bern. - Vreme građenja: 1973/75.
Korišćenje
Robna kuća u troetažnoj zgradi sa podrumom po celoj površini, sa međuspratom i potkrovljem. U prizemlju, gornjim spratovima i međuspratu postoje prodavnice za oko četrdeset raznih oblasti, četiri gostionice sa ukupno 700 mesta, kao i dve banke. U suterenu se nalaze skladišta i tehničke prostorije. Robnoj kući stoji na raspolaganju 1.700 mesta za parkiranje od čega je 500 na krovu. Do njih se može doći pomoću dve boč ne rampe. Unutrašnji vertikalni saobraćaj sa četiri pokretnih stepenica, šest pokretnih staza, jedan lift za kupce, još osam liftova i deset stepeništa. Dimenzije
Pravougaona osnova iznad konstrukcijskog rastera 7,50x7,50 m, sa spoljašnjim dimenzijama 128,10x105,60 m. Visina iznad terena 11,60 m. Spratne visine u prizemlju 7,70, odn., 3,85 m, u međuspratu 3,85 m, a u gornjem spratu 3,92 m. Korisne visine prostorije u prizemlju 5,45 m, odn., 2,60 m, u međus pratu i gornjem spratu 2,60 m.
1 prodavnica 2 ekspres restoran 3 prilazne rampe 4 svetlarnik
5 jezgro sa instalacijama 6 spremište 7 nivo parkinga
Konstrukcija Čelična konstrukcija zgrade se u popreč
nom pravcu sastoji od čeličnih okvira na rastojanju 7,50 m i rasponima 7,50 m i 15,00 m. Stubovi su od I-profila 360x370 mm sa različitim debljinom flanši, zavisno od opterećenja. Stubovi prolaze kroz sve spratove. Prečke se sastoje od profila HE-M 800 ili rešetkastih nosača raspona 15,00 m, i od profila HE-B 450 sa rasponima od 7,50 m. Veze između stubova i prečki kod profiInih čelika sa čeličnim ugaonicima i zavrtnjevima, a kod rešetkastih nosača sa konzolnim oslanjanjima i vezom gornje ploče. Montažne armiranobetonske ploče dimenzija 1,50x7,50 m nalaze se između okvira sa prečkama, i sa njima su vezane pomoću navarenih i ubetoniranih čeličnih ploča. Tavanice deluju kao horizontalna platna. Prihvatanja sila vetra putem uklještenja stubova i dijagonalnih spregova za vetar.
Fasada: Veliki sendvični elementi ispod kojih je konstrukcija od fasadnih stubića. Stubići su pomoću čeličnih ugaonika učvršćeni za armiranobetonske tavanice. fil) Protivpožarna zaštita: Zbog niske visine zgrade dovoljna je primena uređaja za prskanje. ., Fundiranje: Fundiranje sIpovima, sa ukupno 846 pobijenih šipova. 116
8 restoran 9 okviri 10spregovi za vetar 11
nosač
za montažu
12 stub I-profil 360x370 mm 13
prečka
HE-M 800
14 prečka HE-B 450 15 rešetkasti nosač 16 konzolni lim 17 lim za ojačanje nastavak stuba 18 podnožna ploča sa prepuštenim limom za zavrtnjeve usidrenja
20 fasadni element 21 zagrevana vozna ploča vozne staze ~~+FRR~TTrTITT'lInnITTI~
19 fasadn istubić
22 montažni tavanični element sa ivičnim nosačem
poprečni, Površine i prostor obuhvaćen građevinom bruto površina 53 800 m 2 natkrivena površina korisna površina 51 699 m 2 izgrađen prostor
Potreban materijal
čelik
2350
t
beton 45000 t
armatura za
čelik
2360 t
9,49 kg 181,68 kg 43,68 kg 836,43 kg
Sv.
fr.
m 2
bruto površine m 2 korisne povrŠ.
kg kg
Sv.
fr.
1304
1357
Literatura Deutsche Bauzeitschrift 7/1977, str. 867Bauen in Stahl 18/1975, str. 105.
presek
'--"'--T --.---.--.--.,....'..,......,...• .,--- r - . I--f-f--l--t---l-I--J.-J.~I---·I·
-- r- 1--- r-.-I--
1-'
I-- -
~
~~~I= '-'-
- ,._.
_ -__ I
'-""
j ..-- .--. . -
-·1--1---11--11-1---1
~.
I..·
· · · · - -.. · r · ..
-~
__ 1,1
_1_
..- . - - - - .
-
-1- --I-
9 1_ . -
.. 1- .-.
--
..
..
18
io
.. -.
-1,--
- --- --....
_. . -
12
e
·-1,-,,- ....
'_1:= _ :=-.._ __ _ ____ -
veza sprega za vetar
1·-- f--
·1 .. · ---
,lC 1 _ ' 9
.- ..
_
- 1·-
t---t- t---t---t---I- 1-1- 1---+- -1'-
1,1
-. - .. -. -
1r
.1
I--
-
I·--f---i-
1·-
.
..
1.-
1'0
dispozicija nosača
veza
nosača
aa poprečni izgled odozgo spreg za vetar
~
~~
statički
~l%
%1%
%:j:)~
i stuba, presek s podnožnom pločom
~
sistem ;
I
13
i3
14
/ 1"'-'''\ / I
14
12
_..
\ L-~ 12
14
(
.. poprečni presek čelične konstrukcIje (Izgled
-'"
15
okVIra)
""'B
~./
isečak iz noseće čelične konstrukcije u toku montaže
dizanie elementa tavanice
vertikalni i horizontalni presek fasade
117
Gradska većnica u Nijkerku/Holandija
Projekt: Abma + Hazenwinkel + Dirks, Amsterdam. - Statika: Dicke, v. d. Boogaard, v. Boom, Buijs, Niewland, Amsterdam. - Vreme građenja: 1977179. Korišćenje
Dvo- i troetažna novogradnja komunalne uprave ugaonog oblika nadograđena na staru istorijsku gradsku većnicu. Pored svoje funkcije kao komunalna upravna zgrada, nova gradska većnica pruža građanima prostor za svečanosti, izložbe i savetovanja. U prizemlju ulazna hala, višenamenske prostorije, kantina, kancelarija. U gornjem spratu kancelarijske prostorije, a u 2. spratu biblioteka i čitaonica. Zgrada ima delimično podrumski prostor. U suterenu arhiva i tehničke prostorije.
aa presek dvospratnog dela I
osnova prizemlja
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije dugačkog krila zgrade 50,40x18 m, kraćeg krila zgrade 43,20x32,40 m. Visina iznad terena 10,45 m. Spratna visina usuterenu 2,88 m, korisna visina prostorija 2,50 m. U 1. spratu spratna visina 3,875 m, korisna visina prostorija 2,90 m. U 2. spratu spratna visina 3,42 m, korisna visina pro~torija 2,80 m.
1 hala 2 pojedine kancelarije 3 obrada podataka 4 kantina 5 kuhinja
Konstrukcija
Potpuno obzidana čelična skeletna konstrukcija od stubova visine sprata i tavanič nih nosača koji su razapeti u poprečnom pravcu 3,60 m i 7,20 m, u podužnom 3,60 m. Prenošenje sila od vetra u oba pravca preko tavaničnih i krovnih platana, u vertikalne krstaste spregove između stubova i u betonski šaht za lift. Stubovi: Peridel-stuboyi saglasno optereće nju HE-A 200, HE-A 120, HE-8 200, .J2Y 200x120x6. • Tavanice: Tavanični nosači prolaze kontinuaino iznad stubova kao L-profili, saglasno rasponu HE-A 120, do HE-A 340, HE-M 400. Za stabilizovanje podužni nosači i ivični nosači HE-A 120. Tavanice od montažnih armiranobetonskih ploča debljine 5 cm (dimenzije: 3,60x2,40) sa betonskim slojem debljine 10-15 cm odozgo. Tavanični nosači su delimično ubetonirani u tavanicu. Korisno opterećenje tavanice 2,5-10 kNl. Horizontalne krovne povrŠine od ploča debljine 15 cm od gas-betona sa izravnavajućim premazom, toplotnom izolacijom i zaptivnim trakama. Kose krovne površine sa bakarnim limom postavljenim na drvenu konstrukciju. • Fasada: Dvoslojna zidana konstrukcija od opeke sa toplotnom izolacijom debljine 5 cm i vazdušnim slojem. Prozori u aluminijumskim okvirima sa ugrađenom zaštitom od sunca. • Protivpožarna zaštita: Svi elementi su zidani u debljini od pola opeke. Šuplji fasadni stubovi ispunjeni beton. Tavanični nosači obavijeni materijalom debljine 30 cm otpornim prema vatri. • Fundiranje: Peščano temeljno tlo. Zbog visokog nivoa podzemne vode ispod podrumskog sprata armiranobetonska ploča je 118
11
debljine 70 cm. Na delu zgrade gde nema podruma čelični stubovi su fundirani na trakastom temelju.
Površine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina 4 175 m 2 korisna povrŠina 3 720 m 2
Instalacije
Potreban materijal ukupno 3 m izgrađenog prostora 2 m bruto povrŠine
Razvodni sistem za klimatizaciju, telefon, rasvetu u mrežastoj konstrukciji pričvršćeni za tavanice. U temeljnim šinama su integrisani svi priključci za dovođenje i odvođenje vazduha kao i za rasvetu, utičnice i telefon. Kod ovog sistema se direktno snabdevaju samo radna mesta, a u opštem slučaju ne i radne prostorije.
čelik
135 t
0,8 kg 32,3 kg
natkrivena površina izgrađen prostor
1 453 15
beton
1725m 3 3 0,132m 3 0.413m
armatura
2 m bruto površina 2 m korisna površina
Literatura Detail 3/1980.- San itar- und Heizungstechnik 10/1978.
120t
0,8 kg 28,7 kg HoL fl. 1350
1519
6-
bb presek trospratnog dela
vertikalan presek fasade
6 stub HE-A 200
7 stub HE-S 200 8 tavan ični
12
nosač
HE-A 200
9
tavanični nosač
HE-A 280 10
nosač
za stabilizovanje HE-A 120
11 ivični nosač HE-A 120 12 krstasti spreg od L 120x80xl O 13
tavanični nosač
14
tavanična ploča
D
HE-A 340 15 armiranobetonska prečka 16 dvoslojna zidana konstrukcija od opeke 17 oblaganje stubova zidom od opeke
vez ivanje verti kal nog sprega za stub
detalji noseće konstrukcije, R 1 :40
18 specijalni oblici opeka
119
Računarski centar u Roterhamu/Vel. Britanija
E?rojekt: Gollins, Mervin, Word, London. Statika: Clarke, Nicholls, Marcel, London. Vreme građenja: 1974/75. Korišćenje
Računarski centar u dvoetažnoj zgradi bez podruma. Računarska sala sa sporednim prostorijama nalazi se u donjem spratu, delimično sakrivena iza ozelenjenog zemljanog nasipa. U gornjem spratu se nalaze programersko odeljenje i upravne prostorije sa više velikih kancelarijskih prostorija. Zgrada ima dva potkrovlja od kojih jedno služi za rasvetu stepenišnog prostora, a drugo sadrŽI klimatizacione i druge tehničke uređaje.
Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim. dimenzijama 54,00x36,80 m. Visina gornjeg sprata iznad nivoa ulice 8,46 m, a visina potkrovlja iznad nivoa ulice 11,70 m. Spratna visina u suterenskom spratu 5,25 m, u gornjem spratu 4,10 m. Korisna visina prostorija u suterenskom spratu 4,00 m, u gornjem spratu 3,02 m.
prizemlje sa računarskim i prostorijama
osnova sprata, R = 1 :1500
tehničkim
6
la
i
I-
i -;
7
i
i
r~~
i i
8
:
Konstrukcija
Suterenski sprat se sastoji od čelične skeletne konstrukcije na kvadratnom rasteru stubova od 7,50x7,50 m. Iznad stubova suterenskog sprata stoje čelični stubovi gornjeg sprata. Unutrašnji stubovi su u gornjem spratu i potkrovijima od];profila 152x152 mm, ispod potkrovlja za prostorije sa tehničkim uređajima od !-profila 203x203 mm. Spoljašnji stubovi građeni su u gornjem spratu od Fprofila 305x305 mm, u potkrovIjima od J;.profila 152x152 mm. Na tavanici gornjeg sprata su između stubova u podužnom i poprečnom pravcu obešeni Virendel nosači. Vertikalni štapovi, gornji i donji pojas Virendel nosača od l-profila HE-8 150. Konstrukcija ploče potkrovlja sastoji se od nosećeg roštilja od I-profila 102x178 mm, koji je u sredini oslonjen na podvlaku (L-profil 152x183 mm), a duž ivice na stubove. Ukrućenje za vetar u gornjem spratu uklještenjem čeličnih stubova u oba pravca u armiranobetonskim pečurkastim glavama stubova suterenskog sprata. Ukrućenje za vetar stepenišnog prostora i potkrovlja u oba pravca uklještenjem kontinualnih stubova. Ukrućenje za vetar potkrovlja sa tehnič kim uređajima pomoću okvirnog dejstva u oba pravca. Tavanice: Iznad Virendel nosača nalaze se na krovu tavanični nosači od J:"profila 102x178 mm, a 146x254 mm u tavanici. Preko toga trapezasti lim prekriven betonskim slojem. Fasada: Armiranobetonska konstrukcija suterenskog sprata je delimično obložena opekom. Gornji sprat je svuda unaokolo ;za120
9
i
1,0
7
8
~
,
i
l
L
1-
!
--
.Ja
dispozicija nosača Iznad gornjeg sprata, R = 1:750
statički sistem, podužni poprečni presek
i
1: 400
stakljen. Staklena fasada je postavljena iza spoljašnjih stubova čime se dobija natkriveni prolaz. @ Fundiranje: Ploča debljine 35 cm na armiranobetonskim šipovima.
1 kancelarijska prostorija 2
pojedinačne
kancelarije
3 kuhinja/zakuska 4 biblioteka
5
čekaonica
6 spoljašnji stubovi
Instalacije
U suterenskom spratu nalaze se kanali sa instalacijama u podu i u obešenoj tavanič noj ploči, u gornjem spratu unutar Virendel nosača.
l-profil 305x305 mm
Literatura Detail 4/1979.
7 unutrašnji stubovi l-profil 152x152 mm
8 unutrašnj i stubovi I-profil 203x203 mm 9 Virendel nosači, h=914mm 10 tavanični nosači I-profil 102x178 mm
vertikalni presek krov I fasada gornji sprat i veza za donji sprat
15
+-
-+ vertikalni presek krovnog venca gornji sprat I u Z(;Ug nut I deo krova j
"'\J
:~~
17
G
11 /
/
detalj uz crtež lB
/
/
11 Ivlčnl nosač t-prof H 914x305 mm 12 odvodnjavanje krova 131vlčnl nosač 1460
14
e
6
formiranje stope stuba
priključak VIrendelovog nosača na ivični nosač I
na spoljašnj I stub unutrašnji izgled
čekaonice
čelični
cevastl stub
15 ploče od azbest cementa
fragment
sa
161vlčnl nosač HE-B 150
17 ploče stope 500x500
ulazne strane
121
Regionalni centar za primanje podataka u Nemours-u/Francuska
Projekt i statika: F. Deslaugiers, Pariz. Vreme građenja: 1975/79.
Korišćenje
Četvoroetažna građevina sa uređajima za
primanje podataka ministarstva privrede i finansija. U prizemlju ulazni prostor, prostorije za primanje i slanje informacija i računar skih traka, kao i stan za domara. U 1. spratu prostorije direkcije i uprave, u 2. spratu kuhinja i restoran sa krovnom terasom. U donjem spratu prostorije za tehniku i magacini kao i mesto za parking. Vertikalne veze centralnim stepeništem, liftom, teretnim liftom i sa dva spolja postavljena požarna stepeništa.
1 unutl'ašnjt dvorište 2 pojedinačne kancelarije 3 velika kancelarijska prostorija
5
prostor 9
Spoljašnje dimenzije 47,70x59,40 m. Visina iznad terena 18,00 m. Spratne visine 4,00 m, korisne visine prostorija 2,96 m.
8
"'»-
",,*
statički
za prizemlje
tehn·ički
Dimenzije
0'",
6~
"'''' j a 4 p rostorl za sastanke
sistem
9
o
Konstrukcija
Zgrada se sastoji od građevinskog sistema sa prefabrikovanim elementima koji se na gradilištu učvršćuju zavrtnjevima. Iznad rastera stubova 11 ,70x11 ,70 m nalaze se cevasti stubovi 0 711 mm visine sprata. Stubovi se sastoje iz savijenog čeličnog lima sa promenijivim debljinama lima, zavisno od opterećenja. Stubov.i prizemlja su uklješteni u temeljima. Na· glavama stubova su zavrtnjevima učvršćene do po 4 konzole za veze sa podvlakama. U oba pravca zgrade postoje između stubova podvlake visine 75 cm, visine 90 cm,sa rasponima od 10,80 m. One se sastoje od šupljih sanduka sa poprečnim ukrućenjima na rastojanju 1,80 m, a sa konzolama na glavama stubova vezane zglobno, ili kruto pomoću zavrtnjeva. Šuplji sanduci su sastavljeni od naboranog i zavarenog čeličn..og lima debljine 4 do 6 mm. Donja kons.trukcija tavanice se s~stoji od roštilja ~oji je formiran od šupljih sanduka visokih 75 cm, širokih 1,80 m i dugačkih 10,80 m. Raster Rosećeg roštilja 1,80x1 ,80 m. Šuplji sanduci su međusobno vezani zavrtnjevima, a na podvlake priključeni zglobflO ili kruto. Lica i poprečna ukrućenja šupljih sanduka imaju zbog vođenja instalacija i uštede na težini okrugle ili ovaine otvore. Ukrućenje zgrade protiv vetra izvodi se okvirnim dejstvom i uklještenjem stubova prizemlja. lt Tavanice: Tavanice se sastoje od podnih ploča ili čeličnog lima veličine 90x90 cm na ležištima koja su pomerljiva po visini. Iznad rastera 1,80x1 ,80 m postavljeni su između podnih ploča u ;..profili za vezivanje ploča kao i oslonac za elemente unutrašnjeg zida. Korisno opterećenje tavanice 2,0 kN/m2 do 8,0 kN/m2 (za naredni sprat). Obešene ploče od izbušenih i lakiranih elemanata od čeličnog lima na donjoj konstrukci~ od ugaonika. 122
dispozicija
no~ča, isečak
presek zgrade
Fasada i unutrašnji zidovi: Stubići i preelemenata unutrašnjeg i spoljašnjeg zida sastoje se od pravih ili zakrivljenih aluminijumskih profila. Elementi spoljašnjeg zida imaju jedan pored drugoga dva nezavisna sloja. Zatvoreni fasadni elementi imaju spoljašnji sloj od ploča iverice sa obostrano zalepljenim čeličnim limom, a unutrašnji sloj od ploča od gips-kartona sa toplotnom izolacijom i oblogom od čeličnog lima. Providni fasadni elementi imaju kao spoljašnji sloj dvostrl.Jko, a kao unutrašnji, jednostruko zastak!jenje. lt Zaštita od korozije: Čelični limovi pri zavarivanju pocinkovani, a posle zavarivanja premazani zaštitnim premazom. lt Protivpožarna zaštita: Noseći roštilj je podnim pločama i obešenim plafonom ·zaštićen sa F 60. Stubovi i podvlake premazom F 55. Podela zgrade u požarne sektore. Sistem za otkrivanje dima i automatski uređaj za prskanje \tode. lt
čke
Instalacija
Vertikalno vođenje instalacija ustubovima, zaokretanje u nosećem roštilju u glavama stubova. Horizontalno vođenje instalacija u šupljim prostorima tavaniea.
Površine i prostor obuhvaćen građevinom 2 bruto površina 5680 m natkrivena površina 2 korisna površina 4 490 m obuhvaćen prostor Utrošak materijala ukupno mj obuhvaćenog prostora m 2 bruto površine
čelik
1167t
beton 3 105m
Cena koštanja građenja (1979) ukupna cena koštanja građenja m 3 obuhvaćenog prostora
FF 36 mil. 1 846
2 m bruto površine m 2 kCJrisne površ.
;g5~5k~g g:g~9~3
Literatura: L' Architecture d' aujourd' hui 4/80. Architecture interieure cree 174, nov.! Ide. 1979. - O,T.U.A., dec. 1980. - Domus 614, febr. 1981.
2140 ml 3 19 500 m ćel i k
za arma!. 12t 0,6 kg 2,1 kg FF 6338 8018
horizontalan presek ugla zgrade 7 cevasti stu b cp 711 mm 11 arm iranobetonski temelj sa otvorima za kanalizačasti nosač 900 x 750 cione vodove mm 12 pojedinačni šuplji sandu9 noseći roštilj ci 1800 x 750 mm nose10 konzola ćeg roštilja 13 vezni komad, čelik 14 vezni komad, plastična masa
8 podvlaka, šuplji sandu-
15 podna ploča 16 tavanična ploč,a
22 Izolaclona
17 roštJljnl poklopac
23
ploča
od gips-kartona 24 čelični lim ploča
18 fasadni stubić 19 Izolaclono zastak~jenje 25 kanal za klimatizaciju 20 jednostruko 26 kanal za zastakljenje odvodnjavanje 27 neoprenska membrana 21 ploča od Iverice konzole za prihvatanje fasade
rasklopni crtež delova
noseća
konstrukcije
detalj
čvora
unutrašnjeg stuba
123
Visoka zgrada radio stanice u Kein u
Projekt: Projektna grupa Stieldorf, K6nigswinter. - Statika: Lewenton, Werner, Schwarz i partner. - Vreme građenja: 1975/80.
p==< 0==( ~
II ~
p=<:
F"C
Korišćenje
Upravni i odašiljački centar radio stanice u kompleksu zgrada sa tri zgrade ?blika to~ nja iznad izdužene ravne građevine: U p'rI: zemlju ravne građevine nalaze se zaJednlckl uređaji i ulazni prostor, u dva suterenska sprata tehničke prostorije i podzemna g~.. raža. Tri tornja zgrade sastoje se od tornja za studio sa kancelarijskim i tehničkim prostorijama i studijima različitih veličina, iz kancelarijskog tornja sa prostorijama za redakcije i upravu, i iz tornja za liftove na čijim je poslednjim spratovima $mešte!1a p~ijem na stanica. Vertikalne veze pomoc u 8 hftova u tornju za liftove i po dva stepeništa i jedan lift u jezgrima kancelarijskog i tornja sa stu,.. dijem.
~I I I I !~ ~
p-=-=
F==< p==
il>l'
P== p=-=
P== P=-=-"t
~ ~
p:::-"-" I:==-< ~
Ft
Fl F=
~
J
t--
2lB22 statički
sistem
izgled celog kompleksa nosača
dispozicija
Dimenzije
osnova
Kvadratni toranj sa studije sa spoljašnjim dimenzijama 31 ,32x31 ,32 m, jezgrom 17,40x13,92 m. Visina iznad zemlje 85,89 m. Spratne visine 3,39 do 6,68 hl, korisna visina prostorija 2,55 m. Toranj za liftove sa spoljašnjim dimenzijama 12,60x11,30 m. Visina iznad zemlje 137,66 m.
tipski sprat R = 1:850
8
II"S;:==--g
Konstrukcija
Konstrukcija kancelarijskog i tornja sa studiom sastoji se od čeličnog skeleta sa armiranobetonskim jezgrom u sredini. Toranj sa liftovima, koji je u sredini, izgrađen je od armiranog betona. Toranj sa liftovima je sa kancelarijskim tornjem vezan kruto na zatezanje i pritisak u 10. i 21. spratu, sa studio tornjem u 10. i 31. spratu, pomoću četiri kabla i jednom pritisnom pločom, kako bi se ograničile deformacje tornjeva i sprečilo pomeranje jednog prema drugom. Sila prednaprezanja u prednapregnutim elementima po 640 kN. Pritisne ploče su od armiranog betona. Na sve 'četiri strane kancelarijskog i tornja sa studiom stoje na rastojanjima od 1,74 m spoljašnji stubovi sa sandučastim popreč nim presecima 450x190 mm i debljinama limova od 8 do 36 mm, u saglasnosti sa opterećenjem. Spoljašnji stubovi dvospratnih delova na pločama glava učvršćeni zavrtnjevima. Toranj sa studiom od uglova zgrade do uglova jezgra dijagonalne podvlake od HE-M 340, sa navarenim limovima 330x20 mm. Na jednoj strani jezgra su podvlake, takođe HE-M 340 m, raspon 13,92 m. 1zmeđu spoljašnjih stubova i jezgra, odn., podvlaka su tavanični nosači HE-8 400, HE":M 300, HE-A 400, ra rasponima 6,96 i 8,70 m. Oslanjanje 124
4 šuplji stub 190x450 mm
1 toranj studija
5
tavanični nosač
administrativni toranJ:r PE 360
2 toranj s liftovima
6
tavanični nosač
administrativni toranj::(PE 400
7
tavanični nosač
toranj studija HE-8400
8 podv'aka HE-M 340 9 5
tavaničnih nosača
na čeličnim konzolama. Kancelarijski toranj: U produžetku uskih strana jezgra su smešteni arni.ranobetonski zidovi koji prolaze kroz sve spratove. Između spoljašnjih stubova i jezgra, odnosno, armiranobetonskih zidova su tavanični nosači PE 230 do 400, sa rasponima od 6,96 do 8,70 m. Oslanjanje tavaničnih nosača na če ličnim konzolama. Ukrućenje za vetar administrativnog i tornja sa studiom ostvaruje se krutim tavaničnim platnima i armiranobetonskim jezgrom. • Tavanice: Na tavaničnim nosačima trapezasti lim sa 10 cm betona odozgo, sa rasponom '1,74 m. Spregnuto dejstvo pomoću moždanika za sprezanje.
r
nosač na slemenu sa zavarenim limovima 330x220 mm
• Protivpožarna zaštita: Sva čelična konstrukcija je klase FE 90 u odnosu na otpornost prema požaru. Tavanični nosači su obloženi malter-om od mineralnih vlakana debljine 25 mm, spoljašnji stubovi mineralnom vunom. :,;~~~~::or Obuhv:;~~vinom korisna površina
76300 m 2
Utro!ak materijala ukupno 3 m obuhvaćenog prostora m 2 bruto površine
čelik
5500t 15,7 kg 59,7 kg
natkrivena površina
obuhvaćen prostor beton 3 566oom 3 0,162 m 3 0.609 m
14 500 m 2 350 000 m~
čelik La
Cena ko!tanja građenja (19801 DM ukupna oena koštanja građenja 230 mil. m 2 bruto površine m 3 izgrađenog prostora 657 m 2 korisne površine
armaturu 7600t 21,7 kg 81,7 kg DM 2473 3014
1====:::>+--4
6
1
16 veza kancelarijskog tornja sa tornjem zallftove na 31 . spratu priključak tavaničnog nosača
na spoljašnje stubove I na zid jezgra# R = 1 :33,3
10 zabetoniran vezni lim 11 konzola, naknadno zavare na
12 tra pe zast I lim-sa betonskom pločom od 10 cm
13
Ivičnl profil tavanične ploče
19 vatrostaina Izolacija
20 ugaonlk za učvršćivanje
parapetskog panela
L 100)(65)(9
14 Vezna ploča (10,21.131.
21
sprat) 152)(2 elementa za utezanje 16 ploča za ukrućenje posle uvođenja sile pred naprezanja I betoniranja vezne ploče opet uklonjena ::t:::±=::=::===::::::::=::~
presek zgrade, R = 1.: 100
17 obloga stubova aluminijumskim Umovima debljine 4 mm 18 toplotna izolacija
horizontalan presek oblaganja spoljašnjeg stuba parapetnom pločom, R = 1:10
parapets~1 panel od debelog izolaclonog materijala debljine 6 cm sa pločama od azbest-cementa
22 spajanje parapetskih
pan~la
23 toplotna I zvučna Izolacija zastakljenjem 24 fasadni lim
25 lim za oblaganje 26
vođice
lamele za zaštitu od sunca
Isečak Iz fasade administrativnog tornja, tornja s liftovima I tornja studija
vertikalan presek fasede, R = 1: 10
oslanjanje tavan/čnog nOsača - spoljašnji stubovi sa montiranim tavaničnim pločama u kancelarijskom torriju montaža spoljašnjih stubova donjih spratova administrativnog tornja
Cena koštanja građenja (1980) ukupna cena koštanja građenja m 3 Izgrađenog prostora m
2
bruto površine
m jJ korisne površine
DM
DM
230 mil. 657 2473
3014
Literatura Der Baulngenleur 53/1978.
125
Carinska zgrada na tunelu Mont Blanc/Italija
Projekt: Ingaglio, Pantuso, Crespi, Rim. Statika: Romaro, Pada - Vreme građenja: 1977.
Korišćenje
Granična stanica se sastoji od tri zgrade sa dve i tri etaže. One stoje ispod jedne zajedničke, daleko isturene noseće krovne konstrukcije, koja prekriva i kontrolni prostor i' parkiralište. U kući A nalaze se administrativne prostorije italijanske i francuske carinske službe. U kući B restoran i administrativne prostorije za banku, automobilski klub i policiju. U kući C administrativne prostorije d,irekcije i tehničke službe, arhivske prostorije, društvene prostorije i kantina. Zgrade su međusobno povezane prekrivenim hodnicima.
Dimenzije Kuća A: Spoljašnje dimenzije 10,80x60,80 m, visina iznad zemlje 7,70 m, spratne visine 3,50 m, korisne visine prostorija 2,80 m.
1 kuća A (carinska služba)
5 prostorije za razonodu
2 kuća B (restoran)
6 svetlarnik
kuća
Konstrukcija
3
Noseći
4 administrativne prostorije I
sistem ove tri zgrade sastoji se od podvlaka i tavaničnih nosača na uklještenim stubovi ma. Stubovi se prostiru i izvan zgrada i nose zajednički krov. Stubovi se sastoje od čeličnih cevi prečnika 419 mm, promenljivih debljina zidova, zavisno od opterećenja. Oni imaju sandučastu stopu visine 30 cm, i uklješteni su u temelje sa 8 klinova za uSidrenje. Osovinsko rastojanje između stubova u poprečnom pravcu 11,20 i 21,00 m, u podužnom pravcu 4,40 i 4,80 m. Podvlake carinske zgrade se sastoje od dva profilalPE 600 na rastojanju od 80 cm. One obuhvataju stubove poput klešta, a oslonjene su na konzo~ama. Rasponi 11,20 m, rastojanja 3,60 i 6,00 m. Između podvlaka nalaze se tavanični nosačiIPE 330. Oni su s njima vezani zavrtnjevima ; rasponi 3,60 i 6,00 m, rastojanja 0,80 , 2,00 i 2,40, m. Prihvatanje sila od vetra pomoću uklještenih stubova . • Tavanice: Trapezasti limovi sa termičkom izolacijom i armiranim cementnim podom (estrihom). Korisno -opterećenje tavanice 4 2 kN/m . Pokrivanje krova bakarnim limom preko ploča sa toplotnom izolacijom i profilisanih limova. Noseća krovna konstrukcija koja pokriva či tav kompleks sastoji se u poprečnom pravcu od 'koritastih glavnih nosača sa rastojanjima 4,40 i 6,80 m, rasponima 11,20 i 21,00 m i prepustima od 9,00 m. Zglobno oslanjanje na stubovi ma. Glavni nosači imaju po dva gornja i donja pojasa od savijenih pIjoštih čelika debljina 15 mm i dužina krakova 22 cm. Gornji i donji pojas su na rastojanjima od 2,0 m povezani profilima :CPE 200. Dijagonale L 100, građevinska visina podvlaka 150 cm. U podužnom pravcu nalaze se između podvlaka na rastojanjima 2,00 m tavančni nosači PE 200. Oni su zavareni sa podvlakama. Rasponi 2,20 i 4,50 m.
r
126
C (kancelarija)
gornji sprat,
kuća
A, R
7 spojni hodnik
= 1 :1000
9
izgled noseće krovne konstrukcije sa poprečnim presekom zgrade. Kuća A
• pokrivanje krova profilisanim limovima. Iznad krova na!aze se u podužnom pravcu na stubovima rešetkasti nosači oblika trougla na rastojanjima 20,00 i 11,20 m, i rasponima od 4,40 i 6,80 m. Oni služe za stabilizovanje noseće krovne konstrukcije i imaju obostrane prepuste od 6,80 m. Gornji i donji pojas sastoje se od L-profila, dijagonale od cevastih profila. Stabilizovanje krova se vrši pomoću krstastih spregova, prihvatanje sila od vetra ukIještenim stubovima.
Površine i prostor bruto površina korisna površina
obuhvaćen građevinom
2
3 100 m 2 2500 m
Utrošak materijala
čelik
~k3u~:hvaćenog prostora
1880t 144t 581 kg
mZ bruto površine
natkrivena površina
obuhvaćen prostor beton 3 14000m l,12m 3 3 4,52 m
građenja (1977) Lire ukupna cena koštanja građenja 8 milij. mZ bruto \,ovrš. m 3 obuhvaćenog prostora 640000 mZ korisne površ.
Cena koštanja
Uteratur•. Acciaio 10/78.
čelik
8 500 m 2 12500 m 3
za armaturu 350 t 28 kg 113 kg Lire 2588000
3200QOO
I---
-
I I h
>
yH )F 4
I
~
-
!
,.---10
I
111
dispozicija R = 1 :400
-
!
11
nosača
-rIznad prizemlja,
kuča
.
ćellčni
cevasti stub
CP419 mm 9 rešetkastl
nosač
10 podvlaka tavanice ttPE 600) (spolja obložena)
~
11
I
12
tavanični nosač
lPE 330
let ~
Ivlčnl nosač
HE-B 200 13 podvlaka krova
14 krovni nosač l"PE 200 15 konzola
~
12
8
A,
17
16 ugaonlk 220x220x15 mm 17 ugaonik 100x100x12 18 profilni čelik HE-A 200
8
spoj glavnog tavaničnog nosača sa stubom
14 13
osnova i preseci kuće A
noseća
krovne konstrukcije iznad
poprečni presek glavnog krovnog nosača sa oslanjanjem na stub .
oslanjanje glavnog krovnog nosača na stub
19 profil I PE 200
22 lim za
20 ugaonlk 80x80x8 mm 21 šipka za usidrenje
23 izolacioni panel
cfJ45mm
ukrućenje
24 obloga bakarnim Jimom vertikalan presek zgrade
25 trapezasti lim
24 15
situacioni plan kompleksa zgrade, R = 1 :4500
statički kućom
montaža noseće krovne konstrukcije i međuspratnih konstrukcija
sistem noseća krovne konstrukcije sa A, poprečni presek 10-J 12--~--
cevasti stub sa konzolom
23~ 8~-
usidrenje stope stuba R = 1 :50
8
127
Kulturni i obrazovni centar u PercholdsdorfulAustrija
Projekt: S. Bukovac, Baden kod Beča. Statika: Wagner, Pfohl i G. Urban, Beč. Vreme građenja: 1974/76.
Korišćenje
Više name nska zgrada sa institucijama za obrazovanje odraslih i mladih kao i za javne i privatne priredbe. Četvoroetažna trobrodna građevina sadrži trgovačku školu sa osam razreda kao i prostorije za društvene i obrazovne priredbe, koncerte, pozorište, predavanja, kongrese i igranke. U bočnim krilima su spojni hodnici kao i sporeqne prostorije i prostorije za nastavu. U srednjem krilu je u prizemlju ulazna sala, u 1. spratu dve sale za po 150 osoba, a pored toga i jedna sala za konferencije koja se proteže kroz dva sprata. U bočnim krilima su stepeništa i sanitarne prostorije.
1 prostorije za nastavu
6
2 soba za konferencije
7 garderoba I prostorije za pranje
3 direktor
učitelj
gimnastike
8 hodnik
4 arhiva
9 klimatizacija I tehnika
5 spremište za gimnaStičke
sprave
Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama' 40,83x28,83 m, srednje krilo širine 11,25 m, bočna krila široka po 7,75 m. Visina iznad zemlje 14,68 m. Spratne visine u prizemlju, 1. i 2. spratu 3,75 m, u 3. spratu 3,45 m. Korisne visine prostorija u prizemlju, 1. i 2. spratu 2,50 m, u 3. spratu 2,20 m.
statički
sistem
osnova 2. sprata, R = 1 :650
Konstrukcija
Montažni čelični skelet od kontinualnih stubova i čeličnih rešetkastih nosača. Svi spoljašnji stubovi se završavaju u visini 2. sprata~ Krovna konstrukcija počiva samo na unutrašnjim stubovima i prepuštena je zbog natkrivanja terasa svuda unaokolo do 7,75 m. Rastojanje stubova u podužnom pravcu 4,00 m, a u poprečnom pravcu 7,75 m (boč no krilo) i 11 ,25 m (srednje krilo). Stubovi su I-profili 250x250 mm, rebro debljine 10 mm, flanše 20 mm. U podužnom pravcu zgrade između stubova smešteni su tavanični nosači koji ulaze u donji i gornji pojas. U poprečnom pravcu prolaze po svakom polju stubova četiri reštkasta nosača međusobno pod uglom od 45°, kojima su gornji i donji pojas zajednički. Oni prolaze kao kontinualni nosači preko tri polja zgrade i spajaju se na gornjim i donjim pojasevima tavaničnih nosača. Rešetkasti nosači koji leže pokraj stubova spojeni su sa stubovima uspratne okvire. Za podupiranje ovih nosača spajaju se njihovi donji pojasevi zajedno sa podužnim nosačima. Gornji pojas tavaničnih nosača 1/21. PE 200, donji pojas L 50 x 50 x 5 mm. Profili pojaseva rešefkastih nosača jed;.. nakokraki ugaonici 80x80 mm sa stepenasto smanjivanim debljinama materijala. Dijagonaini sandučasti profili 60x60 mm. Visina rešetkastih nosača 935 mm. Preuzimanje sila od vetra u poprečnom pravcu pomoću spratnih okvira sa uklještenim stubovi ma, u podužnom pravcu pomoću uklje-štenih stubova srednjeg krila, i sa nosačima od 2x1/2 I PE 200 ili 2xL50x50x5 mm, zavarenim na gornjem i donjem pojasu. 128
Tavanice: Prefabrikovani montažni delovi oplate od armiranog betona debljine 4 cm razapinju se na. 2,00 m, a leže na gornjim pojasevima čelične rešetke. Iznad toga 8 cm betona livenoo na licu mesta. Konačno opterećenje tavanice 5 kN/m"::. li Fasada: Spoljašnji zidovi od betonskog omotača debljine 24 cm u prizemlju i u gornjim spratovima. Koso zastakljenje fasade u oblasti noseć e tavanične konstrukcije. li Protivpožarna zaštita. Svi čelični delovi neobloženi. Premaz F 30 za zaštitu od vatre. Automatski uređaj za najavu požara. li Fundiranje: Ispod stubova temelji samci.
~:::;~~~:or Obuh";~:7g~ĐfovinOm
natkrivena površina
2
obuhvaćen prostor
Utro!ak materijala
čelik
::,":Ju~:hvaćeno9 prostora 2
160 t 9 kg 42.7 kg
beton 540t
korisna površina
m bruto površine
2965 m
30.7 kg 144.1 kg
m 2 bruto površi ne m 2 korisne površ.
Literatur· Detail 1/1978.
1 136 m 2 17 613 m
će! ik
3
za armatu ru 45t 2.6 kg 12 kg
A.šil. 14412 18212
f' \,,-/1
I
I
/
II
13 15 14
12
1\
i"V
V
V
1/
I" f'
f'V~
V V
Ii
~15
14
v"-.
dispozicija nosača iznad prizemlja, R = 1 :500 (polovina, u nivou gornje Ivice rešetkastog
veze donjeg
nosača
sa stubom
nosača)
11 gornji pojas tavaničnog nosača 1/11 PE 200
stopa stuba
32 donji pojas tavaničnog nosača L 50x50x5 13 garnji, odnosno, donji pojas prečke okvira L 80x80 14 dijagonala 60x60 15 stubovi e-profili od dve flanše 250x20 i rebro 210x10, zavareno
22 montažna
16 kontaktna ploča 150x330x30
23 žaluzina
17 zaobljen lim za ukrućenj.e
24 ventilaciono krilo (čelični profili)
18 horizontalno ukrućenje 16mm
21 malter
25 ivica
28 ploča
nosača
ploča
19 spoljašnji betonski zid debljine 15 cm
26
od belog eternita 20 mm.
20 toplotna izolacija
270kapnica
ploča
od gipsa
29 slojevi poda: linoleum, estrih (cementni premaz), Leca-betqn, heraklit, staklena vuna, tavanica, ploča od montažnih delova debljine 4 cm 30 impregnirana ploča od gips-kartona
deo iz fasade, podužni front
detalj terase
unutrašnji izgled gornjeg sprata
ugaoni stub dvospratne hale
vertikalan presek fasade sa kosim zastakljenjem prozora za osvetljenje odozgo R == 1:7,5
23
129
Centar Georges Pompidou u Parizu/Francuska Projekt:R. Piano, R. Rogers, London. Statika: O. Arup i partner, Pariz. - Vreme gtađenja: 1972/77. Korišćenje
Kulturni centar na jednoj lokaciji u gradskom jezgru Pariza. Zgrada ima prizemlje, pet nad;zemnih i tri podzemna sprata. U pri.: zemlju i gornjim spratovima se nalaze muzej za modernu umetnost, biblioteka, bioskop, pozorište, restoran, centar za industrijski dizajn i ostale javne ustanove. U podzemnim spratovima se. nalaze prostorije za snabdevanje i garaže. Vertikalan saobraćaj se odvija liftovima i pokretnim stepenicama u unutrašnjosti zgrade i ispred spoljašnjih zidova. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 166,40x60,00 m. Visina iznad zemlje 42,00 m. Spratne visinelkorisne visine prostorija: u gornjim spratovima 7,00 i 10,5017,50 m; u prizemlju i u donjim spratovima 3,0012,20 m i 5,00/4,20 m.
delimični izgled podužne strane
Konstrukcija Čelična skeletna konstrukcija iznad tros-
pratnog suterena od armiranog betona. U poprečnom pravcu zgrade je poređano ukupno 14 zglobnih okvira na rastojanju 12,80 m i sa rasponima od 48,00 m. Zglobni okviri se sastoje od stubova koji stoje ispred podužnih fasada (oslonjeni na sfernim zglobovima), od jednog rešetkastog nosača i dve konzole (po spratu) i od vešaljki koje su zbog stabilizovanja postavljene na spoIjašnjem kraju konzole. Stubovi prolaze kroz sve spratove. Oni se sastoje od cevastih profila 0 850 mm i sa debljinama zidova koje se prema gore smanjuju od 85 do 40 mm. Rešetkasti nosači se sastoje od cevastih elemenata postavljenih u parovima sa gornjim pojasevima od dve cevi 0 419 mm i donjih pojaseva od punih štapova kojima se prečnici smerom prema unutra povećavaju od 160 do 225 mm. Dijagonale prolaze sredinom. One se sastoje od cevi (pritisnuti štapovi) i od punih šta-
osnova normalnog sprata
Površine i prostor obuhvaćen zgradom bru to površina korisna površina
60 000 m 2 44000 m 2
2
natrikvena površina izgrađen prostor
10000 m 300 000 m 3
m 2 bruto površine 2 m korisne površine
FF 2333 3182
Potreban materijal
~1i~~k~:;~nog prostora 2
m
Celokupni izgled
bruto površine
13500t 45 kg 235 kg
Cena koštanja građenja (1975) FF ukupna cena koštanja građenja 140 mil. 3 m izgrađenog prostora 467
Literatura D.B.Z. 6/77. str. 187.- Acier-Stahl-Steel 9/1975, str. 257/-Bauwelt 11/1977, str. 316. isečak iz dispozic;:ije normalno.g sprata
nosača
3
1;3 II 16
==~12 statički
130
sistem
f~ ~:-]
poprečni presek zgrade čelične konstrukcije
izgled
\.
r-+~ ~
"'" ·1 ." 6'1;,
~
9 2
'\
i5:
~~?'l r?~?3J spreg za vetar ispred poprečnog zida
kOlnzcllni nosač, pogled spreda i odozdo
čvorovi
veza vešalj ke na Gerberov nosač i dijagonale sprega za vetar
vezom 1 stub (j> 850 mm 2 rešetkasti nosač visina 2 500 mm
pova (zategnuti štapovi) . Rešetkasti nosači su potpuno zavareni i završavaju se na elementu od livenog čelika. U produžetku gornjeg pojasa rešetkastog nosača na stubove zglobno su pripojeni 7,60 m dugački konzolni nosači sa prepustima od 6,00 i 1,60 m. Konzolni nosači su proizvedeni procesom Iivenja čelika. Spojni delovi su zavareni. Vešaljke koje prolaze kroz sve spratove sastoje se od punih štapova sa 0 200 mm. One su usidrene u armiranobetonskom temeljnom bloku dužine 9,0 m, širine 1,0 m i dubine 16,5 do 24,00 m. Temeljni blokovi su postavljeni u poprečnom pravcu zgrade i služe jednovremeno kao temelj za stubove. U podužnom pravcu zgrade nalaze se na rastojanju 3,20 m tavanični nosači od profila I PE 500, raspona 12,80 m. Oni su zglobno pripojeni na rešetkaste nosače. Prihvatanje sila od vetra se u poprečnom i podužnom pravcu ostvaruje pomoću spregova postavljenih ispred fasade iznad tavaničnih nosača. U podužnom pracu nalaze se između zatega spregovi. U poprečnom pravcu u kalkanskim poljima između rešetkastih nosača postavljeni su dijagonaini podupirači, kako bi se povećala krutost. Spregovi se sastoje
delim ični izgled kal kanske strane
3 konzolni nosač 4 tavan ični IPE 500 5
nosač
tavanična ploča
iz arm. betona, debljina 11 cm
gornjeg pojasa sa
tavaničnog nosača
11 konzole za prihvatanje rešetkastog nosača 12 dvodelni gornji pojas svaki štap (j> 419 mm 13dijagonalni štap napregnut pritiskom, šuplja cev
6 zatega (j> 200 m m
14 dijagonaini štap napregnut zatezanjem , pun štap
7 spreg za vetar-
15 spoj ni element
8 štap za stabilizovanje
16 blok temelja
9 dijagonaini štap za vezu rešetkastog nosača 10 zavrtanj za prihvatanje vešaljke
17 užad za utezanje 18 ankerna ploča za zategnuti štap
glavni stub sa vezom rešetkastog nosača i usidrenje vešaljke
od cevastih profila 0 190 do 360. • Tavanice: Na tavaničnim nosačima nalaze se armiranobetonske tavanične ploče širine 3,20 m i dužine 6,40 m. Ploče su razdeInicama od 5 mm podeljene jedna od druge u podužnom i poprečnom pravcu, a među sobno pričvršćene čeličnim klinovima. Na taj način je omogućeno prilagođavanje ploča pri pomeranju konstrukcije. Pojedina platna ploča preuzimaju horizontalne sile u sprezi sa tavaničnim nosačima (zavareni moždanici za sprezanje).
• Protivpožarna zaštita: Zaštitni sistem protiv požara svuda unaokolo, sa uređajima za najavu požara i za prskanje vodom. Podela zgrade u požarne sektore između spratova i po jedan požarni zid u nivoima spratova. Stubovi su zaštićeni iznutra vodom, rešetkasti i tavanični nosači oblogom, konzolni nosači' spoljašnjim polivanjem, a staklena fasada polivanjem čeličnih prozorskih roletni. Da bi se smanjila opasnost od požara za unutrašnje uređaje nisu primenjeni zapaljivi materijali.
rešetkasti nosač u unutrašnjosti zgrade
glavni stub, rešetkasti nosač i spreg za vetar podužna strana '
131
Plenarna sala Evropskog parlamenta u luksemburgu Projekt: P. Bohler, Luksemburg. - Statika: firma. - Vreme građe nja: 1978/80. Izvođačka čeličarska
Korišćenje
Osmoetažna zgrada za Evropski parlament u Luksemburgu. Građevina se sastoji od jedne okrenute zarubljene piramide u sredini zgrade i dva bočna krila koja se prema gore terasasto sužavaju. Zgrada ima ulaznu halu sa garderobama, više foajea, televizijski studio, dva radio studija, štampariju i oko 100 pojedinačnih kancelarija. U središtu zgrade nalazi se 'višespratna plenarna sala sa 774 sedišta i kabinama za simultano prevođenje. Vertikalni saobraćaj se odvija pomoću osam lift ova i tri stepeništa. Most prema susednom Evropskom centru.
izgled na strani prema dOlini
Dimenzije
Poligonaina osnova sa spoljašnjim dimenzijama 83x48 m~ Visina iznad terena na strani brda 20,90 m, a na strani doline 38,90 m. Spratne visine normalnih spratova 3,60 i 4,41 m, korisne visine prostorija 2,72 i 3,00 m. Konstrukcija
Šestougaona zgrada plenarne sale ima šestoetažnu donju građevinu i na njoj postavljenu kupolastu građevinu sale. Donja građevi na ima u stopi prečnik od 18 m. Dva koso postavljena šuplja sandučasta stuba 359x90 cm stoje na donjoj građevini na nižoj strani ter.ena i na svom vrhu su prepušteni u polje za 24 m. Između kosih šupljih sandučastih izgled ulazne strane stubqva i vertikalnih stubova nalaze se u unutrašnjosti zgrade tavan ični nosači od 1:-profila. Oni su sa stUbovima vezani zglobno. Donja građevina je zbog sprečavanja preturanja na svojoj. zadnjoj strani usidrena na dva mesta u stenu. Prihvatanje sila od vetra ostvaruje se krutim tavaničnim platnima kao i horizontalnim spregovima za vetar u ravni tavanice, i vertikalnim spregovima za vetar u zidovima. • Na strani gde je teren niži, građevina sale CY' ima konstrukciju spoljašnjeg zida od dvos-. ()-'-'>'>:~'%iJ"{'\ pratnih Viren.del nosača. visine 9 m i raspona ,~' • ~ 30 m. Oni se· nalaze na zidovima stepeniš\:v _;/ nog prostora i na šupljim sandučastim stu, o bovima donje građevine. Srednji prsten stubova građevine sale sastoji se takođe od dvospratnih Virendel nosača sa rasponima od 20,40 m između stubova. Virendel nosači su sastavljeni od horizontalnih i vertikalnih osnova u nivou plenarne sale, R = 1:200 I-profila. Na njima leži noseća krovna konstrukcija. Ona se sastoji od radijaino položenih šupljih sandučastih nosača poligonalnog oblika. Između šupljih sandučastih ja za prenošenje fasadnih elemenata na donosača nalaze se tangencijalni krovni nosanju čeličnu konstrukciju od profila:! PE 80. či od I-profila. Prihvatanje sila od vetra sproAluminijumska fasada bila je formirana kao vodi se krutim tavaničnim platnima i okvir- spreda obešena hladna i topla fasada. Elenim dejstvom Virendel nosača. menti tople fasade visine sprata spolja lakie Tavanice: Iznad tavaničnih nosača nalaze rani crno-crveno, iznutra eliksirani svetlom se čelični trapezasti limovi prekriveni beton- bronzom. Spoljašnja obloga hladne fasade skim slojem od 15 cm. sastoji se od aluminijumskih limova debljine e Fasada: Zavarena aluminijumska uzengi- 3 mm, sa zadnje strane naprskan zaštitni 132
dispozicija nosača u nivou plenarne sale, R = 1 :200
sloj (ukupno 150 t aluminijuma). e Fundiranje: Zgrada stoji na armiranobetonskoj temeljnoj ploči. Usidrenje čelične konstrukcije na zadnjoj strani u steni izvodi se u dve tačke, u svakoj sa po 12 kablova i jednog betonskog bloka. Ukupna nosivost svih 12 zategnutih kablova je 14.000 kN. Betonski blokovi su učvršćeni za stenu zategnutim ankerima.
1 kancelarija predsednika
2 plenarna sala
3 dokumentacija/arhiv 4 telefonske kabine
5 prilaz konferencijskoj zgradi 6 armiranobetonski toranj
7 Virendel zid 8
tavanični nosač
rPE 550
9 tavanični nosač :x::. P E 600 10
tavanični nosač
HE-A 700
11
statički
izgled Virendel zida, R 11 Virendel
=:
sistem,
poprečni
presek
28 izolacioni panel, debljine 12 cm
1 :300
poprečni
presek zgrade, R = 1 :666
gotova montirana srednjeg dela
29 donja konstrUkcija iz šupljih aluminijumskih profila
čelična
konstrukcija
vertikalan presek ·fasade
30 naboran aluminijumski lim
nosač
12 podvlaka HE-B 900 13 podvlaka HE-B 700 14 šuplji sandučasti stub 3590x900 mm 15 pun
nosač nosač
16 krovni
17 gornji pojas Virendel nosača HE-A 1000 18 srednji pojas Virendel nosača l-profil visine 1530 mm
19 donji pOjas Virendel nosača l-profil visine 1320 mm 20 vertikalni štap VirendeJ nosača HE-8 600 21 ugaonik za ukrućenj'e L 60x40x5 22 ankern'i armiranobetonski blok 23 kabi za utezanje 24
čvornJ
25 lim za
isečak
lim debljine 30 mm ukrućenje
iz Virendelovog zida
debljine
u betonski blok
30mm
26
izgled čvora za usidrenje čelične konstrukcije
ploča
stope, debljine 120 mm
sandučasti
stubovi srednjeg dela
noseća krovna konstrukcija plenarne sale
27 štap ovi vertikalnog sprega za vetar
Povr§ne i prostor obuhvaten zgradom korisna površina 14 500 m 2
Potreban materijal ukupno 3 m izgrađenog prostora
natkrivena površina obuhvaćen prostor
ć~lik
beton
3200 t 38,1 kg
10800 m 3 0,129m
3
800
Literatura - Acier - Stahl - Steel 4/1979.
133
"Opštinska uprava u Gorici/Italija
Projekt: G. Picotti, M. Grusovin, Gorica. Statika: L. Mazzanti, Gorica. - Vreme građe nja:' 1972177.
Korišćenje
Opštinska zgrada sa 3 i 6 etaža iznad dvospratnog suterena. Oko unutrašnjeg dvorišta nalaze se u prizemlju i u gornjim spratovima kancelarijske prostorije. U dva suterenska sprata podzemna garaža sa 100 mesta, arhiva, tehničke prostorije. Ulaz sa foajeom u susednoj zgradi. Vertikalne veze pomoću 4 lifta i 3 stepeništa.
delimičan
izgled ugla administrativne zgrade
izgled gotove konstrukcije
rl
4-
statički
134
r
rl
l!:::.!!l'J
,r
,~
Ov
3 jezgro stepenišnog
--
prostora 4 stub HE-B 240
T
14
I
j.,
5 podviakaJ. PE 450 6 podvlaka HE-A 600
7 osnova normalnog sprata R = 1 :1000
tavanični nosač ~PE 200
8 ivični nosač 1 PE 200
16 17 I
9 zavrtanj za usidrenje cp 30 mm 10
11
I I
čelik
cp
armature 14mm
ploča
I
I
stope 40 mm
12 konzola za vezivanje nosača
13
13 parapetn i panel 14 trapezasti lim sa betonom odozgo 15 donja
ploča
16 fasadni
c'rl
I
JU
I~P I
b·--f
tavanice
stubić
17 lamela za zaštitu od sunca
T
8 12 - c -
l
f--
O
IJI
dispozicija nosača, normalni sprat, isečak stopa stuba
vertikalni presek fasade
Površine i obuhvaćen prostor bruto površina korisna površina
2
11 000 m 2 9280 m
Potreba materijala
čelik
ukupno m 3 izgrađenog prostora 2 m bruto površine
504 t 12,7 kg 45,8 kg
natkrivena površina izgrađen prostor beton 3 4600 m 3 0,116m 3 0.418m
na rastojanjima
čelik
2
2057 m 3 39654 m
za armaturu 179 t 4,4 kg 15,7 kg lire 218200 258600
1,10 m. Sendvič elementi sa izolacionim za-
<
T
o
2 svetlarnlk
Čelična konstrukcija zgrade stoji na dvos-
stakljenjem. Zaštita od sunca horizontalnim trakama od U-profila od čelika Cor-Ten, 5 jednih pored drugih i 5 jednih preko drugih . • Protivpožarna zaštita: Naprskan sloj od azbest-cementnog maltera sa svim nosećim čeličnim elementima u unutrašnjosti zgrad~.
-.
v
sistem
1 kancelarija
Konstrukcija
stubići
..
1<) OG.
Spoljašnje dimenzije čitave zgrade 40,30x x 39,10 m. Spoljašnje dimenzije administrativnog tornja 21,10x13,90 m. Visina iznad zemlje 21,60 m. Spratne visinelkorisne visine prostorija: u prizemlju 4,00/3,35, u gornjim spratovima 3,50/2,95 m, u donjim spratovima 4,00/3,70 m i 3,20/2;90 m.
• Fasada: Fasadni
ri~
-
Dimenzije
pratnoj armiranobetonskoj suterenskoj građevini. Ispred fasade su spoljašnji stubovi HE-8 240, rastojanje između njih 3,60 m. Između spoljašnjih stubova i armiranobetonskih rebara, odn., nepravilno raspoređenih unutrašnjih stubova' nalaze se u podužnom i poprečnom pravcu podvlake I. PE 270 do 450 i HE-A 360, sa rasponima od 4,40 do 8,30 m. Unutrašnji stubovi se sastoje od profila HE-8 240. Oni služe za smanjivanje raspona podvlaka. Spoljašnji i unutrašnji stubovi prolaze u trospratnom delu zgrade kroz sva tri sprata. U šestospratnom delu zgrade su zajedno zavarena po dva trospratna stuba. Svi stubovi su zglobno oslonjeni na armiranobetonskom suterenskom delu zgrade. Okolni ivični nosačiIPE 200 sa rasponima od 3,60 m. Podvlake su sa stubovima vezane zglobno pomoću zavrtnjeva. Na spoljašnjim stubovima su na vezi podvlaka i ivičnih nosača zavarene konzole. Upravno na podvlake nalaze se na rastojanjima 1,80 m tavanični nosači raspona 3,60 i 4,70 m profila l PE 200 do 330. Oni, su sa podvlakama zglobno spojeni pomoću zavrtnjeva. Prenošenje sila od vetra sprovodi se preko krutih tavaničnih platana na armiranobetonska jezgra. • Tavanice: Iznad tavaničnih nosača trapezasti lim pokriven betonskim slojem. Korisno opterećenje tavanice 4 kN/m2.
noseće čelične
Literatura DLW - Nachrichten 61/1977.
presek zgrade
Glavna uprava tekstilnog preduzeća u mestu Greensboro Seve Karolina, SAD Projekt: Ode II ,i sar., Charlotte, Sev. Karolina. - Vreme građenja: 1970/71.
Korišćenje
Glavna zgrada tekstilnog preduzeća u kompleksu zgrada sa dve građevine. Ravna troetažna zgrada sadrži prostorije za konferencije, školovanje i administraciju, biblioteku, računski uređaj i društvene prostorije; u šestospratnom tornju direkcija i personalno odeljenje. Vertikalna veza tornja preko jednog centralnog jezgra sa tri stepeništa i če tiri lifta.
izgled građevine tornja sa susednom zgradom sa ravnim krovom 10
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije tornja 45,70x45,70 m, jezgro 18,30x18,30 m. Visina iznad zemlje 35,50 m. Spratne visine 4,00 m, korisne visine prostorija 2,70 m. Konstrukcija
Na. spoljašnjim stranama zgrade tornja su če tiri rešetkasta nosača sa pojasevima i dijagonalama građenim od sandučastih profila. Centralno jezgro se sastoji od krute čelične skeletne konstrukcije sa zavarenim vezama. U nivou krova, između jezgra irešetkastih nosača je noseći roštilj od dijagonalnih i ukrštenih podvlaka (I:profili visine 1080 mm), na rastojanju od 4 do 6 m. Podvlake su na gornjem pojasu rešetkastog nosača priključene zglobno, kako bi se izbeglo torziono naprezanje gornjeg pojasa. Između podvlaka su krovni nosači (fprofili visine 860 mm) na rastojanjima od 2 m i sa rasponima od 4 do 6 m. U ravnima fasada su na nosećem roštilju učvršćene vešaljke HE-8 360, na kojima su obešena četiri gornja sprata. Međuspratne konstrukcije se u jednom pravcu sastoje od podvlaka koje su raspoređene između jezgra i nosača vešaljke (t-profili visine 1060 m), raspona 15 m. U poprečnom pravcu su tavanični nosači [-profili visine 530 mm) sa rasponom od 9 m. Celična konstrukcija prizemlja i 1. sprata stoji na suterenskoj etaži. Preuzimanje sila od vetra preko krutih tavaničnih i krovnih platana na jezgro i rešetkaste nosače. ., Tavanice i krov: Trapezasti lim sa slojem betona odozgo. Spregnuto dejstvo između krovnih nosača i betona pomoću veznih moždani ka.
dispozicija nosača noseće krovne konstrukcije
sprat tornja
1 velika kancelarijska prostorija
2 jezgro zgrade građevina
konstrukciji I-profil visina 1080 mm
5 krovni
5000t
Cena koštanja građenja, ukupan kompleks (1971) ukupna cena koštanja građenja
g 14183758
m
2
bruto površine
Literatura Baumeister 11/1972, - Detail 2/1973. Konstr, tablice.
391
I
=-c~~~
veza profila vešaljke sa nosećom krovnom konstrukcijom
7 ugaoni stub spoljašnje noseće konstrukcije, sandučasti profil 760x760 mm 8 podvlaka l-profil visina 1060 mm
9
tavanični nosač
:r:-profil visina 530 mm gotov čelični skelet jezgra, montaža spoljašnje noseće konstrukcije
I l, g
nosač
l-profil visina 860 mm 6 vešaljka HE-8 360
dispozicija nosača, normal ni sprat
[~3
beton 3 13187m 3 137.94 kgO.364 m
čelik
-"-~~_
čeličnoj
4 podvlaka
~~-
Utrošak materijala ukupno 2 m bruto površine
tornja
3 jezgro zgrade u
presek čelične konstrukcije građevine tornja
Površine i prostor obuhvaćen građevinom 2 bruto površina 36248 m
zglobno vešanje podvlake u uglovima noseće konstru kcije koja leži napolju
6I
-,
~~-
-
nosačC\
za
10 gornji pojas spoljašnje rešetke šuplji sanduk 660x1220 mm
11 temeljni šip i
I
12 most prema zgradi sa ravnim krovom
1 f1
r
J
statički
vezivanje vešaljku
Sistem,
građevma
l l til
tornja
135
Zgrada banke u mestu Auxerre/Francuska
Projekt: J. C. Zejma, Pariz. - Statika: S. M. B., Saint-Brieuc. Vreme građenja: 1976/77.
ukupni izgled
Korisćenje
Filijala banke u dvoetažnoj zgradi, delimično sa podrumom, sastavljenoj od dve među sobno malo pomerena kubusa. U prizemlju se osim ulazne hale nalaze školske prostorije i računski centar. U gornjem spratu su prostorije direktora, još jedna velika kancelarijska prostorija i sanitarni čvor. U donjem spratu tehničke prostorije. Vertikalni saobraćaj odvija se jednim liftom i sa dva stepeništa.
Povrtine i prostor obuhvaĆ8n zgradom bruto površina korisna površina
5400 m 2 3000 m 2
natkrivena površina prostor
izgrađen
Potreban m8lerijlll
čelik
~\UiZ~~ađenog prostora 2
210 t 9,6 kg 38,9 kg
m
bruto površine
beton 2100 mJ 0,1 m~ 0,4 fTI
Literatura - Domus 2/79.
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 66,00x39,60 m. Visina iznad zemlje je 9,00 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 4,25/3,17, u gornjem spratu 4,25/3,37 m.
osnova gornjeg sprata statički
statički
Konstrukcija
Na rasteru osnove modula 1,20 m stoje dvospratni stubovi na rastojanjima od 6,00 do 10.80 m. Oni su oslonjeni zglobno, a sastoje se od čeličnih cevi sa debljinom zidova od 7 mm. Prečnik spoljašnjih stubova 300 mm, unutrašnjih 400 mm. U poprečnom pravcu zgrade su podvlake sa rasponima od 7,20 i 10,80 m vezane kruto sa stubovima. Podvlake se sastoje od saćastih nosača visine 80 cm sa gornjim i donjim pojasom od 112 !PE 220 i 270. Ivični nosači se sastoje od !-profila 800x150 mm. Ukrućenje zgrade protiv vetra sprovodi se u podužnom pravcu krstastim spregovima, u poprečnom pravcu okvirnim dejstvom, a u krajnjim poljima opet krstastim spregovima. Krstasti spregovi su postavljeni ispred fasade. Oni se sastoje od cevasti profila 0 140 mm. lt Tavanice: Montažni armiranobetonski elementi izliveni kruto u odnosu na smicanje; korisno opterećenje tavanice 4 kN/m 2 • lt Fasada: Sendvič fasada-zavesa od elemenata širine 1,20 m, toplotno izolovanih pomoću fiksnog zastakljenja. Ispred fasade su na rastojanju 1,20 m raspoređeni vertikalni rešetkasti nosači od cevastih profila, radi prihvatanja elemenata za zaštitu od sunca i podesta ispod prozora. lt Protivpožarna zaštita: Spoljašnji stubovi ispunjeni betonom. Instalacija vođenje instalacije kroz otvore nosača. Kolektori za sunčanu
Horizontalno saćastih
energiju na krovu, pumpe za transport toplotne energije na donjem spratu. 136
podužni presek zgrade stakleni krov iznad svetlarnika
sistem -
sistem
poprečni
presek
podužni presek
6
1 velika kancelarijska prostorija
2
pojedinačne
kancelarije
3 svetlarnik 4
sunčani
kolektori
5 spoljašnji stub, cevasti profil <1>300
6 unutrašnji stub, cevasti profil <1>400
7
tavanični nosač
sa rupama
odI PE 220
8
tavanični nosač
sa rupama
odlPE 270
unutrašnji stub sa vezom nosača
9 podvlaka sa rupama od 1-PE 330 10 montaža čelične noseće konstrukcije sa spregom za vetar
0--.----
o
\../
o
o
l
V~
11 fasadni stubić 100x100 mm 12 podupirači, cevasti profil <1>75 mm
o
I
T
j
o
I/~
r::7
17~
!~< 01'(7 A'
14
dovođenje
vazduha kroz raster lamela 15 odvođenJe vazduha 16 refleksija dnevnog svetla 17 refleksija
veštačkog
svetla
~/
6
-n II
o-------=z
disp ozici"a
f~7
13 fasadni panel od aluminijumskih limova i toplotnom izolacijom
I//~
If
o
~8/t1 1/ ~ I~ 1/ 1/ I~
o
r~
o
5
o
1 1
f---l
\../
ivičn; nosač I-profil visine 800 mm
nosača
-n
o
IIII II o
/'\. I~
I/~
I
o
-------
""'/
I/~o I o 10
horizontalni presek konstrukcije spoljašnjeg zida isečak iz fasade - unutrašnji ugao zgrade
sistem instalacija detalj elementa za zaštitu od sunca
isečak
iz fasade - spoljašnji
ugao
131
Administrativna i bankovna zgrada u Trondhajmu/Norveška Projekt: K. Bergersen, A. Hangdahl, Trondhajm. - Statika: A. Myklebust, K. Aarset, Trondhajm. - Vreme građenja: 1975/77.
Korišćenje
Šestoetažna administrativna zgrada kao proširenje jedne 'postojeće banke. U prizemlju se nalaze hale sa šalterima i otvoreno stepenište za vezu sa susednom starom građevinom. U tri gornja sprata je banka i iznajmljene kancelarijske prostorije. U potkrovlju ekspres restoran sa kuhinjom, prostorije za sastanke, centrala za klimatizaciju. U dva donja sprata arhivske i skladišne prostorije, društvene prostorije, tehničke prostorije, pretinci, prostorija sa sefom. Preko odvojenog ulaznog prostora su dostupna dva otvorena jezgra, svako sa dva lifta. Na taj način mogućan je odvojen prilaz iznajmljenim kancelarijskim prostorijama. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 23,70x57,00 m. Visina iznad zemlje 19,00 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 4,30/3,55 m, u 1. spratu 3,79/3,04 m, u drugom i treć~m spratu 3,.50/2,75 m, u potkrovlju
ulična
strana sa glavnim ulazom
3,00-3,75/2,40-2,90m. Konstrukcija
Dva unutrašnja jezgra dele čeličnu konstrukciju u dva različita noseća sistema. Južni deo se sastoji od obešene, a severni deo od skeletne konstrukcije. Obešena konstrukcija: Dva nosača od čelič nih limova (1 p rofil , visina 3,00 m, raspon 28,80 m) zavarena zajedno, 'nalaze se na rastojanju od 8,40 m iznad srednje podužne ose između zIdastepenišnog prostora i dva čelična stuba ispunjena betonom (0 800 mm). Na svakom nosaču su tri vešaljke (0 120 mm) učvršćene na rastojanju od 7,20 m, na k~je su obešene tavanične ploče. Tavanični nosači vezani s vešaljkama zavrtnjevima preko navarenih konzola i spojnih limova. 48 Čelična skeletna konstrukcija: Kvadratni čelični stubovi (305x305 mm, debljina lima 9,5 mm) na rastojanju 7,20 m u podužnom pravcu, a 84,0 m u poprečnom pravcu. Stubovi prolaze kontinualno kroz sve spratove. Tavanični nosači su na navarenim konzolama stubova zglobno oslonjeni. Prihvatanje sila od vetra krutim tavaničnim platnima i betonskim telom krova u armiranobetonskom jezgru. 48 Tavanice: Tavanični nosači iznad srednje podužne ose sa rasponom 7,20 m (šuplji sandučasti nosači širine 250 mm i visine 32 mm), a u poprečnom pravcu iznad oba bočna polja sa rasponom 6,13 m (šuplji sandučasti nosači visine 270 mm). Ivični nosači (šuplji sandučasti nosači, visina 254 mm, širimi 152 mm, raspon 4,80 m) zavareni sa ispustima koji su navareni na spoljašnje stubove. 138
osnova 2. sprata, R = 1 :666
statički
poprečni
presek zgrade, R = 1 :.666
sistem, podužni presek
Prethodno napregnute betonske rebraste ploče raspona 7,00 m u podužnom pravcu bočnog polja, a. raspona 8,00 m u popreč nom pravcu srednjeg polja. Iznad toga sloj armiranog betona 5-7 cm. Korisno opterećenje tavanice 3 i 5 kN/m2. 48 Fasada: Refleksne spregnute ploče bronzano zatamnjene u aluminijumskim okvirima. Stubovi i soki obloženi sivim prirodnim kamenom. 48 Zaštita od požara: Svi noseći čelični delovi isprskani mineralnom vunom. Uređaj za prskanje vodom.
Površine i prostor obuhvaćen građevinom bruto površina 9.080 mZ korisna povrŠina 7017 mZ
Utrošak materijala ukupno 3 m obuhvćaenog prostora mZ bruto površine
čelik
205 t 6,4 kg 22,6 kg
natkrivena površina 1 315 mZ
obuhvaćen prostor 31 900 m 3 beton 3270m 3 O,10m 3 0,36 m 3
Cena koštanja građenja (1977) Norv. kr. u~upna cena koštanja građenja 42,5 mil. mZ bruto površine 1 332 mZ korisne površ. m obuhvaćenog prostora
čelik
za armat. 335 t 10,5 kg 36,4 kg
Norv. kr. 4681 6057
dispozicija nosača, normalni sprat, R = 1 :666
horizontalni presek fasadne konstrukcije, R = 1 :2'0 6
15
14
veza tavaničnog R = 1 :20
nosača
na unutrašnji stub, izometrija spoja
vertikalni presek zgrade, R = 1:150
nosača
1 oslonački nosač I-profil visina 3 000 mm veša lj ka
2 vešaljka 120 mm 3 krovni element, beton izliven na licu mesta 4 čelični stub 800 mm ispunjen betonom 5 stub kao zavaren šuplji sandučasti profil 305x305 mm 6 tavanični nosač 250x320 mm 7 tavan;čni nosač 300x270 mm 8 ivični nosač 150x254 mm 9 betonske rebraste ploče, prednapregnute, sa betonskom pločom odozgo 10 rebro prihvatnog nosača 11 konzolni lim, vešaljka 12 spojni lim 13
ploča
glave
14 konzolni lim, čelični stub
spoljašnji stub sa isturenim
ivičnim nosačima
15 oslonački ugaoni k 16 cev za instalacije
2
17 omotač za zaštitu od požara
veza tavaničnog nosača sa jezgrom, R = 1 :20
čelična noseća
konstrukcija sa prihvatnim
nosačem
18 čelični lim, deb1j1na 2 mm 19 obloga od prirodnog kamena 10 o I I ~- -12 I fl
it.!
11
vezivanje tavaničnog nosača na vešaljku, R = 1 :20 horizontalni presek
vertikalni presek
6
6
l
I '!
io o
f-
I
I
IQ
01
I I IH
I
I
~J
I
l
I
13 --12 2
139
Zgrada banke u DabIinulirska
Projekt: S. Stephnenson i sar., Dablin. Statika. Ove Arup + partner, Dablin. - Vreme građenja: 1972/78.
Korišćenje
Upravna zgrada sa 12 etaža iznad pravougaone osnove. U dva suterenska sprata nalaze se podzemne garaže, u prizemlju trezor sa svojim uređajima. Ulazna hahi u 1. spratu preko prostranog stepeništa dostupna sa nivoa trga. U sedam narednih spratova nalaze se kancelarijske prostorije, u potkrovlju tehničke prostorije. Vertilani saobraćaj kroz dva unutrašnja jezgra sa stepeništima, liftovima, mokrim čvorom i šahtovima za instalacije. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 45x30 m. Dimenzije jezgara 12,60x8,10 Visina iznad zemlje 45,16m. Spratne visine normalnih spratova 3,75 m, korisne visine prostorija 2,50 m.
m.
Konstru~cija
Noseći
sistem zgrade sastoji se od obešene konstrukcije. Sva opterećenja preuzimaju dva unutrašnja armiranobetonska jezgra. Na jezgrima su na uglovima raspoređeni stubovi sa dijagonainim podupiračima 0-profil 475 x 425 mm). Glave 'stubova su spojene horizontalnim zategama od 15 čeličnih štapova (0 40 mm). Od glava stubova vode kose zatege od 16 čeličnih štapova (0 40 mm) prema glavama vertikalnih vešaljki koje su poprečnim stranama zgrade sažeta u dva, na podužnim stranama u 4 svežnja. Svežnjevi se u poslednjem spratu. sastoje od 14 štapova (0 40 mm). Oni se prema dole smanjuju po spratovima za po 2 štapa. U svakom spratu okolni ivični rešetkasti nosači od šupljih profila, sa rasponima od 7,5, 12,00 i 15,00 m i prepustima od 7,50 i 9,00 m kod uglova zgrade. Visina ivičnih nosača u poslednjem spratu 3,00 m; u ostalim spratovima 1,50 m. Između jezgara su na bokovima podvlake raspona 15,00 m, u poslednjem spratu rešetkasti nosači visine 2,00 m, u ostalim spratovima saćasti nosači visine 0,85 m. Paralelno sa podvlakama nalaze se kao tavaniči nosači između jezgara na rastojanju 1,50 m saćasti nosači, visoki 0,85 m. Između ivičnih nosača i jezgara, odn., podvlaka takođe tavaničn~ nosači na rastojanju 1,50 m sa rasponima od 9,00 i 7,50 m (rešetkasti nosači od ugaonika, visine 0,85 m). Sile od vetra se krutim tavaničnim platnima prenose na jezgra. '. Tavanice:" Montažni betonski elementi 1,50x1 ,50 m, debljine 11,50 cm, u poslednjem spratu sa betonskim slojem od 18,50 cm, kao zaštitom od buke (tehnički uređaji). • Montaža: Postupak dizanja tavanica sa 20 presa. Nosivost jedne prese 500 kN. Pojedini spratovi se sa svojim instalacijama, parapetskim pločama i zastakljenjem montiraju na zemlji, a tada dižu u svoj krajnji položaj.
izgled sa glavnim ulazom
a
140
osnova normalnog sprata, R = 1 :800 1 kancelarija 2 direkcija 3 kuhinja 4 trpezarija
presek zgrade, R = 1 :800
Povr!ine i prostor obuhvaten" zgradom bruto površina korisna površina
• Fasada: Prepuštene spratne ploče obložene kamenim pločama, povučeno tamno obojeno zastakljenje. • Zaštita od korozije pojedinačnih štapova pomoću PVC-obloge i alumfnijumskih csvi preko toga, prečnik 120 mm.
UtrOOok materijala ukupno mZ bruto površine
2 3 450 m natkivena površina 8500 mZ čelik
beton
1 200 t 8650 m 3 127,0 kg 0,92 m 3
cena
ko!tanja građenja (1 978) ukupna cena koštanja građenja 2 m bruto površine 2 m korisne površine
Literatura: Architectural Review 12/79.
9,75 mil. 2826 1 147
1 350 m 2
čelik
za armat. 950 t 100,5 kg
isečak fasade sa krovnom tavanicom imeđuspratnom tavanicom , vezivanje vešaljke za međuspratnu tavanicu
1--+------9 11
pogled odozgo na R = 1:800
noseću
krovnu konstrukciju, statički
sistem
5 stub,I-profil 475x425 mm 6 zatega od 15 štapova 1J 40 mm
7 zatega od 16 štapova 1J 40 mm
8 zatega, 2 po ·spratu, 1J 40 mm 9
ivični
10
rešetkasti nosač
tavanični nosač
sa rupama
visina 850 mm 11 tavanični nosač kao rešetkasti nosač visine 850 mm nosač sa rupama visina 850 mm
12 podvlaka kao
dispozicija nosača normalnog sprata
13 podvlaka kao rešetkasti
•••• •••• ••••"'.
...
16
I
I
I I
19 20 21 7
poprečni
presek kose zatege
18
17
nosač
visine 2000 mm
14 montažna 11,5 cm
tavanična ploča
15 obloga fasade od kamenih ploča
16 zid jezgra 17
oslonački
element
18 limovi za izravnavanje 19
čelična
mreža
20 malter
22
pOjedinačne ve"'jke 8~ veza tavaničnog rešetkastog nosača na jezgro
21
omotač
od bakarnog lima
22 obloga od plastične mase 23 aluminijumska obujmna cev 1J120mm
montaža 6 1
l
n
ivičnog
krovnog
nosača
snop vešaljki, smanjivanje po spratovima
vertikalni presek gornje konzolne konstrukcije
II 141
Glavna zgrada štedionice II Hanoveru
Projekt: H. Wilke, Hanover. - Statika: KohIhaas, Schaper, 8ergmann, Hanover. - Vreme građenja: 1974/76.
Korišćenje
Glavna zgrada štedionice u Hanoveru u višespratnoj zgradi sa suterenom po celoj osnovi. Hala za sastanke u prizemlju i u 1. spratu. U 2. spratu trezorski uređaji i tehnič ke prostorije. Svaki najviši sprat od šest stepenasto uzdignutih kancelarijskih tornjeva služi kao sprat za instalacije. U svim drugim gornjim spratovima nalaze se kancelarijske prostorije za oko 1000 službenika. Tornjevi su spojnim traktovima spojeni sa stepenišnim prostorima i šahtovima na snabdevanje. Glavni stepenišni prostor sa liftovima u središtu zgrade. Dimenzije
Pravougaona
osnova
sa
dimenzijama
72,40x46,00 m. Kancelarijski tornjevi po 14,20x19,20 m, spojni traktovi širine 7,20 m. Visina tornjeva iznad zemlje 2x21,50 m; 1x49,50 m; 1x57 ,50 m Spratne visine 4,00 m, korisne visine prostorija su 3,185 m. &
Srednji stub i četiri stuba u uglovima, koji stoje slobodno od fasade, nose spratove kancelarijski h tornjeva. Jedan nosač koji se nalazi u srednoj osi i dve podvlake koje su upravne na njega (rastojanje 2,96 m) predstavljaju oslonac za tavanične nosače koji su raspoređeni paralelno sa glavnim nosačem (rastojanje 3,37 m, raspon 8,33 m). Stubovi su građeni kao pendel-stubovi, valjani profili, zavisno od opterećenja HE-A 360, HE-8 400, HE-M 450, rastojanje ugaonih stubova 19,20 m. Glavni i tavanični nosači zavareni saćasti nosači sa krutim gornjim pojasom od profilisanih štapova, donjim pojasom od pljošteg čelika i trapezastim međulimovima. Podvlakel-PE 450. Zavareni ivični nosači inoseča konstrukcja od sandučastih preseka i konzolni nosači prenose opterećenja na stubove u uglovima. Ivični nosači kao zavareni puni nosači visine 1.600 mm i širine 250 mm, LI poslednjem spratu svakog tornja ivični nosači kao rešetkasti nosači visine sprata. Prihvatanje sila od vetra centralnim armiranobetonskim jezgrom i međuspratnim konstrukcijama izvedenim kao kruta platna. U zakošenim delovima kod uglova, koji su bez prozora, raspoređeni su krstasti spregovi. Prenošenje horizontalnih sila u jezgro zavarivanjem čeličnih podvlaka za čelične elemente ugrađene u zidovima jezgara. .. Tavanice: Tavanice se sastoje od armiranobetonskih montažnih ploča visine 14 cm i veličine 8,10x3,30 m, koje su sa gornjim pojasevima nosača i međusobno zavarene, kako bi se postiglo dejstvo zidnog platna. Korisno opterećenje tavanice 5 kN/m2, u teh2 ničkim spratovima 10 kN/m . 142
osnova 4. sprata, R = 1 :750
statički
Površine i prostor obuhvaten zgradom 2 bruto površina 35000 m 2 korisna površina 25000 m
.. Fasada: StaKleno aluminijumska fasada-zavesa sa prozorskim površinama od izolacionog stakla za zaštitu od sunca, parapeti od opal-stakla. Spojni traktovi, koji su bez prozora, obloženi su smeđim pločama od granita. .. Zaštita od požara: Čitava čelična konstrukcija još pre montaže dobija vatrostalni premaz.
Potreba materijala ukupno 3 m obuhvat. prostora 2 m bruto povr'\ine
sistem
natkrivena površina obuhvaćen prostor
čelik beton 4100t 15120m 3 26,5 kg 0,0098 m 3 117,1 kg0.43m 3
3360 m 2 155000 m 3 čelik
•
za armat. 1250t 8,1 kg 35,7 kg
DM 2571 3600
Literatura Detail 4/1978. konstrukcijske tablice. AcierStahl - Steel 11/1975. str. 397.3/1978, str. 97. Der Stahl bau 12/1976. str. 353
presek zgrade, R = 1 :750
dispozicija
nosača,
normalni sprat (4.
sp~lat)
1 tehnika
9 podvlaka
2 uprava
10
tavanični.nosa(:':sa.
rupama
visine 675 mm
3 telefonska centrala
11 ivični.nosačI...,.profil visine 1 600 mm
4 pošta
5 štamparija
nosač HE-M ojačanim rebrom
12 prepušteni
6 srednji stub HE-M 360
7 ugaoni stub HE-M 450 8 glavni nosač sa rupama visine 675. mm
sa
13 šuplji sandučasti 680x560 mm
600
nosač
"
1
16t
il
IIi
11-
Rohbouphosen
17
torzionj nosač i vezivanje konstrukcije na spoljašnje stubove u uglu 14 montažna
tavanična ploča
15 vertikalne lamele za zaštitu od sunca
Vertikalschnitt der Fossade
16 fiksno zastakljenje
17 staklena ploča u boji, toplotna izolacija 18 ugaoni stub sa cevastimomotačem
19 podvlaka HE-8 260 20 podvlaka HE-M 220
21 2 L 100x10
143
Upravna zgrada II Hilversumu/Holandija
Projekt: Falkenburg + Mulders, Loosdrecht. Statika: H. de Prouw, Driebergen. - Vreme građenja: 1977/78.
Korišćenje
Upravna zgrada društva za televizijsku propagandu u troetažnoj zgradi; delimično sa suterenskim prostorijama, sastavljenoj od više šestougaonika, jedinica koje su prema gore slažu stepenasto unazad. U prizemlju ulazni prostor, kancelarijske prostorije, soba za konferencije i skladišta. Na 2. spratu filmska sala, bar i tehničke prostorije. U suterenu arhiva,skladište materijala i podzemna garaža. Jezgro sa stepeništem i liftom. Dimenzije
Šestougaoni raster sa stranicama dužine 4,0 m. Spoljašnje dimenzije 44,60x35,00 m. Visina iznad zemlje 10,00 m. Spratne visin'l1korisne visine prostorija u suteren u 2,95/2,65 m, u prizemlju i u gornjim spratovima 3,32/2,70 m. Konstrukcija
Zglobna konstrukcija sa čeličnim cevastim stubovima visine sprata 0 125 mm, sa međurastojanjima 4,0 m. Zid debljine 5-20 mm, zavisno od opterećenja. Tavanični nosači.:cPE 450,"1 PE 330~HE-B 360 na rastojanju 3,50 m i sa rasponima 4,0 i 8,0 m; ploče na glavama stubova učvršćene zavrtnjevima. Obodni ivični nosačc260. Prenošenje sila od vetra tavaničnim platnima na zidove jezgra. e Tavanice: Montažne betonske trake kao oslonci tavaničnih elemenata položene na donju flanšutavaničnog nosača, a sa rebrom nosača učvršćene zavrtnjevima. Radi lakše montaže donje ploče na uglovima betonskih traka položene drvene letve. Na betonske trake su položene montažne ploče (dužine 3,50 m, debljine 5 cm) od armiranog betona kao izgubljena oplata za 10 cm debeo betonski sloj. Korisno opterećenje ta2 vanice 2 kN/m 2 , kod krovnih terasa 6 kN/m . e Fasada: Anodizirane aluminjumske ploče bronzane boje sa kliznim prozorima i izolacionim zastakljenjem. Vertikalno raspoređe ne lamele za zaštitu od sunca sa jedne strane. e Zaštita protiv požara: Unutrašnji i spoljašnji stubovi u trospratnom delu zgrade ispunjeni betonom. e Fundiranje: Temeljna ploča ispod suterenskog sprata, temeljno tlo od finog - do srednjeg finog pes ka, pritisak na tlo 0,25 2 MN/m . Ispod zidova dela zgrade bez suterena trakasti temelji, temeljno tlo poboljšano smešom pesak-cement, pritisak na tlo 0,1 2 MN/m . 144
1 ulazna hala 2 unutrašnje dvorište 3 studio 4 prodavnica hrane i
pića
5 kancelarijske prostĐrije 6 čelični cevasti stub ~ 115 mm 7 nosač~PE 450 8
nosač::t:PE
9
nosač
10
330
HE-A 400
nOsač
HE-B 360
11 ivični nosačCNP-360 12 zidovi jezgra
~ statički
L
XX l sistem" deo preseka dispozicija nosača iznad prizem Ija, R = 1: 500
p resek zgrade
11
I
r''--
.
10
11
-
:--
13-
r-
•
====
11
24
I ~t",
.--~
~
11 14
6
I I I
aa
I
cc
I
dd
I
I I I I
ee
veze nosača i okruglog stuba, R = 1: 17,5
11 15
8
25
I
6-
: I
oslonačka ploča, ivični nosač tavanični nosač,
R = 1 :7,5 horizontalni presek-fasade u uglu zgrade
montaža Površine i prostor obuhvaćen zgradom 2 bruto površina 2 250 m 2 1 865 m korisna površina Potreba materijala ukupno m 3 izgrađenog prostora 2 m bruto površine
čelik
77t 10,3kg 34,2 kg
Cena koštanja građenja (1978) Hol. fl. ukupna cena koštanja građenja 3095000 3 m izgrađenog prostora 416
čelične noseće
konstrukcije 13
natkrivena površina izgrađen prostor beton 3 900m 3 O,12m 3 0.40 m 2
čelik
čeona ploča
14 spoj ni lim, zavaren za armaturu 65 t 8,7 kg 28,9 kg
m bruto površ. 2 m korisne površine
Hol. fl. 1376 1660
15 montažne betonske trake
16 montažna ploča debljine 5 cm 17 beton, 10 cm
18 šipka
19 eloksirani aluminijumski elementi
20
sendvič ploče
21 aluminijumski Literatura
fasadni
Detail 5/80, Konstrukcijske tablice
22
stubići
sandučasti
profil
200xl00x8 mm 23 drvene grede 7,5x17,5 cm 24
ploče
od gips-kartona
25 aluminijumski prozor
vertikalni presek fasade sa vezom za krovnu terasu R = 1 :40
145
Upravna zgrada kuće Bush lane/Vel. Britanija
Projekt i statika: Arup + sar., London. - Vreme građenja: 1972/76. Korišćenje
Kancelarijske površine za iznajmljivanje u devetoetažnoj upravnoj zgradi u Londonu. Prizemlje nije izgrađeno do visine od 10 m, kako bi se na ovom mestu omogućila planirana gradnja jednog tunela podzemne železnice i stanične hale. U 1. spratu nalaze se tehničke prostorije. Osam daljih spratova imaju kancelarijske površine koje su deljive i 2 bez stubova, sa površinom 3.800 m • Vertikalan saobraćaj odvija se sa tri lifta i dva stepeništa. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije bez spoljne noseće konstrukcije 35,20x16,OO m, spoljašnje dimenzije zajedno sa tom konstrukcijom 38,00x18,00 m. Raster osnove 1,60x1 ,60 m. Visina iznad zemlje 45,00 m. Spratne visine u tehničkom spratu 4,37 m, u spratovima sa kancelarijama 3,60 m.Korisne visine prostorija u tehničkom spratu 3,60 m, su spratovima sa kancelarijama 2,80 m. Konstrukcija Noseća konstrukcija zgrade bila je određe na prema planiranoj podzemnoj železnici koja prolazi kroz teren zgrade. Fundiranje se stoga moglo sprovesti samo samo iznad površina koje nisu predviđene za izgradnju tunela podzemne železnice. Prenošenje opterećenja je stoga koncentrisano na jednom jezgru i tri bloka sa stubovima. Mrežasti cevasti čelični rešetkasti nosač, smešten ispred fasada 2. do 9. sprata preuzima opterećenje od tavaničnih nosača i prenosi ga na tri vertikalna para stubova svaki sa dva cevasta profila i neposredno na ekscentrič no smešteno jezgro. Osim toga, jedan deo opterećenja se prenosi od čeličnog cevastog rešetkastg nosača na čelični rešetkati nosač visine sprata koji prolazi svuda unaokolo u 1. spratu. Tri vertikalna para stubova stoje neposredno na blokovima stubova u prizemlju. Obimni rešetkasti nosač prenosi svoje sile isto tako na blokove stubova i na jezgro. Blokovi stubova se sastoje od po dva stuba oblika "šajbne" postavljena jedan pored drugog sa po dva I-profila vezana međusobno jedan ispod drugog horizontalnim I-profilom i Iimom. Mrežasta rešetkasta konstrukcija gornjih spratova sastavljena je od elemenata širine 3,20 m i visine 14,40 m, od kojih se po dva, jedan iznad drugoga, pružaju od 2. do 9. sprata. Elementi se sastoje iz cevastih profila od nerđajućeg čelika koji se dijagonalno ukrštaju (0 194 mm, debljina zidova 16 mm). Gornji i donji pojas elemenata koji odmah obrazuju i gornji i donji završetak mrežaste rešetkaste konstrukcije, sastoje se takođe od cevastih profila (0 324, mm, debljina zidova 16 mm). Cevasti profili su na čvorovima međusobno zavareni.
146
poprečni
presek zgrade
osnova normalnog sprata 1 sprat sa instalacijama, 2 kancelarijski sprat. 3 čelična cevasta rešetka
Elementi mrežaste rešetkaste konstrukcije su iznad dvodelnih čvorova od oplemenjenog čelika povezani spajanjem polovine čvorova visokovrednim zavrtnjevima. Vertikalni parovi stubova unutar mrežaste rešetke sastoje se od cevastih profila (0 512 mm, debljina zidova 12 do 24 mm zavisno od opterećenja), koji su povezani horizontalnim zavarenim cevastim profilima (0 324 mm, debljina zida 16 mm). Sile od vetra prenose se pomoću krutih ta-
vaničnih
platana i spoljašnjom mrežastom rešetkastom konstrukcijom na jezgro i na okvire, u podužnom i poprečnom pravcu. Okviri su formirani od jezgra blokova" stubova prizemlja, i, u podužnom pravcu zgrade sa po jednim, a u poprečnom pravcu zgrade sa po dva rešetkasta nosača visine sprata. lt Tavanice: Međuspratna konstrucija od armiranobetonskih ploča (15 cm) sa rasponima 1,60 m iznad tavaničr:lih nosača odl:-profila 525x212 mm, sa okruglim otvorima
statički
sistem spoljašnje noseće konstrukcije
čvor
vezivanje tavani čnog
nosača
u
čvoru
rešetke
4
rešetke
tavanični nosač
l-profil 525 mm
za instalacije. Tavanični nosači su raspoređe ni u poprečnom pravcu zgrade. Svaki drugi tavaničri nosač priključen je na dve bočne pločice ivisokovrednim zavrtnjevima za čvorove mrežaste rešetkaste konstrucije. Preostali tavanični nosači leže na obimnim ivičnim nosačima. Rastojanje tavaničnih nosača 1,60 m, raspon 16,00 m. Ukupna visina tavanične konstrukcije 70 cm. Korisno opte2 rećenje tavanice 3,9 kN/m . e Fasada: Od sivo naglašene boje stakla i sivo anodiziranih aluminijumskih ploča. e Zaštita od požara: Cevasti profili rešetaste konstrukcije su ispunjeni vodom. Voda dolazi od jednog rezervoara na krovu preko dovodne cevi smeštene u tehničkom spratu odozdo u cevaste profile noseće konstrukcije. U slučaju požara voda pod atmosferskm pritiskom isparava kroz ispusne ventile na gornjem kraju stubova na svakom spratu. e Fundiranje: 14 betonskih šipova do dubine od 27 m, skupljanje glava šipova u temeljnu ploču.
5 štap mreže
čvor\tavaničnog nosača
7 obloga od aluminijumskog lima dizanje jednog para stubova
detalj
Površine i prostor obuhvaćen građevinom 2 bruto površina 5 800 m natkriven a površina 2 3800 m obuhvaćen prostor korisna povrŠina Utrošak materijala
čelik
~~u~::::hvaĆenOg prostora 2
ll00t 50,9 kg 189,65 kg
m
bruto površine
ploča
čvora
8 detalj 9
čvora
ivični nosač
I-profil 300 mm
izometrija noseće konstrukcije
10 rešetkasti nosač u spratu sa instalacijama 11
tavanična ploča
12 blok stubova montaža rešetkastog elementa
stopa para stubova i isečak iz čelične cevaste rešetke
593,5m 2 3 21605 m
724,00 1105,00 Literatura The Structural Engineer 2/77, str. 75. - The Arup Joumal 12176, str. 6. Der Stahl bau 12/78, str. 378. - Acier-STahl-Steel 1878, str. 6.
147
Upravna zgrada Južnonemačkog udruženja za gvožđe i čelik u Maincu
stručnog
Projekt: HPP Hentrich, Petschnigg i partner, Ousseldorf-Wiesbaden. - Statika: Grebner, Mainz-Wiesbaden. - Vreme građe nja: 1974/76. Korišćenje
Uprava sa 450 radnih mesta u osmoetažnoj zgradi sa punim suterenom. Prizemlje je prošireno jednospratnom ravnom zgradom. Ovde se nalaze prostorije za prijem sa telefonskom centralom, računski centar, prostorije za učenje, pošta, prodavnica hrane i pića i sala za sednice za 90 lica. Na 1. do 6. spratu nalaze se kancelarijske prostorije za 1 do 2 lica. Na 7. spratu nalaze se prostorije za direkciju, prostorije za razgovor kao i sala za sednice zB: 30 lica. Arhiva, prostorije za snabdevanje, kućne radionice i podzemna garaža sa 250 mesta nalaze se u suterenskom spratu. Verti~alan saobraćaj odvija se u centralnom jezgru sa dva stepeništa, tri Irrta; sanitarne prostorije.
1 foaje 2 sala za
4 krilo s kancelarijama
Dimenzije
Prizemje . sa spoljašnjim dimenzijama 82,50x56,25 m, normalni spratovi iznad krstaste osnQve sa spoljašnjim dimenzijama 59,25x59,25 m. Visina iznad zemlje 25 m. Unutrašnje jezgro sa dimenzijama osnove 19,85x7,25 m. Spratne visinelkorisne visine prostorija u prizemlju 3,82/3,26 m, na 1.do 6 sprata 33/2,50 m, na 7. spratu 3,50/2,94 m.
5 direkcija 6 terase
7 krstasti stub 300x300x40
Konstrukcija
Na suterenskom spratu od armiranog betona stoji čelična skeletna konstrukcija zgrade sa armiranobetonskim jezgrom u sredini. Noseći sistem se razvija iznad rastera osnove od 1,25x1 ,25m. Stubovi koji stoje u fasadi imaju u poprečnom pravcu krila zgrade rastojanje 11,25 m, u podužnom 8,75 m. Oni su oslonjeni zglobno i sastoje se od čeličnih limova debljine 25 do 45 mm koji su zajedno zavareni u krstasti presek 30x30 cm. Između stubova nalaze se u normalnim spratovima ivični nosači HE-8 360 u čeliku St 52 tri sa rasponom od 11,25 m.Konzolni balkoni, koji prolaze svuda unaokolo, sastoje se od aluminijumske konstrukcije sa zaštitnim ogradama od mrežastog r.oštilja od aluminijuma. Na armiranobetonskom 'jezgru čelična skeletna krovna konstrukcija oslanja se na čelične konzolne nosače. Prenošenje sila od vetra u oba pravca preko krutih tavanič nih platana na armibanobetonsko jezgro. • Tavanice: Međuspratna konstrukcija se sastoji od armiranobetonskih masivni h ploča debljine 8 cm na holorib limovima debljine 4 cm. Spr~gnuto dejstvo pomoću moždanika za sprezanje koji su navareni na podužne nosače. Ukupna konstruktivna visina tavanice 53 cm, korisno opterećenje tavanice 5 kN/m2 • Fasada: Spoljašnji zidovi sastoje se od fasadnih elemenata visine sprata sa ukrasnim balkonima i zastorima za sunce. • Zaštita od požara: Svi 'čelični profili su obloženi vatrostalnim prskanim azbestom. 148
sednic~
3 jezgro zgrade
8
ivični nosač HE-B 360 (u nivou krova HE-B 400)
9
tavanični nosač
I PE 330 (u nivou krova I PE 360)
10
nosač HE-B 180 u osi stuba
11 napregnut čelik 1> 24 cm (horizontalni spreg) 12 ležišna
ploča
13 pokretni oslonac 14 konzolni nosač HE-B 180 balkona za evakuaciju 15 osnova normalnog sprata. R = 1 :750
presek zgrade
tavanični nosač
HE-A 300 ravan krov 16 lim za
ukrućenje
dispozicija nosača, normalni sprat
[I1J[Dlu
/ /
oslonac nosača u betonskom jezgru
13
8 9
fl
statički
I
sistem
o
I I Površine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površiQa korisna površina natkrivena površ.
2
ćelik
Potreban materijal
~k3u~:hvaĆenOg prostora 2
m
I
2
12700 m iznad, a 9600 m ispod zemlje 2 10460 m 2 iznad, a 9000 m ispod zemlje 3 2 3360 m (obuhvaćen) prostor 86 400 m
bruto površine
2
m bruto površ. 2 m korisne pov.
I
za armaturu 1335t 15,45 kg 59,87 kg
DM 1278 1465
I Literatura
16
Detail 6/1977/- Konstrukcijske tablice~..,... Deutsches Architektenblatt 4/1977, str. 301 Acier, Stahl, Steel 9/1977, str. 303.
vezivanje
balkon za evakuaciju
skelet grube
Ilill
I nosača
na
ivični nosač
građevine
krstati stub, normalni sprat
vertikalni presek fasade
detalj konstrukcije u fazi grubih radova
149
Upravna zgrada kraj Pariza/Francuska
Projekt: P. Depondt, Cergy. - Statika: Francusko udruženje metalskih preduzeća, Pariz. - Vreme građenja: 1973/76. Korišćenje
Upravna zgrada sa 15 etaža i krstastom osnovom u kancelarijskim spratovima. Iznad osnove kancelarijskog tornja rasprostire se trospratni, pravougaoni suteren. U prizemlju ulazni prostor i kancelarijske prostorije na 1. spratu restoran i druge javne prostorije, a u suterenu arhiva i skladišne prostorije. Na 2. do 12. spratu kancelarije u velikim prostorijama i pojedinačne kancelarije. U potkrovlju su smešteni tehnički uređaji. Vertikalan saobaćaj u zgradi se odvija kroz jezgro smešteno u sredini osnove, sa četiri lifta i dva stepeništa. Dimenzije
Raster osnove 1,80x1 ,80 m. Spoljašnje dimenzije suterena 83,Ox61 ,O m, spoljašnje dimenzije kancelarijskog tornja 68,4x39,6 m. Visina iznad zemlje 57,8 m. Spratne visine Ikorisne visine prostorija usuterenu 5,25/4,55 m, u prizemlju 4,10x2,70 m, u 1. spratu 4,85/2,90 i 3,50 m, u 2. spratu 5,50/2,70 m, a u ostalim kancelarijskim spratovima 3,85/2,70 m. Konstrukcija Noseća konstrukcija je bila oblikovana nači nom prenošenja sila od vetra. Preko nosećeg roštilja iznad 2. sprata na spoljašnjim stranama zgrade fasadni stubovi su krutim vezama spojeni sa horizontalnim parapetskim pločama zajedno u noseću konstrukciju sistema Virendel. Smicajno krutom vezom u uglovima zgrade obrazuje ova noseća konstrukcija zajedno sa krutim tavaničnim pločama kruto konstruktivno telo ("Tube-Konstruktion", cevasta konstrukcija). Sandučasti profili fasadnih stubova sastoje se od dva profila 0 300 sa zavarenim limovima. RastQjanja stubova 3,60 m. Parapetske ploče su sastavljene od trapezastog naboranog čeličnog lima Cor-Ten debljine 5 do 8 mm. One su zavarene sa fasadnim stubovima. Montaža parapetskih ploča i fasadnih stubova izvođena je u trospratnim jedinicama sa po 3 stuba i 4 parapetne ploče. Unutrašnji stubovi se sastoje od profila HE-A 280 izavarenih sandučastih profila 320x380 do 400x410 mm. Svi stubovi prolaze kroz tri sprata. Ispod tavan ica 3. do 12. sprata leže u podužnom pravcu· podvlake sa rasponima 10,80 i 7,20 m, a u popreč nom pravcu· na rastojanjima od 3,60 m tavanični nosači sa rasponima 10,80 i 9,00 m. Podvlake i stepenišni nosači su građeni kao rešetkasti nosači visine 850 mm. Između 2. i 3. gornjeg sprata nalazi se noseći roštilj visok 2,0 m sa poljima veličine 3,60x3,60 i 3,60x7,20 m. Nosači nosećeg roštilja su delom rešetkasti nosači, a delom I-nosači izrađeni od limova. Pojasevi rešetkastih nosača sastoje se od valjanih profila, rebra od ugaonika. Pojasevi I-nosači 300x15 i 600x40
150
osnova normalnog sprata
dispozicija
nosača,
normalni sprat
statički sistem, isečak, spoljašnji zid "Tube" konstrukcija
I
x
X
I
I
I statički
I
sistem 8
delimični
izgled prihvatnog nosača između 2. i 3. sprataF===~~iiE==========,~========~~--
1
pOjedinačne
kancelarije spojna konstrukcija spoljašnjeg zida kod rešetkastog tavaničnog nosač;a
2 velika kancelarijska prostorija 3 jezgro zgrade 4 sanitarne prostorije
6
5 unutrašnji stub 400x490 mm 6 fasadni stub od 2
e 300
7 rešetkasti tavan ični nosač visina 850 mm
17
8 pun nosač, visina 2 000 mm 9 spoj ni Um za armaturu armiranobetonske tavanice 10 spojni lim za fasadne stubove 11 fasadna
ploča
od Cor-Ten-lima
12 čeona ploča rešetkastog nosača 13 konzolna
ploča
14 ivični profil, armiranobetonska tavanica 15 neoprensko ležište 16 oblaganje stuba lakiranim limom 17 šina za vodicu korpe za
čišćenje
18 zastakljeni parapetni.element 19 zastakljenje 20 trapezasti lim 21
ploče
za zaštitu od požara i toplotnu izolaciju
22 konvektor 23 posebni ispust za električne veze 24 donja
ploča
slike grubih radova: 2 montirani elementi spoljašnjeg zida na unutrašnjem uglu zgrade. 3 montaža čelične noseće konstrukcije iznad 3. sprata, dizanje jednog elementa spoljašnjeg zida
izometrija spoljašnjeg zida i priključenje tavaničnog nosača
mm, rebra 1970x14 i 1970x17 mm. Prenoše'nje sila od vetra sprovodi se pomoću "Tube" konstrukcije od 3. do 12. sprata u noseći roštilj iznad 2. sprata. Noseći roštilj predaje svoja horizontalna opterećenja na centrično postavljeno armiranobetonsko jezgro. Vertikalna opterećenja prenose se na jezgro i čelične stubove. • Tavanice: Trapezasti limovi pokriveni slojem betona u podužnom pravcu iznad tava-
ničnih nosača, raspon 3,60 m, konstruktivna visina 85 mm. • Fasada: Prozori u eloksiranim aluminijumskim okvirima između Cor-T~n-alumini jumskih ploča i spojašnjih stubova. Na unutrašnjoj strani spoljašnjih platana dvostrukog zastakljenja refleksne folije boje bakra. Šine vodica za korpu za čišćenje ispred spoljašnjih stubova. • Zaštita od požara: Prskan premaz na svim nosećim čeličnim delovima.
Površine i prostor obuhvaćen zgradom 2 bruto površina 41 700 m 2 35200 m korisna povrŠina Utrošak materijala
čelik
~k3u~~hvaćenOg prostora
2800t 18,7 kg 67,2 kg
m'2 bruto površine
natkrivena povrŠina obuhvaćen prostor beton 3 9900m 3 0,066 m 3 0,237 m
2
5000 m 3 149400 m čelik
za armat. 525 t 3,5 kg 12,6 kg
Literatur
Le B6timent - Batir 3/1977. tion 1/1978.
Profil 9 + 10/1977.
Implanta-
151
Glavna uprava čeličnog koncerna u Nijmegenu/Holandija
Projekt: DSBV A. Bodon, J. H. Ploeger, Amsterdam. - Statika: Integraal ingenieurbGro, Antwerpen. - Vreme građenja: 1978. Korišćenje
Upravna zgrada na krstastoj osnovi sa dva, međusobno lako pomerena krila.lznad prizemlja sa ulaznom halom, restoranom i salom za konferencije, sedam nadzemnih spratova sa kancelarijskim prostorijama kao i tehničkim uređajima. Nadzemni spratovi su prema gore stepenasto pomereni unazad. Na ovim prekidima iznad 3., 4. i 6. sprata su smeštene terase: U dva suterenska sprata parkinzi, tehnički uređaji i prostorije centra za konferencije. Centralno vezno jezgro sa stepeništima, liftovima i instalacionim šahtovima.
1 okrugli stubovi od čelične cevi cp 159 mm i 193,7 mm (debljine zidova od 20 do 4,5 mm, i od 17,5 do 5,4 mm 2 podvlaka HE-A 220 3
ivični nosač
4
tavanični nosač
LPE 240 l.PE 180
Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 115,00x70,OO m, visina iznad zemlje 33,00 m. Spratne visine/korisne prostorija u prizemlju 3,90/2,90 m, u suterenskim spratovima 4,10/3,50 do 3,60 m, a ugor.njim spratovima 3,60/2,75 m. Konstrukcija Čelična skeletna konstrukcija na rasteru os-
nove 2,50x2,50 m. U prizemlju veći rasponi nego u gornjim spratovima. Po četiri stuba gornjih spratova prenose, svoja opterećenja preko nosećeg krsta na stub koji stoji u sredini prizemlja. Stubovi prizemlja na rasteru 7,50x],50 m, cevasti profili prečnika 508 mm, a debljina zidova od 11,16 do 20,00. Četiri konzolna kraka nosećih krstova sastoje se od zavarenih limova sa otvorima za vođenje instalacija. Noseći krstovi su sa stubovima vezani zavrtnjevima. Dužina krakova po 3,535 m, širina flanši 300 do 700 mm. Noseći krstovi su međusobno vezani manjim krstovima od profila HE-8 500. Stubovi gornjih spratova na kvadrtnim poljima 5,00x5,00 m, rastojanje polja 2,50 m. Unutrašnji cevasti profili prečnika 194 mm sa debljinom zidova od 5,4 do 17,5 mm, spoIjašji stubovi cevasti profii prečnika 159 mm i debljina zidova od 4,5 do 20 mm. U gornjim spratovima u podužnom pravcu krila zgrade su podvlake HE-A 220. One su sa stubovima vezane zavrtnjevima i oSlanjaju se i.znutra na betonska jezgra. U popreč..i nom pravcu su na rastojanju od 2,50 m tavanični nosači I PE 180. Ivični nosači I PE 240, odnosno, 270, kao i podvlake, vezani su stubovima pomoću zavrtnjeva. Prenošenje sila od vetra krutim tavaničnim platnima na centralno armiranobetonsko jezgro . • Tavanice: Trapezasti limovi pokriveni slojem betona od 12 cm. Spregnuto dejstvo pomoću moždanika za sprezanje od 16 mm, zavarenih na tavanični nosač. Ploče trapezastog lima bile su odmah posle montaže prohodne i formirale su radne platforme na kojima se moglo početi sa instalacionim radovima Korisno opterećenje tavanice 5 kN2 /m . 152
5
čvrste tačke
(stepenišni prostor i liftov;) 6 horizontalni krstasti spreg 7 pravac zatezanja 8 zagrevani šuplji profil 9 neoprenski profil 10 aluminijumski profil 11 atuminijumski stubić balkona za evakuaciju - parapet 12 aluminijumska obloga parapeta 13 panel-drveni okvir-konstrukcija sa izolacijol1! 14 fiksno zastakljenje, odnosno, ventilaciono okno 15 elektrokanal
statički
16 ventil termostata
21 prolaz sa keramičkim na trapezastom limu
17 pogon napred 18 pogon natrag 19
odvođenje
čeličnog
23 spregnuta tavan ica lima
• Fasada i instalacija: Fa$ada-zavesa uč spolja ispred stubova na međus pratnim konstrukcijama. Fasadna konstrukcija od prostorno raspoređenih vertikalnih stubića i horizontalnih prečki od praougaonih šupljih profila (140x70/, na kojima su spolja pričvršćeni izolaciono zastakljeni prozori i fasadni paneli od čeličnog lima sa toplotnom izolacijom (integrisana fasada, sistem Gartner). • Zaštita od požara: U gornjim spratovima obavijene čelične noseće konstrukcije sa vermakulit pločama. U prizemlju požarno otporan premaz i dodatni uređaj za prskanje vodom. vršćena
pločicama
22 konzola
vazduha
20 fasadni panel od
sistem
• Fundiranje: Temeljna ploča i temelji samci ispod stubova prizemlja.
Površine i prostor bruto površina korisna površina
obuhvaćen
zgradom
12000 m
2
6200 ml
Utrošak materijala
čelik
beton
~k3u~~hvaćenog prostora 2
700 t 10,4 kg 58,3 kg
9010m 0,134 m 3
m
bruto površine
2900 m 2
natkrivena površina obuhvaćen prostor 3
67200 m 3 čelik
0.750m 3 2
m bruto površine m
Literatura Detail 2/1978.
2
korisne površ.
za armat. 651 t 9,7 kg 54,0 kg Hol.f!. 3054,17 5911,29
podužni presek kroz krilo zgrade R = 1:500
vertikalni presek fasade
B
horizontalni preseci fasade, A spoljašnji zid u ravni parapeta, a B u ravni prozora
fasada sa prolazom
krstasti stubovi prizemlja
fasadni stubovi
shema integrisanog fasadnog grejanja
čelični skelet u fazi montaže
II
,--'
I
17
i
18 I
l 153
Upravna zgrada u Roterdamu/Holandja
Projekt: Grosman partneri, Roterdam. Statika: 3 DBN Civiel Ingenieurs, Roterdam. - Vreme građenja: 1973. Korišćenje
Upravne prostorije u petoetažnoj zgradi bez suterena. Pet normalnih spratova je izgrađeno svaki iznad čitave površine svoje osnove, kao velike kancelarijske prostorije. U potkrovlju su uređaji za grejanje i hlađenje. Vertikalni saobraćaj u dva unutrašnja jezgra sa dva osobna lifta, stepeništima, arhivom i sanitarnim prostorijama. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 32,70x25,50 m. Visina iznad zemlje 24,60 m. Spratne visineIkorisne visine prostorija u normalnim spratovima 3,75/2,70 m. Konstrukcija
Sistem stubova čelične noseće konstrukcije sastoji se od četiri okrugla stuba u unutrašnjosti zgrade i spoljašnjih stubova ispred fasade. Unutrašnji stubovi u poprečnom pravcu zgrade su na rastojanju od 10,80 m, u podužnom pravcu od 14,40 m. Okruli stubovi prečnika 609 mm su izrađeni od čeličnih cevi različitih debljina zidova. Oni su iznutra delimično ukrućeni krstastim profilima, a spolja navarenim limovima. Ispred fa.sade stoje na rastojanjima 7,20 m, odn., 5,40 m, spoljašnji stubovi sandučastog profila 406x203x9,50 mm. Između stubova leži nad rasterom od 7,20x5,40 m noseći roštilj. Nosači koji se ukrštajU na unutrašnjim stubovima, vezani su sa njima kruto u okvire. Oni se sastoje od profila 1/2 HE-A 700.Preostali stubovi su isto tako vezani jedan ispod drugoga u oba pravca. Oni su izrađeni od profila 1/2 IPE 500. Svi nosači su na spoljašnjim stubovi ma završeni zglobno. Na nosećem roštilju leže montažne neIOnske tavanične ploče. Zbog preuzimanja sila iz sprata sa instalacijama sprat je formiran šeširasto kao rešetkasta konstrukcija, oslonjen na četiri unutrašnja stuba. Rešetkasti nosači su iznad rastera nosećeg roštilja normalnog sprata sastavljeni od I:profila. Ukrućenje zgrade protiv vetra izvodi se krutim tavaničnim platnima i, u oba pravca uklještenjem i okvirnim dejstvom unutrašnjih stubova i nosačima nosećeg roštilja koji su sa njima vezani. Ozidana jezgra nemaju nikakvu ukrućujuću funkciju, spoljašnji stubovi nose samo vertikalna opterećenja. .. Fasada: Za fasadu je izabran sistem letvica ("šprosni") od hladno valjanih plamenom lakiranih, horizontalnih i vertikalnih šupljih profila. Oni su snabdeveni letvama-stegama. Zastakljenje izolirajućim staklom. Za parapetske elemente primenjeni su sendvič paneli. .. Zaštita od požara: Ćelični pofili tavanične konstrukcije obaviju se betonom, unutrašnji stubovi ispunjeni betonom. 154
u,
'",
.... J
normalni sprat presek zgrade 1 velika kancelarijska prostorija
2 spoljašnji stubovi, šuplji profili 406x203x9,5 mm
3 unutrašnji stubovi
cp 609 mm s pljoštim čelikom 200x25, zavareni za
lv ~\/\; 1\/\
ukrućenje
4
nosač
1/2 HE-A 700
5
nosač
1/2CPE 500
H
4
6 armiranobetonske tavanične ploče
dispozicija
nosača
"rz statički
sistem
j;
I
l.! I
I
,I i 1--
1--
'"-_l
I I
2~G
,-'I _ _ !
•
...;
8 I I I
4 I II
I
:~
I
I
I I
I I
3
I
veza
I,',1, h
1II
nosača
sa spoljašnjim stubovima
2--
If
4-,----l!LI---lI1
10
I~
"W:-==+--3 10
1I1----l~-----L--
4
12
II
veza nosača za stub
detalj spoljašnjeg zida
14
4 Površine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina 4400 m 2 korisna površina 3 400 m 2
15
Potreban materijal ukupno 3 m izgrađenog prostora m 2 bruto površine
isečak iz fasade sa vezivanjem nosača za spoljašnji stub
7 zavaren i šav, nastavak stuba 8
čvor
glavni stub/nosač
skelet u fazi grubih radova
čelik
armature
180t 10,8 kg 40,9 kg
beton
1 500 m 3 0,09m 3 0,34 m 3
Cena koštanja građenja (1973) Hol. fl. ukupna cena koštanja građenja 7042000 m 3 izgrađenog prostora 421,67
ćel
ik za armaturu
160 t 9,6 kg 36,4'kg Hol. fl.
m
m
2
2
bruto povrŠine
korinse površ,
1600 2071
11 I iven beton 12 konzola 16 mm, lim 13 zaštitni lim
9 unutrašnji stubovi 1 PE 400 za ukrućenje
14 fasadni panel
10 1/2I.PE 400 za ukrućenje
15 armiranobetonska ;vična podvialsa
noseća
čelik
natrkivena površina izgrađen prostor
konstrukcija krovnog sprata
Literatura Detail, 4/1975, Konstr. tablica - Profil Stahlrohr 22/1974,
flouw 35/1974,
unutrašnji izgled sa recepcijom
155
Upravna zgrada uRimullfalija
Projekt: PasarelIi i Gilot, Rim. - Statika: G. Romaro, Padoa. - Vreme građenja: 1975. ,
Korišćenje
Petoetažna upravna zgrada iznad dvospratnog suterena. Zgrada se sastoji od dva tela kubična oblika koja su međusobno povezana centralnim jezgrom. U prizemlju i prva tri sprata nalaze se kancelarijske prostorije, u četvrtom spratu koji je delimično povučen, nalaze se tehničke prostorije. U prvom suterenskom spratu je arhiva i magacinske prostorije, u dugom podzemna garaža. Vertikalni saobraćaj odvja se u jezgru sa dva. stepeništa i četiri lifta, kao i sa dva spoljašnja stepeništa. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 42,36x31,56 m. Visina iznad zemlje je 15,32 m. Spratne visine 3,10 m, korisne visine proto rija 2,80 m. Konstrukcija
Jednospratni stubovi čelične skeletne okvirne konstrukcije izrađeni su u prizemlju od profila HE-8 240, a u gornjim spratovima odprofila HE-8,220. Stubovi imaju u glavama i u stopama' navarene ploče debljine 30 mm. Kružno obmotavanje stubova čeličnim limovi ma. U podužnom pravcu krila zgrade a nalaze se podvlake HE-A 260 kao kontinual- I - - - - i ni nosači sa rasponima 3,60 i 4,50 m. Podvlake su položene na ploče glava stubova i sa njima su kruto vezane zavrtnjevima. Na rastojanju 1,80 m, sa rasponima 9,00 i 5,40 m u poprečnom pravcu krila zgrade nalaze se tavanični nosači, koji su preko ploča gla- osnova normalnog sprata ve kruto vezani za podvlake. Na svim fasadnim stranama su na rastojanjima 1,80 m fasadni nosači HE-A 100. Oni su kruto vezani sa ivičnim podvlakama. Ukrućenje zgrade protiv vetra sprovodi se u oba pravca okvirnim dejstvom i uklještenjem stubova u prizemlju. • Tavanice: 7 cm debela betonska ploča izlivena na licu mesta. Korisno opterećenje tavanice u spratovima sa kancelarijama je 3,5 2 kN/m . poprečni presek zgrade • Zaštita od požara: Vatrostalno omatanje celokupne čelične konstrukcije sa F 120, nanešeno tehnikom prskanja. • Fasada: Spreda obešen i fasadni elementi od eloksiranog aluminijuma i reflektujućeg izolacionog stakla. =::!i::~~~~:or obuhv~~z~~dom 2 ! Fundiranje: Čitava zgrada je fundirana na korisna površina 4500 m šipovima. Potreban materijal čelik 350t ~~u~:hvaćenog prostora 14,0 kg 2 m bruto površine
Instalacija
Centralni uređaj za klimatizaciju. 156
42,7 kg
dispozicija
nosaća,
normalni sprat
statički
sistem,
presek
1 stub HE-B 220 8 spojni lim debljina lima 30 mm 2 stub HE-B 240 3 ivični nosač HE-A 260 9 lim za ukrućenje debljina 10 mm
4 natkrivena površina izgrađen porostor beton 4000m 3 3 O,160m O,480m 3
čelik
1 000 m 2 25 000 m 3 za armaturu 320 t 12,8 kg 390, kg
lire 207317 377 778
tavanični nosač
HE-A 260
5 konzolni nosač HE-A 100 6
ivični nosač
Cl00
7 konzola Literatura Acier-Stahl-Steel 3/77
10 profilni element HE-B 240
11 limovi konzole 12 spoj ni zavrtnjevi tj> 26 mm
12 13
2 11
-
-~3
4
l
J --
--
;.-:::
c-: .
-- . .
r:;.-::
pripajanje
5 f-
O
O
•
'oo
L o
nosača
I
-
o
~7 usidrenje stope stuba
na spoljašnji stub
13 štapovi armature cp 20 mm, navareni na lim konzole 14 zavrtnjevi za podešavanje 1> 36 mm
16 betonska ploča debljina 7 cm
19 plafonska ploča. od aluminijumskih lamela
17 kanal za instalacije
20 zatamnjeno izolaciono staklo
18
uređaj
za klimatizaciju
21
prečke
fasade
22
stubić
20
fasade
2 18
23 zaštita od požara (pena) 24
omotač
od lima
15 !iveni beton 5
Isečak
iz fasade sa požarnim stepenicama
podvlake sa spojnim Jimom za
tavanične nosače
O°oO 2
I.
vertikalni I horizontalni presek fasade, R = 1 :30
r-,
I
I
I
I
:
I
I I
I I
I I
I
I I I
I
:I I
157
Nacionalna Vestminsterska banka u LondonuNelika Britanija
Projekt: R. Seifert i partner, London. - Statika: Peli, Frischmann i partner, London. Vreme građenja: 1970/79.
Korišćenje
Glavna ·uprava banke u visokoj zgradi poligonalne osnove sa 52 sprata. U gornjim spratovima nalaze se velike i pojedinačne kancelarijske protorije za ukupno 250 službenika. Velike prostorije se prema potrebi mogu podeliti u pojedinačne kancelarije. U 13, 22. i 31. spratu nalaze se tehnički uređaji. Vertikalni saobraćaj u centralnom jezgru sa 21 liftom, dva stepeništa, sanitarne prostorije. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 45,50x42,90 m. Ukupna visina zgrade, uključujući isuterenski sprat, je 200,00 m, visina iznad zemlje 183,00 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u normalnim spratovima 3,285/2,585
statički
sistem
m. Konstrukcija
Pedeset dva sprata konstrukcije, po VISini od tri smaknute konzolne grupacije spratova građeni kao armiranobetonski šuplji sanduci. Stubovi gornjih spratova sastoje se od četiri profila 50x250 mm koji su zakivcima zajedno vezani u presek 200x250 mm. Tavanični nosači su, zavisno od opterećenja, 1: -profili 305x305. mm, postavljeni na rastojanjima od 3,00 m, sa rasponima od 7 do 9 m. Oni su oslonjeni na jezgro preko čeličnih konzola i na spoljašnje stubove na prepuštene gornje ploče nastavaka stubova. Ivični nosačI-profil 152x152 mm. Prenošenje sila od vetra krutim tavaničnim platnima na armiranobetonsko jezgro. • Tavanice: Na tavaničnim nosačima trapezasti limovi visine 55 mm pokriveni slojem od 12 cm armiranog betona. Spregnuto dejstvo pomoću moždanika 0 22 2mm. Korisno opterećenje tavanice 8,8 kN/m • • Fasada: Između glavnih stubova dodatno još po jedan fasadni stub. Ispred glavnih i fasadnih stubova nalaze se rebra od oplemenjenog čelika k~1.O prozorski stubići za zastakljenje staklom koje deluje kao toplotna izolacija. • Zaštita od požara: Čelična konstrukcija F 120 oblaganjem sa vermikulit pločama. • Fundiranje: Ispod opterećene betonske temeljne ploče 375 betonskih šipova prečnika 120 cm.
u U
illlil~ presek zgrade
Povdine i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina korisna površina
44475 mZ 29160 mZ
Potreban materijal
čelik
ukupno m Z bruto povrŠine
3800t 85.4 kg
natkrivena površina
beton 100 000 t 2 248 kg
158
za armaturu 19000t 427
1619 2469
Instalacija
Vertikalno vođenje instalacija u instalacijskim šahtovima jezgra,a horizontalno vođe nje u šupljem prostoru tavanica. Centrala za grejanje u potkrovlju sa 4 grejna kazana na gas, odn., ulje. Centrala za hlađenje u suterenu sa 4 agregata za hlađenje na električni pogon i izmenjivačima toplote u tehničkim spratovima.
čelik
1402 mZ
osnova tipskog sprata
dispozicija
nosača
normalnog sprata
8
8 /
///////
f----
/
/ /
5 9
r-4
-9
10
B
13
vezivanje nosača na zid jezgra i spoljašnji stub
Preseci spregnute tavanice
prihvatna konstrukcija u obliku šupljeg sanduka
1 kancelarijska površina 2 hala sa liftovim,a
3 instalacijski šaht
4
tavanični nosač
I-profil 305x305 mm
5 tavan ični
nosač
I-profil 305x165 mm 6 ivični nosač I-profil 152x160
mm
7 armiranobetonska zglobna ploča
12
8 moždanik na smicanje 1> 22 mm (čelik)
14 šipka armature
9
omotač
za zaštitu protiv požara
čelična
konzola
13 ankerni klin 15
19
1> 32 mm
20 trapezasti lim sa nalivenim betonom
čel ična ploča
21 zatamnjeno zastakljenje
600x450x25
10 dilatacione razdelnice
16 spoljašnji stub 200x250 mm
11 konzoi ni sprat kao armirano betonski šuplji sanduk
17
18
~~~~~%t=~::-}-QOl;-····h4--19
22 sanduk za indukcionu opremu
ploča glave stuba debljine 40 mm
18 klin
18
ploča na smicanje 500x200x40 mm
23 panel od mase
1> 50 mm
24 obešen plafon
pogled odozdo na konzolni sprat
e
plastične
stopa spoljašnjeg stuba vertikalni presek fasade
25 fasadn i stub detalj fasade u području tavanice 22
21
23~
25
6
24
--~~--~--~·~--------~--t-25
faze grubih radova
159
Upravni centar u Dortmundu
Projekt: Kraemer, Sieverts i parnter, Kein. Statika: Rottenfusser, Kein. - Vreme građe nja: 1973/76.
Korišćenje
Upravni centar u devetoetažnim zgradama koje se sastoje od četiri međusobno smaknute građevine kvadratnih osnova. U prizemlju se nalazi ulazni prostor kao i prostorije za prodavnicu jela i pića, i prostorije za učenje. U dva gornja sprata je prostor za dostavu, skladišta, tehničke prostorije, parking sa 540 mesta i računarska centrala sa sporednim prostorijama osvetljena od unutrašnjeg dvorišta. U šest gornjih spratova se nalaze slobodne kancelarijske prostorije sa mogućnošću delenja u manje prostorije, sa oko 1000 radnih mesta., Kancelarijske protorije su prilagodljive za velike zajedničke ili pojedinačne kancelarije. Vertikalni saobraćaj stepeništima i liftovima sa četiri jezgra zgrade. Slobodna površina na južnom delu terena dopušta naknadno proširenje. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije zgrade ukupno 180,25 x x 99,75 m. Spoljašnje dimenzije građevina oblika kocki 29,75 x 29,75 m. Visina iznad zemlje 29,00 m. Spratne visine u normalnim spratovima 4,10 m, korisne visine prostorija 2,85 m. Konstrukcija
Jezgro zgrade i stepenišni prostor izgrađeni su |
osnova - pogled na prizemlje odozgo, R = 1 :2000
160
1 ulazni prostor 2 prostor za
6 požarne stepenice
učenje
7 pOjedinačne k~ncelarije
3 kuhinja, 4 kantina
8 arhiva
5 jezgro
9 sala za razgovore 10 velika kancelarsijska prostorija
osnova pOjedinačnih kancelarija, R == 1:500
velika kancelarijska prostorija
vertikalni presek fasade kod tavanice
presek zgrade, R = 1 :750
11
27
vezivanje dijagonalnog ll-t+----'=IiI
22-.J::t---JiIII
11 šuplji sandučasti stub 400x400 mm
23
12 aksijalni
nosač
:t-profil visina 600 mm 13 dijagonaini nosač L-profil, visina 620 mm
statički
sistem
hroizontalni presek
14
ivični nosač, t-profil visina 600 mm
15 spregnute tavanice
16 konzola, navarena 17
::1'" y .,
"
",
..
:
/y.
I
: :
/
.
I
I
/
/: :
./ /
/1
/
za ugaoni stub
20 Izlivena betonska ploča 20 cm
21 konzola, betonirana u kliznoj oplati 22
ploče
za zaštitu od
vatre 23 aluminijumski panel sa toplotnom izolacijom 24 staklo za šaštltu od sunca bronzano obojeno
25
uređaj
za indukciju
26 otvori za odvod vazduha
19 moždanik za sprezanje 27 aluminijumska obloga
i"
/: :"
i i "
i"~~---~.
12
:
:
I
I
11
:
/
/
~~~~·JIL
~~B~~.- i :/
----:,7:
" j: i:
oslonačka ploča
18 lim za ojačanje, d = 60 mm
nosača
".
".
dispozicija nosača
vezivanje nosača na uglu jezgra zgrade
ukupan izgled za vreme izgradnje
14
montirana
noseća čelična
konstrukcija jedne
građevine
Kod raspona od 12,25 m imaju .f.profili visinu od 600 mm i širinu od 280 mm, kod raspona 17,30 m visinu 620 mm, u gornjoj flanši širinu 280 mm, a u donjoj flanši širinu 500 mm. U čeličnim nosačima postoje kružni otvori prečnika 400 mm za vođenje instalacija. Ivič ni nosači se sastoje iz ~profila sa širinom od 280 mm i visinom 600 mm. Ukrućenje zgrade protiv vetra izvodi se krutim tavaničnim platnima i jezgrima. .. Tavanice: Betonske tavanične ploče izlivene na licu mesta debljine 20 cm. Spregnuto dejstvo pomoću moždanika za sprezanje koji su zavareni na čelične nosače. Korisno opterećenje tavanice 5,0 i 7,5 kN/m' . .. Zaštita od požara: Tavanični nosači i stubovi su obmotani zaštitnim pločama protiv vatre debljine 2,5 cm. e Fasada: Zaštitno staklo bronzane boje protiv sunca u eloksiranim aluminijumskim okvirima za prozore i parapete. Ispred stubova aluminijumski paneli' za toplotnu izolaciju.
Instalacije
Zgrada je potpuno klimatizovana. U donjim spratovima nalaze se tri tehničke centrale. Izduvni ventilatori su smešteni u potkrovIjima. Instalirana snaga za grejanje 8 MW, od čega 4 MW kao rezerva. Instalirana snaga za hlađenje 4,4 MW. Izmenjivač toplote za dobijanje toplote.
=;~~::astor obu",,:;c:~nom korisna površina
48800 m 2
Utrolak materijala
čelik
ukupno m 3 obuhvaćenog prostora ml bruto površine
9500t 6kg 25,6 kg
natkrivena površina
obuhvaćen prostor beton
3
m
15000 2 3 250 000 m annat. 6 000 t
čelik Zli
0261~m '3
0,5m
24 kg 102,4 kg
Literatura Bauen und Wohnen 243(1911. - Oeutsllas. Architektenblatt 8/1911. - Gglasforum 2/1911. Technik am Bau 3/1979.
161
Upravna :zgrada Shinjuku u Tokiju/Japan
Projekt i statika: Korporacija Taisei, Tokio.Vreme građenja: 1976/79.
Korišćenje
Administrativna zgrada sa ukupno. 54 etaže iznad nivoa ulaza sa ozelenjenim trgom. Či tavo prizemlje kao ulazna hala. Iznad njega se u četiri sektora sa 11, odnosno, 12 spratova nalaze kancelarijske prostorije. Između ovih sektora kao i na krovu zgrade nalaze se tehnički spratovi. U 52. i 53. spratu sale za sastanke i restorani. U prva dva gornja sprata su prodavnice, treći sprat je parking-garaža, u 4. i 5. spratu su mašinske prostorije. Saobraćaj u zgradi kroz centrično smešteno jezgro sa liftovima, stepeništima i sanitarnim prostorijama. Dimenzije
Pravougaona osnova sa spoljašnjim dimenzijama 42,00x63,00 m. Visina iznad zemlje 222,95 m. Spratne visine: u prizemlju 7,00 m, u normalnim spratovima sa kancelarijskim prostorijama 3,65 m, u tehničkim spratovima 6,40 m, a u 52. i 53. spratu po 5,00 m. Korisne visine prostorija u prizemlju 5,00 m, u normalnim spratovima sa kancelarijama 2,60 m, u tehničkim spratovima 5,10 m, u 52. i 53. spratu 3,90, odn., 3,50 m. Centralno smešteno jezgro sa pravougaonom osnovom 45,00x11 ,20 m. KonstrukCija
Zgrada se nalazi u jakoj trusnoj oblasti. Horizontalne seizmičke sile koje treba da se prihvate, bitno su veće nego sile od vetra. Noseća konstrukcija visoke zgrade je stoga određena načinom prihvatanja seizmičkih sila. Ukrućenje zgrade sa tri konstrukcjska sistema: posebno formiranje jezgra, kruta veza tavaničnih nosača sa stubovima irešetkasti nosači visine sprata u 14, 27. i 40. spratu i potkrovlju. Između stubova jezgra montažne armiranobetonske zidne ploče, od prizemlja do 14. sprata debljine 250 mm, a od 15. do 53. sprata debljine 180 mm, u podužnom i poprečnom pravcu učvršćene za nosače i stubove zavrtnjevima. Za preuzimanje energije udara od vetra, a naročito zemljotresnog opterećenja, postoji unutar zidnih ploča elastična srednja zona u obliku horizontalne razdelnice sa vertikalnim čeličnim štapovima. Stubovi jezgra i fasade sastavljeni su od če tiri rešetkasta nosača visine sprata. Priključenjima stubova vezama koje su otporne prema pritisku i zatezanju na ovu krutu rešetkastu konstrukciju, omogućena su samo bočna pomeranja. U zidovima jezgra i u fasadi raspoređeni su na rastojanju 3,00 m kvadratni čelični sandučasti stubovi 550x550 mm, debljine lima 13 do 65 mm sa navarenim nastavcima. Montažne ploče postavljene su u popreč-
4
./\
~ t-
? ~ ~
2
5
J0
1--
1-p-~
f---<
5
~ IX ~
~ IX IX~
J
!X~ 31X ~ ~
>--
osnova no rnai nog sprata, R = 1: 1 000
nom .pravcu zgrade, razapete su između stubova jezgra raspona 11,20 m, i između stubova jezgra i fasade na rasponu 15,40 m. Ove jedinice imaju širinu 6 m, težinu 7,5 t, a sastoje se od dva podužna tavanična nosača (kprofil, visina 700 mm, rastojanje 3,00 m), zatim od poprečnih trapezastih limova sa prepustom 1,50 m (konstruktivna visina
t-
3
tt-
tr--<
>--
f--<
p--
r--<
~
7 dispozicija
nosača
65 mm), kao i od obešenih instalac:ija. Posle montaža nanose se ploče od lakog betona. Tavanični nosači i stubovi su kruto povezani visokovrednim zavrtnjevima. fi Zaštita od požara čeličnih delova pomoću prskanja mineralnim vlaknima. fi Fasada: Naborani fasadni betonski elementi sa zglobnim oslanjanjem stope.
.--presek i izgled, toranj
I\/V I\N 1\/\/
v\ W I\N
w
v\
I\/V
I I
~
dizanje jedne
st atički sistem
tavanične
jedinice
.
:::rt::t 1
l
I [
J::::'---:J
I
il'
~
I
I
r
I
bl]
ll-
II-'-LJ
..,-
l
If
hroizontalni presek u nivou prozora i parapeta
J
121011
nastavak zidnih zidova jezgra
ploča
veza
nosač/spoljašnji
stub unutrašnji Izgled, panel sa prozorom
I 18~
vertikalni presek fasade u nivou parapeta i prozora 1 šuplji sandučasti stub 550x550 mm
2
tavanični nosač
kao
I-profil, visina 700 mm
izgled zidnih
ploča
3 armiranobetonske jezgra
zidne ploče debljina 18-25 cm POl/rijna i prostor obuhvaćen zgradom bruto površina 183063 mZ korisna površina 128 144 mZ Potreban materijal ukupno m 3 izgrađenog prostora mZ bruto površine
cena kMtanja građenja (1979) ukupna cena koštanja građenja m 3 izgrađenog prostora ml bruto površine ml korisne površine
čelik
24 000 t 41 kg 131 kg
4 natkrivena površina izgrađen prostor za armaturu 8500t 145 kg 46,4 kg
14 920 ml 3 586 136 m
5
343364
kao I-profil, visina 70 mm poprečni nosač
za
stabil izovanje
čelik
44 milijarde jena 75068 240354
ivični nosač
6 rešetkasti nosač 7
elastična srednja zidnih ploča
8
čelični
zona
štapovi
9 kamena vuna 10 lim montaže
11 šav zavaren na gradilištu 12 šav zavaren' u radionici
13 fasadni element 14 konzole za vešanje fasade 15 čelični ugaonik sa visokovrednim zavrtnj evima 16 ,oslonački kratki štap 17 ponje fiksiranje fasadnog elementa 18 zastakljenje
163
•
Upravna zgrada Maine Montparnasse u Parizu/Francuska
Projekt: E. Beaudoin, U. Cassan, L. De Marien, J. Saubot, Pariz. Statika: A. Epstein i sinovi, Čikago. - Vreme građenja: 1971/73. Korišćenje
Upravna zgrada sa 59 etaža nad udvojenom osnovom. U suterenu se nalaz~ prodavnice, kancelarije, butici, sale za konferencije, restorani, sportski centar sa tri bazena za kupanje kao i podzemna garaža sa ukupno 2100 mesta. Prizemlje zgrade je ulazna hala. U 15,42. i 57. spratu su smeštene tehničke centrale. Preostali spratovi, do uključivo 57, služe za smeštaj kancelarijskih prostorija. U 56. spratu nalazi se panorama-restoran sa širokim pogledom na Pariz. Vertikalan saobraćaj sprovodi se pomoću 27 liftova i dva stepeništa u centralno smeštenom jezgru. Dimenzije
Spoljašnje dimenzije 61,80x37,90 m, spoljašnje dimenzije jezgra do 42 sprata 37,30x14,20 m, od 43. sprata 21 ,50x14,20 m. Visina iznad zemlje 209,13 m. Spratne visine/korisne visine prostorija u prizemlju 4,85/4,00 m, u spratovima sa kancelarijama 3,41/2,56. m, u tehničkim spratovima 4,49/3,97 m, a u restoranskom spratu 4,80/3,95 m. Konstrukcija Noseća konstrukciija zgrade sastoji se od centralno postavljenog armiranobetonskog jezgra i čeličnih spoljašnjih stubova sa čelič nim podvlakama koje su razapete između njih. Jezgro se u prvoj fazi betonirano kliznom oplatom dovisine od 100 m, a u drugoj fazi do 210 m. 26 spoljašnjih stubova je poređano na rastojanjima od 5,73 m. Oni se sastoje od pojedinih komada koji prolaze kroz tri sprata dužine 10,23 m. Pojedini stubovi su preko ploča glave međusobno vezani zavrtnjevima. ];profili stubova veličine 450x450 mm izrađeni su zajedno zavarivanjem iz čeličnih ploča. Pojasevi su, zavisno od opterećenja, debljina 15 do 90 mm, a rebra od 10 do 30 mm. Između armiranobetonskog jezgra i spoljašnjih stubova leže na rasponima od 11 ,OO m u spratovima sa kancelarijama podvlake IPE 500, aIPE 700 u tehničkim spratovima. Podvlake su sa stubovima vezane zavrtnjevima. Podvlake su u otvorima jezgra pomoću zavrtnjeva-bolcnova 0 30 mm obešen i i podešeni za 2 komada od cprofila. Čvrsta veza između podvlaka i jezgra zalivanjem otvora jezgra betonom. U podužnom pravcu zgrade nalaze se između podvlaka, na rastojanju od 2,24 m, tavanični nosači 1: PE 160 do 330 u spratovima sa kancelarijama, a 1: PE 270 do 330 u tehničkim spratovima. Raspon tavaničnih nosača 4,80 do 5,50 m. Tavnični nosači su preko čeličnih ugaonika učvršćeni zavrtnjevima za rebra podvlaka. Na podužnim stranama zgrade su ivični nosači e 220. Nosači se montiraju u jedinicama od po dve podvlake i pet tavaničnih nosača. Sile vetra se preko krutih tavaničnih platana prenose na armiranobetonsko jezgro.
164
osnova normalnog sprata, R = 1: 1000
dispozicija
• Tavanice: Na tavaničnim nosačima nalaze se galvanizovani rebrasti limovi debljine 7,5 do 10 mm, zatim armiranobetonski sloj debljine 50 mm u kancelarijskim spratovima, a 200 mm u tehničkim spratovima. Korisno 2 opterećenje tavanice 2,5 2kN/m , u zonama sa saobraćajem 4,0 kN/m . ., Fasada: Montažni betonski parapetski elementi postavljeni na ploče i konzole stubova. Fasada-zavesa sa bronzano obojenim staklom kao zaštitom protiv sunca. Fasadni stubići na rastojanju 1,30 m sa šinama s vođicama za prozorske okvire i korpu za čiš ćeje. Svi elementi se sastoje od anodiziranog aluminijuma bronzane boje. • Zaštita od požara: Prskana obloga svih nosećih čeličnih delova. ., Fundiranje: Fundiranje na bunarima sa 56 bunara dubine do 70 m koji leže na nosivom temeljnom tlu. Otvor u suterenu za trasu podzemne železnice koja se ukršta sa parcelom građevine.
Instalacija
nosača,
normalni sprat
Vertikalni klima-kanali vezani sa stubovima i montirani istovremeno sa njima. Horizontalno vođenje instalacija iznad obešene tavanične ploče.
Povriine i prostOr obuhvaćen ~nom bruto površina 116000 m 2 korisna površina 96 000 m obuhvaćen prostor Utroiak materijllla ukupno m3 obuhvaćenog prostora m 2 bruto površine
čelik
7000 t 15,8 kg 60,3kg
baton 3 17 900 0,040 m3
'R
O,l54m
čelik za armat. 3 000 t 6,8 kg 25,9 kg
Cena koitanja građenja (1973/4) (eea kompleks 550 mil.! (zgrada tomja) FF FF u~pna cena koštanja građenja 350 mil. m 2 bruto površina 3017 2 m obuhvaćenog prostora 178 m korisne površ. 3646
Literatura Batir 11/72. Le Moniteur 110171. Annales I' Institut Feehnique
Les
horizontalni presek fasade
~3~~
1 kancelarijske prostorije
10 tavanični nosač [ 200
2 restoran
11
3 tehnika 5 metro 6 stub kao zavareni :t-profil, 450x450 mm 7 podvlakaIPE 500
9
podvJaka lPE 400
12 ubetoniran C- profil 13 korekeioni zavrtanj tj> 30 mm
4 ulazna hala
8 tavan ični :I.PE 220
ivična
14 zavrtanj tj> 30 mm za osiguranje od prevrtanja 15 ležišni lim d = 30 mm
nosač
16 kanal za klimatizaciju
tavanični nosač
17 :fasadni stubići sa šinom za vođenje korpe za čiŠĆenje
18 zatamljeno staklo 19
kao zaštita
20 obloga stubova 21 betonska
ploča
22 parapetna 23
ploča
sendvič-panel
24 donja 25
1PE 160
omotač
od vatre
uređaj
ploča
za klimatizaciju
3
aa a poprečni
presek zgrade, R = 1: 1500
vezivanje podlake za jezgro
vertikalni presek fasade
dizanje nosećeg tavan ičnog elementa od dve podvlake i pet tavaničnih nosača
vezivanje podvlake za jezgro
montaža
ivičnog nosača, poprečna
strana zgrade
statički sistem, poprečni presek
165
Svetski trgovački centar u New York City/SAD
aa 4
Projekt: M. Yamasaki i sar., Troy/Michigan; E. Roth i sinovi, Njujork. - Statika: Skilling, Helle, Christiansen, Robertson, Njujork. Vreme građenja: 1966/73. Korlićenje
Kompleks zgrada sa dva administrativna tornja svaki sa po 110 etaža i sa 4 osmo- i desetospratne sporedne zgrade koje su grupisane oko oba tornja i zatvaraju jedan trg. U tom kompleksu sa 50.000 radnih mesta i dnevno do 80.000 posetilaca nalaze se nadleštva i pojedinačne trgovačke firme, osiguranja, banke i i hotel. U 110 gornjih spratova l
Dva tornja visina 411 m, kvadratne osnove 63,5x63,5 m, jezgro 24x42 m. Spratne visine 3,66 m, korisne visine prostorija 2,62 m. Visina ulazne hale 22,3 m. Konstrukcija
Konstrukcija oba tornja određena je nači nom opterećenja vetrom. Na svakoj spoIjašnjoj strani je 59 šupljih stubova (osno rastojanje 1,02 m) formirano krutom vezom sa horizontalnim prečkama u visini tavanica u noseći Virendel zid. Smicajno krutom vezom, u uglovima zgrade obrazuje u spoljašnjoj ravni ova noseća konstrukcija zajedno sa međuspratnom konstrukcijom kvadratnu cev otpornu prema torziji koja je uklještena u temelju i koja preuzima sve sile od vetra ("tube" konstrukcija, konstrukcija-cev). Tavanične ploče su razapete, bez stubova, između spoljašnjih stubova i jezgra, čija 44 šuplja sandučasta stuba primaju samo vertikalna opterećenja. ~ Spoljašnji skelet i fasada: U gornjim spratovima su šuplji sandučasti stubovi sa konstantnim spoljašnjim dimenzijama 450x450 mm. Prečke od ploča od čeličnog lima visi-
166
vertikalni presek kancelarijskog tornja 1 sused na zgrada, 2 nivo trga 3 "skaj-Iobl" (sky-lobby.), 4 tehnika, 5 podzemna garaža
kancelarijski spratov! gledani od reke Hadson (Hudson)
ne 1,32 m. Po tri stuba se 12 m iznad nivoa ulaza spajaju u jedan bazisni stub, spoljašnje dimenzije 800x800 mm, osno rastojanje 3,06 m. Debljina zida i kvalitet čelika spoljašnjih stubova su prema gore stepenasti (debljina zida od 12,5 mm do 7,5 mm, granica istezanja 2 2 čelika od 700 N/mm do 295 N/mm ). Da bi tavanice ostale ravne, spoljašnji stubovi su tako dimenzionisani da su njihovi naponi, tj. i promene dužina usled vertikalnih opterećenja, jednaki onima kod stubova jezgra (granica razvlačenja stubova jezgra 240 2 N/mm ). RezerVe napona u spoljašnjim stubovi ma usled postepeno smanjivanih granica razvlačenja služe za preuzimanje opterećenja od vetra. Usvojeni pritisak vetra 2,2 2 kN/m po čitavoj visini zgrade, računski ugib poslednjeg sprata 28 cm. Montaža spoljašnjeg skeleta od prefabrikovanih trospratnih elemenata od po tri stuba spojena prečkom. Elementi težina između 223 kN i 60 kN, zavisno od visine nadgrađivanja, spajaju se jedan i drugi tako da su za 1§prat po
mereni međusobno po visini i učvršćuju se međusobno visokovrednim zavrtnjevima. Spoljašnje opšivanje stubova i prečki aluminijumskim limom. Ispuna prozorskih otvora veličine 1,98x0,48 m sa specijanim zatamnjenim i refleksnim staklom u aluminijumskim okvirima sa neoprenskim zaptivanjem. Automatsko čišćenje prozora rotirajućim četkama koje se vode spolja u šinama u oblozi stubova. ~ Tavanice: Spregnute tavanice od nosača od čelične mreže visine 900 mm (rastojanje 2,04 m, u poprečnom pravcu ukrućene nosačima za stabilizovanje) i 10 cm debele ploče od lakog betona na trapezastim limovima kao izgubljena oplata. Sprega između mrežastih nosača i betonske tavanice pomoću produženja dijagonalnih štapova mreže sve d~ u betonsku ploču .. §opst~ena težina tavamcne ploče 0,5 kN/m . KOrisno 2 opterećenje 4,88 kN/m • Svaka međuspratna konstrukcija se sastoji iz 32 prefabrikovana elementa koji se postavljaju između stubova jezgra i spoljašnjih
13
a
14
15
16
l- 18
L
17
19
11
statički sistem, spoljašnji zid
dispozicija pooožaja kompleksa zgrade shema sistema liftova
"tube" konstrukcije
a osnova normalnog sprata
R = 1 :1300
noseća konstrukcija tavanice, normalni sprat
element spoljašnjeg zida
6 kancelarijski toranj 7 hotel 8 zgrada carine SAD
9 sused na zgrada 10 kancelarijska površina 11 ekspresni tiftovi 12 lokalni liftovi 13
noseći
spoljašnji zid
14 mrežasti
nosač
visina 900 mm
15
18
nosač
za stabilizovanje
16 horizontalni spreg 17 stub jezgra sa šupljim sandučastim
18 šuplji
profilomi
sandučasti
450x450 mm 19
"tube" konstrukcija, ukrućenje nosećeg spoljašnjeg zida tavaničnim platnima
I
stub
i
montaža elemenata spoljašnjeg zida koji su jedan prema drugom pomerani za visinu sprata, i prefabrikovanog tavaničnog elementa
:
prečka sa bušotinama!
za vezivanje na nared n i element 20 tavanično platno
II
I
21 podni sloj 22 beton izliven na licu mesta 23 trapezasti lim 24 mrežasti 12
nosač
sklop prefabrikovanog elementa tavanice
25 elektrokanal 26 klima kanal
stubova. Dimenzije elemanta na podužnim stranama jezgra 18,3x6,0'm, a na poprečnim stranama 10,7x4,0 m. U četiri ugaona polja dodatni nosač za ojačanje. Visokoelastični prigušivači (amortizeri) između tavaničnih nosača i spoljašnjih stubova amortizuju ljuljanje nastalo usled vetra. U elementima tavanica su pre montaže čvrsto ugrađeni kablovi za struju i telefon, kao i klima-kanali. • Zaštita od požara čelične konstrukcije prskanog vermikulit premaza debljine 3 ml1l1. Jezgro zgrade kao požarno sigurna zona sa požarnim stepenicama i hidrantima za aktivnu borbu protiv požara. Voda za gašenje u tankovima sa po 18.500 I u tehničkim spratovima; dodatni kablovi za penjanje u jezgru. • Fundiranje: U steni 22,5 m duboko sa do2 puštenim pritiskom na tlo od 3,9 MN/m • Ograđivanje građevinske jame velike 440.000 m2 pomoću armiranobetonsog zagata debljine 90 cm usidrenog u tlo. Površina temelja ispod stubova od dva sloja profilpomoću
nih nosača jedan pored drugog, koji prenose opterećenje preko betonskog sokla na stensko tlo. Usidrenje stopa stubova armiranobetonskom podnožnom pločom debljine 2,10 m. Instalacija
Kompleks zgrada je potpuno klimatizovan. U administrativnim tornjevima su po obimu zgrade ispred prozora smešteni uređaji za proizvodnju struje. Centralna stanica za hlađenje u 6. suterenskom spratu, hladna voda iz susedne reke Hudson, kapacitet 330.000 Ilmin. U centrali za hlađenje sedam mašina za hlađenje sa instalisanom snagom od 24.400 kWI čas. Raspodela hladne vode (temperatura 3,3°C) pomoću ukupno 20 razdelnih stanica. U 59. do 110. spratu zona visokog pritiska sa po dve razdeine stanice u 75. i 108. spratu. U nižim spratovima i u susednim zgradama zona niskog pritiska sa ukupno 16 razdelnih stanica usuterenu, 7. i 41. spratu. Grejanje pomoću vodene pare koja se stvara u centrali za hlađenje.
Utro~k čelika (noseća konstru kcija jednog tornja) ukupno 78000 t' m 2 bruto površine m 3 obuhvać. prostora 44,5 kg m 2 korisne površ.
186,6 kg 244,5 kg
Literatura Architectural Forum, str. 119. - Engineering New Record 9/1964, str. 36; 11/1971. -,DerStahlbau 11/196 str. 350 i 4/1970, str. 123. Der Bauinganieur 9/196 str. 373; 11/1967, 5tr.421. -'- Bauwelt 32/1966, str. 909. - Acier-5tahl-5teal 12/1966,str. 566;6/1970, str. 273.
167
B
kran penjalica (Kletterkran) sa za dizanje.
hidrauličnim uređajem
A položaj poluge tokom rada krana; B dizanje krana
izvlačenjem
podupirača
horizontalni presek spoljašnjeg stuba sa priključenjem prozora presek fasade, sažimanje stubova u donjim spratovima
završetak montaže noseće čelične konstrukcije, četiri krana penjalice iznad šahtova za liftove u uglovima jezgra
amortizer između tavaničnog nosača i spoljašnjeg zida, izgled I pogled odozgo
plan temelja jednog tornja R = 1:700
27
bočne
28
podupirač
29
viskoelastične ploče
konzole
30 žica od visokootpornog čelika
31
čelične ploče
32 stensko tlo
E LO
33 betonski soki
.,j'
34 profilisani 35
nosač
vođlca čeličnog
ankera
36 spoljašnji stub 37 stub jezgra 38 sloj vermikulIta temeljni soki stuba jezgra površinski temelji spoljašnjih i unutrašnjih stubova
39 specijalni vatrostalni premaz 40 alulTiinijumski lim 41 šina za v()đenJe uređaja za čišćenje prozora 42 zatamnjena specijalno staklo 43 prozorski okvir od aluminijuma
uvlačenje armaturne korpe jednog sektora zagata
168
Karakreristike visoke čelične građevine Svojstvo noseće čelične konstrukcije Projekt usaglašen sa materijalom Pitanja oblikovanja Raspored stubova Noseći sistemi Ukrućenje
Sistemi građenja Izgradnja namenjena zatvaranju prostora Vertikalne komunikacije, Vođenje instalacija Protivpožarna zaštita, zaštita od korozije, zaštita od zvuka Mogućnost izmena
169 169 171 171 171 172 172 173
obnova starih građevina Dinamika građenja Kriterijum za izbor građevinskog materijala Težina čelika Upoređivanje cena koštanja
175 176 176 176 177
Uređivanje
dimenzija Modularni raspored Tolerancije
178 179
Uzroci deformacija Prethodno deformisanje delova
180 181
Maksimalan ugib nosača Vibracije međuspratnih konstrukcija Uticaj temperaturnih promena Razdelnice kod građevina
građevine
173 173 174
Deformacije Ispitivanje i ograničenje deformacija Vrste deformacija
181 182 182 183 183 184
IzaracllnJa 841 namenom zatvaranja prostora
Važan korak pri projektovanju zgrade je odluka o konstrukciji nosećeg sistema. Materijali i načini građenja koji su na raspoloženju za izbor imaju različita svojstva. Optimalni projekt može nastati samo onda, ako su ova svojstva i njihove zakonitosti primereno uzete u obzir, tj. kada je projekt usaglašen sa materijalom. sa če Ovo pravilo važi, naravno, i za ličnom nosećom ko~strukcijom. Ove ćemo u narednom tekstu nazivati čelične konstrukcije u visokogradnji. Doduše, gotovo svaki građevinski zadatak se može rešiti če likom, no ne može se očekivati optimalno rešenje, ako je građevina planirana za specijalne zahteve nekog drugog građevinskog materijala.
Kod projekta, • velika nastojanja stubova kod malih poprečnih preseka stubova, velike visine zgrade i visoka nosivost kod malih težina noseće konstrukcije, propustljivi noseći sistemi sa jednostavnim vođenjem instalacija. Kod toka rifl'"~.AC!,ni~ prefabrikacija i montaža elemenata, stoga kratko vreme male tolerancije, stoga precizna montaža građevinskih elemenata, • montaža nezavisna od vremenskih prilika, mali prostor na gradilištu, suv način građenja. Kod korišćenja velika fleksibilnost malo fisknih tačaka spratnim površinama, • mogućnost menjanja noseće konstrukcije istoga produženje trajanja života, • mogućnost demontaže posle završenog korišćenja.
Da bi Se shvatila obeležja koja projekt čelič ne visoke zgrade čine usaglašenim sa materijalom, treba da se pođe od njene noseće konstrukcije. Pri tome treba da se usklade grubi radovi, radovi na zatvaranju prostora i tehnički radovi.
Noseća
kOlrtstlruk,clla
Polazni proizvod Polazni proizvod čelične građevine su valjani, profilisan i čelič,)i štapovi. Štapovi imaju tankozidne, fino raščlanjene poprečne preseke. Oni kod malih dimenzija poprečnih preseka i malih težina imaju visoku nosivost. Broj valjanih profila je ograničen. Jednostavnim vezama mogu se oni kombinovati za formiranje raznovrsnih građevinskih elemenata. Čelični skelet Od ovih tankih čeličnih štapova sklapa se noseća struktura u čeličnim konstrukcijama - čelični skelet. Skelet je stoga linijska konstrukcija te ima samo noseć u funkciju, a ne i funkciju zatvaranja prostora, no on traži dobre uslove za ugrađivanje i učvršćenje građevinskih elemenata koji služe zatvaranju prostora.
Izrada Elementi čeličnog skeleta pripremaju se u radionicama. Izrada se vrši industrijski, čes to na elektronski upravljanim lančanim trakama. Ove trake rade ekonomično i bez se~ijskog rada. Serijski rad donosi . kod čeličnih konstrukcija 'prednosti pre svega kod projektovanja, a manje kod same izrade. Uticaj noseće konstrukcije Na ukupnu konstrukciju projekta' su od merodavnog uticaja: dispozicija stubova, i to način,
raspored i • rastojanje ležajeva, a stoga i • rastojanje stubova inoseće tavanične konstrukcije i ukrućenje zgrade, i to vrsta ukrućenja i • njihov raspored.
Zahtevi za izgradnju namenjenu zatvaranju prostora Povoljna svojstva čelične konstrukcije biće naročito tada optimalno iskorišćena, kada izgradnja namenjena zatvaranju prostora odgovara uslovima čeličnog skeleta: • raščlanjen u elemente i prefabrikovan, zbog čega brzina montaže skeleta dovodi do kratkog ukupnog vremena građenja, • lagan, zbog čega ukupna težina građevi ne postaje mala, • omogućena promenljivost, 'čime se ne narušava slobQdna deljivost spratnih površina čeličnog skeleta, i ako odgovara prilagođavanju u odnosu na mogućnost promena njegovih elemenata, konstruktivno usklađen sa osobinama čeličnog skeleta, po mogućnosti kao spregnuta konstrukcija, da bi se povisila nosivost čeličnog skeleta. • pogodan da čeličnoj konstrukciji obezbedi odmah i protivpožarnu zaštitu. Uključeni delovi građevine ČeličnOj nosećoj konstrukciji moraju se naročito prilagoditi: • međuspratne konstrukcije, krov, spoljašnji zidovi, • unutrašnji zidovi i elementi vertikalnih Ovim usklađivanjem postiže se mo-
gućna ekonomičnost čitave građevine.
Tehnička
Izgradnja
Prohodnost noseće konstrukcije pogoduje projektovanju trasa za tehničko otvaranje zgrade .. u vertikalnom pravcu na stubovima ili skupljeno u šahtovima, i u horizontalnom pravcu u tavanicama. Slobodna dostupnost vođenja instalaCija olakšava projektovanje i kasnije izmene. Če lični skeleti pružaju mnogostruke moguć nosti za učvršćivanje uređaja svih vrsta' i stoga naročito olakšavaju ugrađivanje tehničkih centrala.
Primer
Za razjašnjenje zavisnosti između projekta i noseće konstrukcije neka posluže četiri varijante osnove sprata jedne 15-spratne zgrade.
•
•
1 Projekt Tehničke stručne škole u Hamburgu, arhitekte Kallmorgen, Rike (Riecke) i Karas (Karres). Betonski skelet sa okruglim stubovima prečnika 40 do 80 cm i sa rastojanjima 8,40 m u svim pravcima. Spoljašnji stubovi iza fasade, vertikalne komunikacije i sanitarne prostorije u betonskim šahtovima, poprečne trase za vođenje instalacija u tavanicama p r91aze
•
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~1 krozpod~ake,spoljaš~iz~kaoparnp~na
fasada vezan kruto za tavanicu.
2 Izme na noseće konstrukcije na čelični skeJet pri čemu su svi projektni detalji zadržani neizmenjeni. Ova alternativa ima prema prvom projektu jedinu prednost što su poprečni preseci stubova manji. Stubovi su premešteni ispred ili iza prostora iza prozora, naročito su nezgodni u malim prostorijama. Pet jakih betonskih šahtova zadržano je za vertikalne komunikacije. Ovaj projekt ne iskorišćava mogućnost čeličnog rešenja, on ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~2
nijeusag~šensam~e~~om.
~===-====Il===-==:l=.-=*=:d.==*:d===I="=="'==*==*,,=""=====*=I==*==b='=:dJJ 3
3 Izme na projekta - rešenje usaglašeno sa čelikom: spoljašnji stubovi sa dimenzijama 16x16 do 25x25 cm, postavljeni gusto, ukrućenje zgrade vertikalnim rešetkastim nosačima (četiri u poprečnom, jedna u podužnom pravcu); omotavanje stepeništa, liftova i šahtova za instalacije lakim, vatrostajnim zidovima, smanjivanje broja i površina poprečnih preseka unutrašnjih stubova, raspoređivanje podvlakaispod tavaničnih nosača daje prostor za poprečne trase vodova, a spoljašnji zid se može kao fasada sa stubićima učvrstiti za spoljašnje stubove.
---------
------~
~~===:!~iil!5:l5~~i5'iE::'S_~_*~_~~_~_~;:!_==~_~_$~_~_;;::_~_~i!5;_~~~t;;;.=.~~!;!lJ 4
170
4 Optimalno rešenje kao čelična visoka zgrada: gusto postavljeni spoljašnji stubovi obrazuju sa prečkama u čeonom delu 1asadne okvire za ukrućenje zgrade, unutrašnji prostor ostaje slobodno raspoloživ, vertikalne komunikacije nisu vezane za noseć u konstrukciju.
Pitanja oblikovanja Ćelični skelet kao sistem tankih štapova
U istoriji građevinarstva su u mediteranskoj oblasti odomaćene masivne konstrukcije, dok Severna Evropa ima tradiciju drvenih skeletnih konstrukcija. -Ova tradicija se nastavlja čeličnim skeletnim konstrukcijama. To postaje još očiglednije u Japanu, gde se iz razloga sigurnosti prema zemljotresu i klimi favorizuju još i danas skeleti sa lakom ispu~om. Ćelične konstrukcije imaju sa drvenim konstrukcijama zajedničko što im se osnovni materijal sastoji od štapova kojima su poprečni preseci mali u poređenju sa dužinom, i što noseća konstrukcija ne znači odmah i zatvaranje prostora. Obložena - neobložena noseća konstrukcija Kod čeličnih konstrukcija se za iskusnog projektanta javlja problem da se noseći elementi namenjeni za određene građevinske zadatke, npr., za zgrade sa više od dva sprata, obezbede protivpožarnom zaštitnom oblogom, pri čemu goli čelični profili nisu više vidljivi. U mnogim slučajevima, npr., u unutrašnjosti zgrade, to se i ne traži, jer se ovde gola čelična konstrukcija ne bi ni pokazivala. Treba li ·pak noseća konstrukcija da se spolja pojavi slobodno, što se od mnogih arhitekata smatra kao nedostatak, jer velika vitkost i oštrina ivica čeličnih profila ne postaju vidljivi. No kako je debljina zaštitne protivpožarne obloge tek nekoliko cm, gubi obloženi štap malo od svoje vitkosti. Oštrina ivica može se postići olovnom oblogom.
Noseći
Raspored stubova Vrsta i
raspoređivanje
stubova
Ćelični stubovi, .a ponekad i zidna platna,
prihvataju vertikalna opterećenja. Stubovi po pravilu stoje u tačkama ukrštavanja rastera. Svojstvima čeličnog skeleta najbolje odgovaraju pravougaoni rasteri. Pravougaoni rasteri sa izduženim poljima većinom dovode do ekonomičnijih konstrukcija nego oni sa kvadratnim poljima (v. str. 194). No mogućan je i raspored stubova na kosouglom rasteru (v. str. 206).
Poprečni
preseci stubova
Ćelični stubovi imaju, uključujući i zaštitnu
protivpožarnu oblogu, mnogo manje preseke nego betonski stubovi (v. str. 209). Oni u osnovi zahtevaju manje površine, čime se dobija povoljan odnos između ukupne površine osnove prema korisnOj površini. Spoljašnji stubovi Za čelične visoke građevine naročito su karakteristični gusto raspoređeni spoljašnji stubovi u kontaktu sa spoljašnjim zidom (v. str. 196). Prednost ovakvog načina raspoređivanja stubova, .stubovi imaju • osobito male poprečne preseke, tako da oni ne remete korisnu površinu. • Oni omogućavaju učvršćenje spoljašnjeg zida tako da se ušteđuju fasadni stubići (v. str. 342). • Oni u svim osama traže iste veze pregradnih zidova.
Veliki rasponi Noseće čelične tavanične omogućavaju velike raspone
konstrukcije Konstrukcija hala - visokogradnja sa daleko razKako se kod prizemnih zgrada većinom i ne maknutim stubovima bez vezivanja za gust traži zaštitna obloga protiv požara, neob- raster stubova. Na taj način one omoguća ložena čelična konstrukcija se kao izražajno vaju fleksibilni raspored prostorija. One su sredstvo arhitekture kod konstrukCija hala ekonomične kod raspona između 6,00 i pokazuje jasnije nego u visokogradnji. 18,00 m, u posebnim slučajevima do 30,00 m. Sa čeličnim rešetkastim nosačima visine sprata mogu se sa ekonomičnim dimenzijaProvidnost konstrukcije ma premostiti rasponi od 30,00 do 60,00 m. Tankost nosećih čeličnih elemenata daje projektu strukture veliku eleganciju. Ovde se ukazuje mogućnost da se čelikom mogu savladati veliki rasponi, sa tesnom preciznošću čeličnih stubova. Ćelikom se može postići i providnost staklenika ili šatorastog krova nošenog pomoću užadi isto tako kao i lakoća čelične fasade, koja kao noseće stubove koristi svoje "šprosne" (stubiće) i ne zahteva snažnije stubove sakrivene iza fasade.
Disciplina projekta Vidljive noseće čelične konstrukcije jasno pokazuju prenošenje sila. One očigledno i tačno pokazuju logiku izgradnje zgrade. Ćelične konstrukcije imaju jednostavne i jasne veze. One imaju svoj određeni oblik govora. Njihova primena zahteva od arhitekte visok stepen discipline kako kod koncepcije logične konstrukcije u celini, tako i kod projektovanja finijih detalja.
1 Upoređivanje cene koštanja sa drugim vrstama konstrukcija pokazuje da se kod porasta raspona cena čeličnog nosača b povećava sporije nego cena koštanja betonske grede a. Položaj presečne tačke ove dve krive zavisi od opterećenja i visine nosača. Kod malih raspona betonska greda je većinom jeftinija, kod većih - čelični nosač.
sistemi
Ćelične noseće konstrukcije su za visoke zgrade svih vrsta i visina.
Prizemne građevine konstrukCija prizemnih građevina ima da nosi samo malo opterećenje od krova. Stoga se javljaju - naročito kod pokrivanja čeličnim limom - veoma lake i elegantne konstrukcije. Noseća
Višespratne građevine Kod višespratnih zgrada, ispod granice visokih zgrada, koje predstav/jaju masu stambenih i nestambenih objekata, čelični skelet je sa svojom propustljivom tavaničnom konstrukcijom, a pre svega kod velikih raspona i visokog učešća instalacija, ekonomična noseća konstrukcija. Visoke zgrade Kod visokih zgrada imaju mali poprečni preseci čeličnih stubova značajnu prednost, ako se oni, kao gusto poređani spoljašnji stubovi stope sa fasadom. Mala težina noseće čelične konstrukcije bitno utiče na cenu koštanja. Unutrašnje površine slobodne od stubova Ubacivanjem spoljašnjih stubova u spoljašnji zid i korišćenje komunikacionog jezgra kao jedinog oslonca u unutrašnjosti zgrade javljaju se spratne površine slobodne od čvrstih tačaka, koje omogućavaju alternativnu podelu. Prihvatanje zgrada Kako čelična .noseća .konstrukcija može da podnese veliko opterećenje, mogu se prihvatanjem stubova zgrada stvoriti u unutrašnjosti zgrade veliki prstori bez stubova, ili se mogu konstruisati konzolni (prepušteni) delovi zgrade. Obešene zgrade primenu imaju čelične konstrukCije kod obešenih zgrada, gde sva opterećenja zgrade prelaze na centralno jezgro, na koje se sva opterećenja prenose preko vešaljki i konzola na vrhu zgrade. Tipičnu
Mostovske zgrade rasponi savladavaju se čeličnim mostovskim zgradama, izduženim zgradama koje, podup~e samo na oba kraja, mogu da budu postavljene iznad velikih prepreka (autoputevi, železnice, vodni tokovi) ili da pružaju mogućnost slobodnog korišćenja površine prizemlja. Najveći
Mala težina Mala težina čelične konstrukcije daje kod čeličnih više spratnih konstrukcija pogodan odnos između korisnog opterećenja i sopstvene težine. Ovde treba da se donese manje tereta nego kod masivnih konstrukcija.Na taj način dol~i do ušteda u nosećoj konstrukciji i na fundiranju, koje kod teških uslova fundiranja mogu da budu značajne. 171
Ukrućenje
Mnoge zgrade se ukrućuju protiv uticaja vetra, u mnogim krajevima protiv zemljotresa, a u posebnim slučajevima protiv drugih uticaja koji izazivaju horizontalne sile. Sistem ukrućenja treba da • prenese ove sile na temeljno tlo i • da ograniči horizontalne deformacije zgrade. Kod visokih zgrada treba da se • ograniče vibracije nastale usled uticaja vetra. Vrste
ukrućenja
Čelični skelet može da se ukrućuje
• okvirnim konstrukcijama vertikalnim čeličnim rešetkama • krutim zidnim. platnima • betonskim jezgri ma • cevastim oblikom cele zgrade. Izbor ispravne vrste ukrućenja veoma je značajan za noseću konstrukciju te može kod visokih zgrada biti merodavan za ceo projekt. On utiče na korišćenje, ekonomič nost, izgled i način građenja.
Uticaj na tok građenja Montažne vrste ukrućenja najbolje odgovaraju brzoj suvoj montaži čeličnog skeleta: okviri, čelični spregovi i montažna zidna platna. Odmah posle montaže ona imaju punu nosivost. Kod vrsta ukrućenja koja se postavljaju betoniranjem na licu mesta, odvijanje građenja treba brižljivo da se utvrdi, npr., da betonski elementi budu podignuti pre montaže čeličnih (samostalna jezgra), ili da slede montažu čeličnih delova (beton Iiven na licu mesta - zidna platna). Kod podizanja betonskih elemenata pre montaže če ličnih delova treba da se pazi na različite tolerancije dvaju načina građenja. Ukrućenje visokih zgrada Kod visokih zgrada može cena koštanja građevinskih elemenata potrebnih za ukrućenje izneti značajan deo ukupne cene koštanja: već kod 20 spratova 30% ukupne težine čelika, što kod viših zgrada može narasti na 100%.
b
kg/m2
I korišćenje Ukrućenje pomoću vertikalnih rešetkastih nosača ili zid !:lih platana sprečava slobodu raspoređivanja prostorija i rešenja saobraćajnica u zgradi. Kod toga je rešetka propusnija nego zidno platno. Ukrućenja se po
Uticaj na
stavljaju n~ mesta koja i bez njih ne dopuštaju promenu rasporeda prostorija, npr., u zidovima vertikalnih komunikacija (stepeništa, liftova, šahtova za s~ab devanje ). Ako se ukrućenje nalazi u spoljašnjem zidu, ostaje spratna površina poptuno slobodna od veza.
300
6
Uticaj na izgled zgrade Okviri i unutrašnji spregovi, zidna platna i jezgra najčešće se ne pojavljuju u spoIjašnjem izgledu zgrade. Spolja vidljivi rešetkasti nosači znatno utuču na sliku zgrade. Raščlanjivanje zgrade u funkcionalne grupe dobija se kada komunikaciona jezgra za ukrućenje staje slobodno pored zgrade. 112
J
97 If
4 .-.w
10
J
200
17 ~
mogućnosti
Uticaj ekonomičnosti Treba da se izabere ona vrsta ukrućenja koja vodi do ekonomičnog rešenja u celini. Ne mogu da se postave čvrsta pravila koja je vrsta za koju zgradu najcelishodnija. Kao orijentacija može da se kaže da je pogodno • za prizemne zgrade: uklješteni stubovi, okviri ili vertikalni rešetkasti nosači za višespratne zgrade ispod granice visokih zgrada: vertikalni spregovi, zidna platna ili jezgra • za visoke zgrade: jezgra, cevasti oblici zgrade ili kombinacija više vrsta, npr. vertikalni spregovi i zidna platna.
I If
~
;r3
7 8
9
.,IV
1
100
.,'17
./ ~ t#
~
O
~
100
i.-~
.- ~
200
1 Gateway centar 2 OSiguranje, Čikago 3 Prva nacion. banka Seatle 4 Gradski centar, Čikago 5 Domin. centar, Torino 6 Ban ka Chase Manhattan 7 Prva nacionalna banka
~
300
.- ~I"'"
400
Sistemi an.denls Definicija Za pojam "sistem građenja" ne postoji neka jednoznačna definicija. Pod njim se podrazumeva spektar varijabilnih promenljivih građevinskih elemenata koji se prema vrsti građenja oblika "sanduka" mogu uključiti u raznovrsne zgrade. Primenom sistema đenja treba da se snizi ceha koštanja nja i da se skrati vreme projektovanja građenja.
Razlikuju se zatvoreni sistemi koji obuhvataju kompletne građevine, i otvoreni sistemi koji se, kao podSistemi, mogu uklopiti u proizvoljne građevine. Postoje sistemi grubih radova i sistemi završnih radova. Mnogi sistemi grubih radova daju prednost (ili poručuju) određene sisteme završnih va ili određene načine građenja.
Sistemi grubih radova čelikom Sistemi grubih radova su se većinom razvijali kod specijalnih građevinskih zadataka, npr., za škole, visoke škole, stambene de, administrativne zgrade, garaže, lJUBIli""";;. No oni su po pravilu primenijivi i druge zadatke, pa i za sisteme "visokogradnje" u pravom smislu. Sistemi grubih radova čeli kom imaju visoku sposobnost prilagođava nja. Stoga se kod čeličnih konstrukcija radije govori o načinu građenja. Pri tome nisu elementi kruto tipizirani, već se ekonomično prilagođavaju datim rasponima, ma, visinama građenja, instalacijama, itd. I' je mogućno bez nekih velikih troškova. I"" Tipizira se, na primer, raspored stubova • raspored nosača oblik stubova vrste nosača • detalji veza formiranje međuspratne konstrukcije 500 1 • način ukrućenja lako su ovi sistemi u poprečnim presecima i dužinama svojih elemenata slobodni, može se, već i s obzirom na elemente izgradnje, poslužiti internacionalnom modularnom koorinacijom 10 -- 30 60 cm.
Čikago
8 U.S.Celik, Pitsburg 9 Centar John Hancock, Čikago
10 Svetki trgovački centar Njujork
Sistemi tavanica
Često se kod čeličnih konstrukcija standar-
1 Iz jednog uporednog istraživanja američ kih visokih zgrada može se izvući nekoliko zaključaka. Isprekidana kriva a daje potošnju čelika po kg/m2 spratne površine u zavisnosti od broja spratova, koja bi bila potrebna isključivo +a prenošenje vertikalnog opterećenja, dakle, za tavanične nosače i stubove. Puna linija b prikazuje stvarnu potrošnju čelika. Razlika dveju krivih je težina čelika koja se po m2 površine sprata troši za ukrućenje zgrade. Ovde treba da se primeti da su građevine sa većom težinom čelika starije okvirne konstrukcije dok novije zgrade 8, 9 i 10 imaju ukrućenja koja se nalaze. u spoljašnjem zidu.
dizuju samo međuspratne konstrukcije. Ovi sistemi tavanice su primenijivi za proizvoljne čelične građevine. Poznati su sistemi tavanica od • gotovih betonskih elemenata sa ili bez betonskog sloja odozgo i • tavanice od čeličnog lima pokrivene betonskim slojem. Ove tavanice od gotovih betonskih delova najčešće su spretegnute sa tavaničnim nosačima. Razdelnica sprezanja je tada važan element razvoja firme. Kod tavanica od čeličnog lima je Drc,fili~;anie pitanje prozvođača, a primena kao enu'"",nnl ta ploča i/ili spregnuti nosač pitanje zeća za čelične konstrukcije.
Vertikalne kornurlikC1.cUe. Kod čeličnih objekata visokogradnje su uokoji su u saglasnosti sa ranije postavljenim zahtevom za radove namenjene .zatvaranju prostora. bičajeni sjedeći načini građenja
Međuspratna kontrukcija Većinom se primenjuju sistemi
tavan ica kako je opisano u sledećem tekstu. Kao noseć e tavanične ploče služe ct tavanice od čeličnog lima (v. str. 277 i dalje) tavanice od gotovih betonskih delova (v. str. 281 i 287). Najčešće se koristi spregnuto dejstvo između tavanične ploče i tavaničnih nosača, či me se ušteđuje na čeliku, a tavanice postaju čvršće (v. str. 279 i dalje). Važno je ekonomično formiranje zaštite če ličnih nosećih tavanica protiv (v. str.288). U tom smislu postoje mnogi oprobani sistemi građenja. Postoje ispitani sistemi plafonskih ploča koji bez dopunskih troškova ispunjuju pored svojih namenskih funkcija i zahteve prema zaštiti od požara (v. str. 299 i dalje). Međuprostor u tavanici pruža priliku za voinstalacijskih trasa (v. str.305 i dalje). U tavanicama od čeličnih limova mogu sa smestiti kablovi. Oblikovanje tavanične noseć e konstrukcije i instalacijskih trasa utiče na visinu međus pratne konstrukcije, a time i na visinu čitave zgrade. Zavisnost između pitanja projekta, konstrukcije nosećeg sistema, tehničke izgradnje i završnih radova namenjenih zatvaranju postaje naročito jasna kod izbora h:n,r;:anii"no. konstrukcije. Krov Za ravne krovove objekata visokogradnje mogu se birati laki limovi i betonski krovovi od lakog ili betona (v. str. 356 i dalje). Spoljašnji zid Prema definiciji skeletne konstrukcije spoljašnji zidovi nisu noseći i, većinom po spratovima, obešeni o noseć u konstrukciju. Ovde nalaze primenu svi upotrebljivi načini građenja i materijali. Metalne fasade Ije odgovaraju zahtevu za malom težinom. Njihova primena je olakšana zbog visoke tačnosti dimenzija čeličnog skeleta (v. str. 332 i dalje).
Unutrašnji zid I kod unutrašnjih zidova karakteru čeličnih konstrukCija najbolje odgovaraju laki tipovi. Kod izbora treba da se vodi računa o načinu vezivanja na noseću konstrukciju kao i o veličini očekivanih deformacija tavan ica (v. str. 313 i dalje). Požarni zid Na str. 315 biće opisani si$temi požarnih zidova pogodni za čelične objekte u visokogradnji.
vC)(fe~nJe
Vertikalne komunikacije Pod pojmom vertikalne komunikacije podrazumevaju se svi uređaji koji služe za vertikalan transport ljudi, opterećenja ili medija nepokretne ili mehaničke stepenice ct liftovi ct cevasti vodovi poštu, otpremači akata ct cevi za tečne i gasovite medije ct kablovi za jaku i slabu struju. Šahtovi u kOjima se uređaja često se kalne komunikacije. Ona su kao slobodne betonske cevi te koriste i kao ukrućenje ukoliko su mo statički formirana na odgovarajući način. Ako je čelični skelet ukrućen okvirima ili vertikalnim rešetkama, ovi betonski šahtovi nisu potrebni. Češće se za i vodove ostavljaju otvori u čeličnim tavaničnim pločama, a na međuspratnu stave laki zidovi koji imaju traženu nost prema vatri. Vodovi za kablove mogu da se vode i između flanši stubova.· Stepenišni kraci se montiraju kao prefabrikovani čelični ili betonski elementi između nosača noseće tavanične konstrukcije.
Pf«:)Uu'nožol'no za~5tlt(l. zaštita od kOI~O~nlt!L za~~tit:a
od zvuka
Protivpožarna zaštita u nr!:lINt:ll\lln!llIn"l,'" Mere za garanciju zaštite od đevinama se traže kod svih "1i"~''''''''\lil'1''''' visno od materijala konstrukCije. Stoga se za noseće čelične elemente traži u većini slučajeva neposredna protivpožarna zaštita u obliku koji u slučaju penu izolacionih omotača ili ugrađivanja u zaštitne tavanice ili zidove.
Ovo naročito vodi do ekonomičnih ali zahteva korektno konstrukčelične if""''''''' ..·.... I...''';,,'''' cijsko vršnih radova. misli o Pf()1]'\i'POlza:rnoj zaštiti nalaze se u posebnom OOIJla111liu na str. 361 i Konstruktivna elemente pojedine su u poglavljima.
Zaštita od ifnrn"l'iio. elementi u unutrašnjosti normalnom vlažnošću vazduha rđanju, tako da kod zgrazaštita od korozije nije neki naročit blem. zaštita od knrn.,.iio. samo za građevinske elemente "" ..,""'+.""..;i."' ..... "" sa visokom \l1;:a':?n,,,t!f\'11 1"\il"/"\hIOfTlt::lI o zaštiti od if",r'"".,.iio sistemima zaštite v. str. 388
Horizontalno vođenje instalč;J.ciiia Od naročite je važnosti tavno vođenje instalacija njihovog visokog učešća u ukupnOj ceni koštanja &"~IQY'©L. a koje zahtevaju tehničku izgradnju naročito za sa centralnom klimatizacijom (npr., zgrade i građevine velike površine), ili za građevine sa potrebom za raznovrsnim medijima (npr., laboratorije i bolnice). Kako horizontalni razvod leži gotovo uvek u tavanici, kod tavanica sa čeličnim nosačima je velika prednost što je za vođenje instalacija na raspoloženju veoma mnogo prostora. Ovaj problem će biti detaljnije obrađen u narednim poglavljima (v. str. 259 i 305). Vodovi mogu da prolaze kroz čelične nosače. Naročito rešetkasti nosači nude u svim pravcima veliku prolaznost za vođenje instalacija. Kod punih nosača su za vodove zadržani u rebrima prodori (otvori), koji se u izuzetnim slučajevima mogu kod montažne gradnje izvesti naknadno. Ako čelična tavan ica ima nosače u dva pravca koji se mogu postaviti jedan iznad ga, tada i za vodove postoje dve zone iznad druge tako da se oni mogu bez probijanja. Promena pravca voda zahteva odmah i promenu nivoa. Slobodna prolaznost u vođenju Install9,Ciia nosećoj čeličnoj tavanici ima naročitu nost, ako instalacije treba da se naknadno menjaju ili dopunjuju.
nična
međusobno
sve elemente skeleta. Nosači mogu u tavanicama vibrirati kao celina. Zbog UkIještenja u stubovi vrlo nisku Radi se ne u čeličnom tonskom skeletu. Pri tome si kod oba ova cmlđf!virlsk:a ITl~t,o.riii~l;:a vo iste brzine mIs u 5000 ml s u čeliku. Ako delovi f'.o.lif'.nr'R leta istovremeno i funkciju .,.~tu"'f·""ni;.,. ako se rebra stubova ili tavanalaze tj ravni zidova (v. str. 317), tada su obavezni zvučno -izolaeioni slojevi. Na str. 260 i dalje I <:!A"lf'n 1'1' n su obrađene građevinsko-fizičke osnove kod tavanica i prerilf'!l,.Mnih zidova.
Mogućnost
menjanja
Velika brzina tehničkih promena u svim oblastima ljudskog života i rastuće tendencije za potrebom prostora i kvalitetom opreme imaju .z~ posledicu da je zgrada. sa svojim prvobitnim rasporedom prostorija i opreme upotrebljiva samo ograničeno vreme. Ona će imati dulje .trajanje života ako se građe vinskim promenama može prilagoditi zahtevima izmenjenog korišćenja, dakle, da je fleksibilna. Saglasno sa stepenom građevinskih promena može. se razlikovati:
Promena nosete konstrukcije
Kod čeličnih konstrukcija je mogućna isto !ako i intervencija u bitnom delu zgrade, naIme, promena noseće konstrukcije. Tako se mogu, npr. preduzeti lako, jeftino i bez bitnog smetanja u korišćenjU stare zgrade sledeće promene noseće konstrukcije u čelič nom skeletu: • ojačanje noseće konstrukcije • povećanje raspona • nadziđivanje spratova • nadograđivanje delova zgrade • demontaža pojedinih delova konstrukcije zgrade. Za objašnjenje ovih misli biće razmotreno nekoliko primera.
Pokretne pregrade
1 Podela prostora može se najlakše menjati kada je kao način za pregrađivanje prostora predviđen zid koga može sam korisnik da pomera, kao, na primer, zidovi harmonike ili pomerljivi zidovi plakara.
Promena pregradnU, zidova
Promena rasporeda prostorija u osnovi može se postići bez intervencije na nosećoj konstrukciji premeštanjem nenosećih pregradnih zidova. Kako su kod skeletnih konstrukcija gotovo svi unutrašnji zidovi nenoseći, postoji vrlo velika sloboda u podeli spratne površine. Novoj raspodeli prostora moQ.u smetati i stubovi skeletne konstrukcije. Siroko razmeštanje stubova na većim rasponima noseće tavanične konstrukcije povišava, dakle, fleksibilnost zgrade. Promenijivost u raspodeli prostora zahteva takođe i promenljivost instalacija. Kako one kod pomerljivih pregradnih zidova mogu da budu samo u oblasti tavan ica, čelični skelet sa svojim slobodnim tavaničnim prostorom, gde se između nosača može postaviti mnogo instalacijskih vodova, veoma izlazi u susret željama za promenljivošću. Treba da se razlikuju sledeće vrste pomerljivih pregradnih zidova: 2.1 pomerljivi celi zidovi. 2.2 zidovi koji se mogu demontirati, ali sa mogućnošću ponovnog korišćenja elemenata, 2.3 zidovi koji se mogu rušiti, ali čiji materijal više nije upotrebljiv.
Promene Instalacija
Brz razvoj kućne tehnike, npr., klima i kancelarijske tehnike, a naročito laboratorijskih uređaja zahtevaju česte promene tehničkih uređaja ili primenu dodatnih instalacija. Već je bilo napomenuto da. su čelične noseće konstrukcije pogodne za ovakve radove. Kod industrijske gradnje se pre svega iz ovih razloga biraju čelične hale. Jer na vezače, stubove i nosače mogu se lako smestiti držači za agregate i vodove. Isto važi takođe i za spratnu izgradnju iz sledećih razloga: • u prostoru izmeđutavaničnih ploča ima mnogo prostora za vodove. • Na čelične nosače mogu se lako namestiti vodovi, ležišta za kablove, itd. 174
Povećanje raspona 3 Ako treba da se ukloni srednji stub nosača, radi primanja većih momenata savijanja nosač će biti ojačan navarenim lamelama (pojasnim pločama) a. Profil stuba se zavarivanjem ploče b transformiše u sandučasti stub. Veza nosača na stub ojačava se konzolom e smeštenom ispod nosača. Lim rebra valjanog nosača najčešće je dovoljan da prihvati povećanu poprečnu silu, inače bi se i on morao ojačati. U mnogim slučajevima se temeljima mogu saopštiti i veća opterećenja, jer se u međuvremenu temeljno tlo ispod njih učvrstilo.
b
Dogradnja spratova FunkCionisanje zgrade za vreme nadograđi vanja je kod čeličnih skeletnih konstrukcija lako mogućno, jer krov treba da bude otvoren samo na mestima nastavaka stubova, sve dok nadogradnja nije završena. Delovi čeličnog skeleta su laki i mogu se kranom koji ima velik krak montirati iznad stare zgrade. Kod nadograđivanja se naročito preporučuje primena montažnih tavanica, kako bi se skratilo vreme nadograđivanja. Adaptacije kod sistema građenja 4 Kod čeličnih konstrukcija je kod nekoliko sistema građenja mogućno da se delovi zgrade ili čitava zgrada demontiraju i da se na drugom mestu u drugom obliku ponovno montirajU. To zahteva takođe i odgovarajuće koncipiranje izgradnje. Naravno da je premeštanje zgrada najlakše, ako postoji samo malo završnih radova, kao npr., kod garaža za parkiranje.
Ruienje
5 Poslednja karika u lancu misli o prilagođavanju zgrade za neko novo korišćenje je rušenje, kako bi se napravilo novo mesto za građevinu, ako promena zgrade sa prihvatljivim sredstvima nije više mogućna. Celične skeletne građevine mogu se srušiti umerenim sredstvima i bez velikog opterećenja okoline bukom i praŠinom. Demontirani delovi čeličnog skeleta su ponovno primenijivi, ali se mogu opet uključiti u kružni tok materijala. Prihodom od starog gvožđa smanjuju se troškovi rušenja.
s
Obnavljanje stare
građevine
Zadatak deo stambenih i poslovnih zgrada koje su bile izgrađene u 19. veku i u prvoj trećini 20. veka zidane su građevine sa drvenim tavanicama ili čeličnim nosačima, retko betonske. Kod obnavljanja starih građevina postavljaju se zadaci ct staru noseću konstrukciju ojačati za nošenje većeg stalnog ili pokretnog optereće nja, ct zbog promene rasporeda u osnovi preme~titi ili odstraniti oslonce, staru građevinu upotpuniti dogradnjom. Najveći
Primena čeličnih konstrukcija Za primenu čeličnih konstrukcija za ove zadatke govore sledeći razlozi: ct Čelični delovi imaju male dimenzije i uklapaju se u stare konstrukcije. ct Čelični delovi su laki i oni unose u građe vinu malo dodatne težine. ct Čelični delovi se montiraju u suvo, prednost naročito kod drvenih konstrukcija. ct Čelični elementi mogu se lako prilagoditi svim geometrijskim uslovima. ct Čelična konstrukcija se često pokazuje kao najjeftinije rešenje. Ojačanje međuspratne konstrukcije Za preuzimanje većih opterećenja stara međuspratna konstrukcija se ojačava, npr., na sledeći način. Između svake dve grede drvene tavanice ugrađuje se čelični nosač sa bočnim krakovima kome se poprečni presek bira tako da kod nove dispozicije opterećenja ima jed-
1
nak ugib kao i drvena greda. 2 Ojačanje drvene gerde čeličnim e -profililima koji su zavrtnjevima bočno pričvršćeni za gredu. 3 Na čelične nosače, između kojih je kao plitki svod razapeta pruska kapa, zavaruju se moždanici za sprezanje, oni se zalivaju betonom, pa je tako stvoren spregnuti nosač sa većom nosivosti. 4 Krupnorebrasta tavanica može se ojačati dole navarenim pljoštim čelikom (postupak Tausky, patentno zaštićen).
6
Povećanje raspona tavanice Kod adaptacija se često mora menjati raspored u osnovi i stvoriti veće prostorije slobodne od stubova. Ovde je potrebno rušenje nosećih zidova. 5 Oni se zamenjuju podvučenim čeličnim nosačima i lakim stubovima.
Čeličnom rešetkastom konstrukcijom u potkrovlju taj sprat postaje slobodan od stubova, a tavanica potkrovlja dobija veću nosivost. Vađenje i zamena konstrukcije 8 Kod potpune .izmene korišćenja stare zgrade (npr., pretvaranje stambene zgrade u robnu kuću) može se pokazati potrebnim da se čitava unutrašnja noseća konstrukcija zgrade izvadi i zameni novom noseć om konstrukcijom koja ima veću nosivost i veći raspon. To je zadatak koji se može ekonomično rešiti jedino čeličnom konstrukcijom.
Ojačanje stubova 6 Zidani ili betonski stubovi mO;;Ju da se ojačaju čeličnim stubovima. Pri tome treba da se pazi na to da se u čelično ojačanje stvarno prenesu sile koje su ovde bile i zamišljene. Ova problematika se diskutuje na str. 382. Dogradnje Čelični stubovi mogu, s obzirom na prostor, Za kompletiranje stare građevine može se da racionalno zamene noseće zidove ili matražiti da se izvedu dogradnje, npr., prostosivne stubove. rije za kupatila, balkoni ili šahtovi za liftove. Dogradnje se mogu izvesti spratno pomoću Prihvatanje zidova Jedan drugačiji zadatak je prihvatanje nose- konzolnih čeličnih nosača koji su vezani za međuspratnu konstrukciju, ili ćih spoljašnjih ili unutrašnjih zidova, 7 Na primer, pri ugrađivanju izbočenog pro- 9 pomoću lakih stubova postavljenih sa zora (nguken-prozorn, narodni izraz, prim. prednje strane· fasade. prev.) u staru rešetkastu kuću, kao i kod Literatura: Uputstvo 441 Savetovališta za ugrađivanja čeličnih nosača mogu se izbeći primenu čelika (Merkblatt 441 der Beratundeformacije,. tj. i prsline u zidu, vidi poglavlje gsstelle fOr Stahlverwendung). Izvođenje građenja, s. 132.
Izme na krovne stolice 8 Potkrovlje se pretvara u pravi korisni sprat, ako se glomazna drvena krovna stolica zameni lakom čeličnom okvirnom konstrukcijom.
~
literatura Merkblatt 441· der Beratungsstelle fur
Stahlverwendung.
____________________________
~S
115
Dinamika an.denia Kratko vreme
građenja
Kod mnogih građevinskih poduhvata dužina vremena građenja ima velik ekonomski značaj. Vreme građenja može se skratiti sledećim merama: • blagovremeno, detaljno projektovanje konstrukcije, • rasčlanjivanje građenja u elemente koji se prethodno prefabrikuju i montiraju, precizno planiranje rokova za sve faze radova. Kratko ukupno vreme ako se primene ova osnovna za noseću konstrukciju, tako i radove.
konstrukcija vinajvećim delom sa~;ta'/liaiu sokogradnje na potpuno ili na poluautomatski vanoj tekućoj traci, sa kojima su snl~bclevle ne moderno opremljene radionice' čeličnih Ovde je industrijalizacija učinila velike napretke. je automatski pova ili
tačnost
dimenzija čeličnih konstrukcija ubrzava sklapanje. Sa jednim kranom i jednom smenom radnika može se u mesec dana montirati' 200 do 300 t čelika. Sa utroškom čelika od, npr., 15 kg/mS mogućan je sajednim kranom mesečni učinak od cca' 20 000 mS prostora obuhvaćenog građevinom. Radom u više smena i korišćenjem više kranova može se taj broj umnogostručiti (v. str. 379 i dalje).
Nezavisnost od vremenskih neloo(]Qcla Montaža čelične konstrukcije je nezavisna od vremenskih nepogoda i godišnjih doba. Prekidanje u kišnim periodima ili zimi, ili preduzimanje posebnih zimskih zaštitnih mera, kao u nordijskim zemljama kod betonskih konstrukcija, nije potrebno kod čeličnih konstrukcija.
Kratko vreme izgradnje Ako se za radove namenjene zatvaranju prostora čeličnog skeleta izaberu pogodne raščlanjene, prefabrikovane i montažne konstrukcije, postaje čitava faza grubih radova montažna i nezavisna od vremena i t"f.nriienil5..... doba. Kratko vreme montaže če vodi tako do kratkog ukupvremena trajanja građenja. Prefabrikoelementi izgradnje imaju dalju da se u suvoj montažnoj gradnji ne kakva vlažnost.
zaizborar!iđEtvir1sk~oa
Orijentaciju pri odluci da li treba da se izabere čelik ili beton može dati sledeće upoređivanje. Čelična konstrukcija je po pravilu ekonomičniji način građenja, ako je ispunjen jedna od sledećih zahteva: veliki rasponi tavanic&, • velika visina zgrade, mala težina zgrade teških uslova fundiranja, prostor u tavanici veoma ispunjen instalacijama, • veliko korisno opterećenje, • mali poprečni preseci stubova, • velike prostorije, • mogućnost menjanja noseće konstrukci• kratko vreme građenja, • montaža za vreme zime, • male tolerancije pri izradi, • montaža na tesnom gradilištu bez skladišnog prostora, . • mali izdaci :za protivpožarnu zaštitu.
ta. 2
3
4 5 678910
20
30 40 50 70 90
$pratovi
čelika
Kratko vreme montaže konstrukcija ima kratko vreme monse ona od prefabrikovanih elemenata koji se na gradilištu montiraju pokretnih kran ova. Montažne veze su napravljene većinom :zavrtnjevima imaju odmah punu nosivost. ! zavarene montažne veze se najpre provizornim vezama zavrtnjeva. Velika 176
Čelik kod udaljenih Cllr~ldllllita
Kod udaljenih kao građevinski materijal koristi se isključivo čelik, kao na primer, u visokim brdima ili arktički m terenima. Pojedini elementi mogu se u eksponiranoj situaciji montirati pomoću teretnog helikoptera.
Jedna mera za ekonomičnost čelične je utrošak čelika sveden na .,,""',•...,.+ ..,"" površine ili mS obuhvaćenog građevinom. Ona zavisi od mnogo faktora. npr., broj spratova, korisno opterećenje, .... "'+b"\;il::lni.o među stubovima u oba pravca, visina tavanice, način ukrućivanja zgrade, izabrani kvalitet čelika, • konstrukcija tavanične noseće konstrUkcije. Kao gruba orijentcija služi dijagram težine čelika u kg/m 3 prostora obuhvaćenog zgradom u zavisnosti od broja spratova. Granič na kriva a važi :za niska opterećenja i male raspone, kriva b za visoka opterećenja i velike raspone. Tačno određivanje težine čelika može se sprovesti tablicama za dimenzionisanje stubova (v. str. 210 i dalje) i nosača (str. 265).
Upoređivanje
cene koštanja
Kod prosuđivanja ekonomičnosti građevin skog materijala koji se primenjuje za noseću konstrukciju neke zgrade, ne može se cena koštanja noseće konstrukcije posmatrati izolovano, pa onda uporediti sa cenom koštanja noseće konstrukcije od nekog drugog materijala. Mnogo više se moraju uzeti u razmatranje sva svojstva građevinskog materijala koja utiču na cenu koštanja, na primer: e cena koštanja osnovnog elementa, e cena koštanja finansiranja, e cena koštanja grubih radova, e cena koštanja radova namenjenih zatvaranju prostora, e cena "koštanja završnih radova, e delovanje na korišćenje, e cena koštanja kasnijih izmena, e c~na koštanja rušenja kod građevina kratkog veka.
Cena koitanja zemljiita
Manje dimenzije građevinskih elemenata čeličnog skeleta zahtevaju manju površinu u osnovi j' kod iste osnove građevine dopuštaju povećanje korisne površine. Troškovi zemljišta po m2 se snižavaju. Mala optereće nja čeličnog objekta visokogradnje dopuštaju bolje iskorišćenje i loših temeljnih tla, što osim smanjenja cene koštanja fundiranja znači i povoljniji udeo u ceni koštanja zemljišta.
Cena koitanja finansiranja Kraća vremena
građenja smanjuju cenu koštanja finansiranja gradnje. Kako građenje čeličnim skeletima često znači i znatno skraćenje vremena građenja, mogu uštede pri finansir,anju biti znatne, pa često takođe opravdavaju višu cenu koštanja za čelični skelet. Uštede finansiranja mogu se stvoriti na razne načine, npr.,
Ranije davanje pod zakup Skraćenje vremena građenja vodi do ranijeg korišćenja i do ranijeg davanja pod zakup, a time i do ranijeg ukamaćivanja.
Ušteđen zakup u tuđim zgradama Kod građevina u sopstvenom korišćenju ranije puštanje u pogon ušteđuje zakup prostorija u tuđim zgradama ili druge troškove koji proizlaze iz smeštaja korisnika na drugom mestu za vreme građenja.
Skraćeno
izgubljeno vreme Kraća vremena građenja smanjuju vreme prekida u radu u pomoćnim privremenim građevinama zbog porušene stare građevi ne, ili, kod adaptacija i sa njima povezanih troškova ili gubitaka zarade. Zimski rizik ne postoji U krajevima sa oštrim zimama postoji kod masivne konstrukcije rizik da se ukalkulisano trajanje zimskog prekida produži. Ovaj ri-
zik otpada kod čeličnih montaža nezavisnih od vremenskih nepogoda. Cena koitanja
građenja
Problematika
upoređivanja
cene koštanja
građenja
Upoređivanje cene koštanja između varijanosećeg elementa u raznim građevinskim materijalima zahteva, da ~ako
nata nekog
kažemo, posmatranje delovanja njihovih svojstava na druge građevinske delove kao i na korišćenje. To, što u upoređivanju ekonomičnosti između raznih građevinskih materijala mora biti obuhvaćeno, može se reći samo u posebnom slučaju. To može da se objasni na nekoliko primera. Čelični stub - betonski stub Čelični stub zahteva zaštitnu oblogu protiv požara, dakle, pri određivanju treba da se obuhvati još jedan moment. Uprkos oblozi ima čelični stub manji poprečni presek. On može u spoljašnjim i u unutrašnjim zidovima da iščezne, zahteva, dakle, manju (ili nikakvu) korisnu površinu. Spoljašnji zidovi mogu da se učvrste na stubove, ušteđuju se fasadni stub ići. Prema tome, fasada pojeftinjuje, tl kori~ćenje. se poboljšava.
Optimalni noseći sistemi Kod projektovanja neke zgrade postoji u svakom pojedinačnom slučaju kod slobodnog izbora uticajnih parametara za svaki građevinski materijal i za svaku konstrukciju druga optimalna noseća konstrukcija. postoje građevinske konstrukcije koje su jeftinije kao čelične konstrukcije, kao i druge, za koje je jeftinije da se' grade u betonu. Ipak, čelično rešenje ima drukčija svojstva od betonskog rešenja. Pre odluke treba, dakle, da se ispita više rešenja. Upoređenje koje ima smisla mogućno je ipak samo onda, kada se za' svaki građevinski materijal traži optimalno rešenje. Cena koiblnja naknadnih promena I mienja.
Kod dalekovidnog planiranja ukalkulisana cena koštanja za kasnije građevinske promene je zbog izmenjenog korišćenja kod čeličnih konstrukCija lakše saglediva i niža nego kod drugih vrsta konstrukCija. Troškovi za kasnije rušenje mogu se kod građevina kratkog veka ukalkulisati već kod građenja. Oni su kod čeličnih konstrukcija manji, a pre svega ako su primenjeni građe vinski sistemi koji se mogu demontirati.
Analiza vrednosti Čelični nosač - betonska greda Čelična noseća tavanica zahteva veću građevinsku
visinu, ako se tavanični nosači postave na podvlake. Time se povećavaju spratne visine i visina zgrade, kao i prostor obuhvaćen zgradom. No tada postoji više prostora za vodove u tavanici, tj. i ušteda kod instalacija. Za čelične nosače je potrebna zaštita od požara. U tu svrhu se može postaviti plafonska ploča obešena odozdo koja se traži i kod betonske ploče, ali ne obavezno i vatrostalna, tj. može biti i nešto jeftinija. Na če ličnom nosaču, koji u tom slučaju ostaje u prostoru tavanice neobložen, mogu se bez ikakvih posebnih priprema pričvrstiti i dodatni vodovi. Pri razmatranju treba da se uzmu u obzir uticaji na visinu tavanice i na završne radove.
Raspon raspon tavanice izaziva kod čeličnog skeleta manje dopunske troškove nego kod betonskog skeleta. Fleksibilnost korišćenja se povećava. Manji broj stubova iziskuje manju površinu tla, i kod jednake korisne povrŠine dopušta smanjenje površine osnove građevine. Veći
Obim upoređivanja cene koštanja Za razumevanje uticaja na izbor noseće konstrukcije može se upoređivanje cene koštanja proširiti na sledeće građevinske delove: e elemente građevine (npr., nosače) ili e delove građevina (npr., tavanice) ili • čitavu noseć u konstrukciju ili e čitavu fazu grubih radova ili • grube radove sa završnim radovima za zatvaranje prostora ili e zgradu gotovu "pod ključ".
korlićenja
Kod izbora načina građenja često se govori o kriterijumi ma koji se neposredno ne izražavaju u novcu, kao na primer, e zahtevi korišćenja e mogućnosti kasnijih promena ili proširenja e estetski momenti e kriteriji koji su samo posredno povezani sa gradnjom, kao na primer, porez, angažovanje lokalnih firmi. U privatnom sektoru dnevno doživljavamo da se kod odlučivanja moramo osim cene obazirati i na mnoge druge faktore. Setimo se samo kupovine odela ili automobila.
Postupak pri analizi upotrebne vrednosti Da bismo pri analizi ekonomičnosti učinili ovakve· kriterijume uporedivim, razvijen je postupak analize upotrebne vrednosti. Kod toga se. uzimaju u razmatranje svi relevantni kriterijumi i svakom kriterijumu se pridružuje jedan težinski koeficijent. Zbir koeficijenata svih kriterijuma je 1. Kriterijumi se mogu rasčlanjavati u potkriterijume koji su opet određeni svojim težinskim koeficijentima čija suma je kod svakog kriterijuma jednaka 1. Naravno da se takav sistem može još i dalje profinjavati. U nekom drugom koraku za svaki potkriterijum se vrši vrednovanje za svaku od upoređivanih alterantiva. Vrednovanja se izražavaju u brojevima od 1 do 5 ili od 1 do 10. Sada sledi množenje faktora vrednovanja težinskim koeficijentima odgovarajućih potkriterijuma, čija· suma daje koeficijent vrednovanja (procene) kriterijuma. Ponavljanje postupka za kriterije daje na kraju koeficijent vrednovanja za posmatranu alternativu. Menjanjem težina pojedinih kriterijuma i potkriterijuma i njihovih vrednovanja mogu da se sprovedu upoređenja prema različitim tačkama gledišta.
1'n
Građenje prefabrikovanim građevinskim elementima mogućno je samo ako koordinaciju mera projektanti i proizvođači održavaju jasno definisanu. .. Primena prefabrikovanih delova pretpostavlja uspostavljanje modularnog sistema. .. Sklapanje prefabrikovanih delova zahteva ograničenje odstupanja u njihovim dimenzijama,. tj. uspostavljanje tolerancija. .. Tolerancije se na građevinskoj konstrukciji mogu uspostaviti samo ako je prethodno dat precizni oblik građevine, tj. stanje deformacija građevine. Kako je ova problematika kod čeličnih konstrukcija, čiji se elementi pripremaju sa tač nošću mašinske obrade, posebno važna, biće u narednom tekstu razmatrana osnovna
načela
.. modularne koordinacije .. tolerancija i • deformacija. U svim poglavljima knjige biće uvek ukaz ivano na deformacije u toku građenja, kao i kasnije pri korišćenju zgrade.
Modularna koordinacija Sve jača industrijalizacija građenja, naročito prefabrikacija, zahtevaju opšte važeća pravila za određivanje građevinskih dimenzija, koja bi pri proširivanju tržišta imala internacionalnu važnost. Radovi Internacionalne organizacije za .standardizaciju (ISO) su u Saveznoj Republici Nemačkoj ušli u DIN 18000, Deo 1-4, "Modularna koordinacija u građevinarstvu". U sledeće m iznete su osnovne ideje ove norme. Svrha modularne koordinacije je saglasnost koja važi za građevinske objekte i elemente
o .. koordinacionim sistemima i • veličinama koordinacionih dimenzija.
Rastojanja jednakosmernih ravni imaju modularne veličine. Izabrane ravni prostornog rastera (koordinacione ili referentne ravni) obrazuju koordinč:ltni sistem koji prožima građevinu, a na građevinu i na njene delove odnose se .. po svom položaju i .. svojoj veličini. Moduli Modul je jedinična veličina koja se koristi kao polazna veličina i kao korak u dimenziji. Osnovna jedinica je osnovni modul. On iznosi M = 100 mm. Multirnoduli su sledeći normirani množitelji osnovnog modula: 3M = 300 mm 6M = 600 mm 12 M = 1200 mm Množitelji multirnodula i osnovnog modula obrazuju redove referentnih dimenzija koje služe prvenstveno kao koordinirajuće dimenzije. Pri tome treba da se po moguć nosti kao privilegovane primenjuju dimenzije reda 12 M: 1,2 m - 2,4 m - 3,6 m - 4,8 m. Ako su ovi koraci između dimenzija preveliki, kao privilegovane uzimaju se dimenzije reda 6 M: 0,6 m - 1,2 m - 1,8 m - 2,4 m - 3,0 m. Ako se i s time ne može izaći, primenjuju se privilegovane dimenzije reda 3 M: 0,3 m - 0,6 m - 0,9 m - 1,2 m. Poslednja mogućnost je primena reda M, tj. koraci po 1 dm.
Konstrukcijski raster - raster završnih radova Raster grubih radova i raster završnih radova ne moraju se podudarati. Oni mogu da budu jedan prema drugome pomereni za jednu, po mogućnosti, modularnu dimenziju.
o
,t
o
l-
t
građevine
r I
u
o
O H
::f
~'I
I~
e I w
lew /j
~i
I\;
koorolna.iona dlmanzlja
~I I
~
r
o
1"0
O
3.2
f
I~
građevi!"'ski element u relaciji / sa gran Icama .
sa osama
+-
element u relaCijiT
:2
178
Nemodularna zona U nekoj građevini se mogu primeniti različiti rasteri. Umetanjem neutralnih zona mogu se obuhvatiti nemodularni elementi građevi ne. Neutralne zone koje se. pravilno ponavljaju nazivaju se trakasti rasteri.
e
Uklapanje elemenata referentne sisteme
·građevinski i
Koordinacioni sistemi 1 Koordinacioni sistemi modularne koordinacije su prostorni pravougaoni sistemi. Modularni prostorni raster je trodimenzioni, pravougaoni sistem od ravni.
.. Građevinski elementi mogu da budu uklopljeni u sve tri ravni prema granicama ni prema osama, ili u jednoj (ili dve) ravni prema granicama, a u dve (jednoj) ravni prema osama. Na sl. 1; na primer, .. stub j~ u dve ravni uklopljen osno, a po svojoj dužini granično. .. Zidno platno je u dve ravni uklopljeno granično, a u odnosu na njegov položaj upravno na ravan ploče, zavisno osno. .. Prostor je u odnosu na sve ravni uKlopljen granično.
2 Elementi građevine uklapaju se u prostorne modularne rastere ili referentne sisteme građevine. Kod toga se razlikuju: .. Kod graničnog odnosa uklapa se element građevine između dve paralelne koordinatne ravni od čijeg rastojanja (koordinaciona dimenzija) se izvodi veličina elementa građevine u toj dimenziji. Granični odnos ograničava, dakle, položaj i veličinu elementa građevine, Nominalna veličina elementa građevine utvrđuje se tada u odnosu na dimenzije spojnica. .. Kod odnosa prema osi osa jednog građevinskog elementa dovodi se do poklapanja sa jednom koordinatnom ravni. Na taj način utvrđuje se položaj i odstojanje elementa građevine, ali ne i njegova veličina. Osa građevinskog elementa ne mora da bude i njegova težišna osa.
3.1 Kod betonskih konstrukcija to je često uobičajeno, jer se betonski stubovi velikog formata ne mogu uklopiti u spoljašnje i unutrašnje zidove. 3.2 Kod čeličnih konstrukcija je često uobičajeno da se stubovi uklope u elemente namenjene zatvaranju prostora, tako da se rasteri noseće konstrukcije i završnih radova podudaraju (v. takođe str. 144 i 196).
Raster visina Za modularni raster visina još ne postoji u normama nikakva odrednica. Treba naslući vati da će polazna tačka visinskog rastera biti gornja ivica završne obloge međusprat ne konstrukcije. Pitanje je da li se mogu izabrati koraci dimenzija veći od M. Modularni delovi građevina - modularni prostori Modularni delovi građevina uklapaju se u modularni referentni sistem. No pri odbijanju dimenzija spojnice njihove nominalne mere same ne mogu da budu modularne. Isto važi i za modularne prostore. Oni odstupaju od modularnih dimenzija referentnog sistema za debljinu zidova.
"tolerancije Svrha i primena Tolerancije dimenzija u zahtevaju
građevinarstvu
se
za korišćenje, npr., vertikalnosti i ravnosti fasada ili šahtova za liftove, ili horizontalnosti i ravnosti podova i ID za nizanje bez dorada građevinskih elemenata. Ove tolerancije se protežu na one oblasti delova građevina u kojima se oni spajaju, npr., ležište Spojnice, nJpe za zavrtnjeve. U Saveznoj Republici Nemačkoj podloga su listovi DIN 18 201, DIN 18 202, DIN 18203. ID
Razlikuje se: tolerancija građevina u pogledu dimenzija, na završenoj ili nezavršenoj građevini, ID tolerancije delova građevina u pogledu dimenzija koje su za delove građevina bile uzete naročito pre građenja, i ID tolerancije pri valjanju u okviru uslova isporučivanja valjanih konstrukcija.
ID
.. Ako građevinski element ima podužnu dimenziju
=
Istv
r
najveća širina razdetnice == :: obavezna dimenzija razdelenice + + donje dopušteno odstupanje
'obav±dop. odstupanje =6000±20 mm,
dela
građevine
najmanja dimenzija deta
građeVinei
"=
obavezna dimenzija -
:::o
- donje dopu~teno odstuDanje
tada je njegova najveća dužina najmanja dužina Ako širina spojnice ima potrebnu dimenziju tada je njena stvarna dimenzija njena najveća dimenzija a njena najmanja dimenzija Tolerancija je
Imax 'min
= =
6020 mm 5980 mm.
f obav
=
30 mm,
fstv
=
30±20 mm
fmax
=
50 mm
]
1:Ii I
I
-: :[1
III
..J
I
I
1
I I
I I
1
~~
I
I
rr--
-lll.rezna
obavezna dimenZija građevinskog elementa
najveća dimenZija građevinskog elementa =-
~;; obavezna
(szdelnice
1
l
dimenZija -t---~ + gornje dopušteno odstupanje
l
najmanja Širina razdelnice = gornje obavezno odstupanje dela građevine
10 mm. ±20 = 40 mm,
f min t
odstupanje
odstupanje u mm kod horizontalnog rastojanja'!TIernlh tača ka
grupa
horizontalne udaljenosti
B
e A
za pomeranje u horizontalnom pravcu
<10
<25
<50
<100m
±10 ± 5 ± 3
± 15 ±10 ± 5
±20 ± 15 ±10
± 25 ± 20 ± 15
± 40 ±30 ± 20
±1O ± 8 ± 5
± 15 ±10 ± 5
± 20 ± 15 ±10
± 20 ± 15 ±10
±25 ±20 ±15
<4
A
B
e
odstupanje u mm kodlvertikalnog rastojanja mernihtačaka
Tolerancije predstavljaju važan tehnički i pravni osnov kod montažnih građevina čiji se elementi pripremaju istovremeno na raznim mestima. Tolerancije treba da budu propisane u pismenoj dokumentaciji. Naknadno sklapane (bez posebnih dorada mogućno je samo kada svi isporučioci poštuju tolerancije, a kod prekoračenja tolerancija samo posebnom zakonskom pravosnažnom odlukom se precizira ko će snositi troškove potrebnih naknadnih radova. Održavanje tolerancija u dimenzijama se ispituje ako je to potrebno tehnički ili u smislu ugovora. Deformacije zavisne od opterećenja, vremena i temperature nisu sadržane u onim listovima DIN-normi koji govore o tolerancijama. One treba da se tretiraju posebno.·Ponekad je ugovorom utvrđeno kod kojeg stanja deformacija treba da važe odgovarajuće tolerancije. U pomenutim listovima DIN-normi su tolerancije date u više grupa prema tač nosti. Ako se ništa posebno ne kaže, automatski važe vrednosti najgrublje grupe A. Kod ugovorenih vrednosti grupa viših tač nosti mora se korišćenje uže tolerancije uporediti sa povišenim troškovima pri završavanju radova sa većom tačnošću.
A za visinska rastojanja
e A
za pomeranja u vertikalnom pravcu
B
e
<10
<25
<50
± 15 ±10 ± 5
± 20 ±15 ±10
±20 ±15 ±10
± 25 ± 20 ±15
±10 ± 8 ± 5
±10 ± 8 ± 5
± 15 ±10 ± 5
±20 ±15 ±10
± 25 ± 20 ±15
2
Tolerancije građevine 2 Dopuštene tolerancije dimenzija građevi na su sadržane u DIN 18202, list 6. One rastu sa porastom veličine merne dužine. Tolerancije vertikalnih rastojanja rastu osim toga sa horizontalnim rastojanjem od polazne
od 10- 25 m za 5 ( O) za 10 ( 5) od 25-50 m za 15 (10) preko 50 m Vrednosti u zagradama važe 50-100 m.
mm mm mm. za visine od
tačke
Tolerancije građevinskih elemenata 3 Za prefabrikovane čelične delove važe prema DIN 18 203, deo 2, za dužine, širine, visine, dijagonale i dimenzije poprečnog preseka sledeća odstupanja: normalna dimenzija umm
Pojmovi Kod izrade je obavezna dimenzija nekog građevinskog elementa (nazvana i nominalna dimenzija), koja je unešena u crtež, kod ekonomično zastupljenih troškova dostižna samo sa izvesnim odstupanjem. Naknadno izmerena dimenzija je prava dimenzija. Odstupanje stvarne od potrebne dimenzije je gornje ili donje odstupanje dimenzije. Zbir dopustivih gornjih i donjih grešaka, koje većinom imaju isti red veličine, je tolerancija dimenzije. Ona ograničava položaj i veličinu građevinskog elementa. Stvarna dimenzija spojnice između dva građevinska elementa je njena potrebna dimenzija ± dopušteno odstupanje građevinskog elementa.
B
<4 ±10 ± 8 ± 5
IN 315< 1000< 2000< 4000< 8000< 12000 <;: 16000 < 20000~<
s; s; s; s; s;
315 1000 2000 4000 8000 s; 12000 s; 16000 s; 20000
grupe A
± 2 ± 3 ± 4 ± 6 ± 8 ±10 ±12 ± 14 ±16
tačnosti
B
±l ±2 ±3 ±4 ±5 ±6 ±7 ±8 ±9
3 građevinskih elemenata važe za neopterećene delove od čelika, kod tempe-
Tolerancije
rature od +15°C. Ako treba da se ispitaju tolerancije ugrađenih delova građevine, treba da se uzmu u obzir njihova stanja deformacija.
Tolerancija ravnosti Osobito velik značaj imaju zahtevi za ravnost tavan ica i zidova. List 5 norme DIN 18 202 sadrži tolerancije ravnosti za gornje i donje strane tavanice i za zidiove. Zahtevi su rasčlanjeni za završene i nezavršene površine, prema običnim i povišenim zahtevima i prema rastojanju mernih tačaka.
Tolerancije valjanja Tolerancije valjanja su tolerancije dimenzija poprečnih preseka valjanih profila. koje su sadržane u priloženim atestima valjaonica. One treba da se posle završetka čeličnog dela građevine obavezno još i naknadno ispitaju. One su kod građevina od značaja samo dotle dokle je njihovim. održavanjem garantovana čvrstoća koja je dokazana minimainim dimenzijama čeličnog poprečnog preseka. 119
Ispitivanje i ograničavanje deformacija Deformacije građevina i njihovih delova su nužne posledice delovanja raznih uticaja za vreme života neke zgrade. One se moraju ispitivati tako tačno kao i otpornost, ponašanje pri vlazi i toploti, zaštita -zgrade protiv požara i zvuka. Prevelike deformacije zgrade ili pojedinih njenih delova mogu .. ugroziti stabilnost građevine, .. izazvati oštećenja zgrade na nenosećim delovima građevine, .. ugroziti skupnu nosivost montažnih delova zgrade ili .. korišćenje zgrade. fizički
Građevinske mere koje imaju za cilj smanjivanje očekivanih deformacija većinom su vezane sa pitanjima ekonomičnosti. Ako je u pitanju sigurnost građevine, moraju se u svakom slučaju preduzimati potrebne mere. Inače, pre podnošljivog ograničavanja deformacija trebalo bi da se efekt jednog optimizacionog proračuna uporedi sa potrebnim troškovima.
Faze u životu zgrade Kod posmatranja deformacije zgrade treba da se razlikuju faza građenja i faza korišće nja. Za vreme faze građenja stanjima građenja zgrade odgovaraju deformacije od sila od težine; one rastu sukcesivno sa ugrađi"a njem stalnih opterećenja. Dokle god unutrašnji deloVi zgrade zavise od spoljašnje klime mogu temperaturne deformacije biti bitno veće nego u fazi korišćenja. Slično važi i kod kasnijih adaptacija.
Izbegavanje građevinskih oštećenja na nenosećim delovima građevine Jedan od najčešćih uzroka oštećenja je da .. se očekivane deformacije ne primete blagovremeno ili .. da je njihov uticaj potcenjen.
Naročito treba da se poštuju sledeća nače la: Tamo gde se dva dela građevine graniče jedan sa drugim, nastaje spojnica. .. U spojnici se mora omogućiti da se oba dela deformišu slobodno, bez međusobnog delovanja, ili .. međusobne sile koje ovde nastaju moraju se vezama preuzeti i preneti.
Međusobne sile koje nastaju pri eksploatacionom opterećenju usled trenja, slučajne sprege i sl., moraju se analizirati i preneti. Treba da se ispitaju deformacije koje nastaju pri stvaranju slučajnih veza.
To će se razjasniti na jednom primeru: krov sa čeličnim nosačima pokriven je pločama od lakog betona i sa zalivenim spojnicama. ploče nisu spregnute sa krovnim nosačima. Ukrućenje za vetar u ravni krova sprovedeno je čeličnim rešetkastim spregom. Ploča krova je mnogo kruća nego
korišćenja delovanjem korisnog opterećenja izazivaju se deformacije od sila
U fazi
težine. Deformacije usled temperaturnih razlika su funkcija spoljašnje i unutrašnje klime zgrade. Stabilnost Deformacije koje štetno utiču na stabilnost zgrade ili njezinih delova su samo po sebi razumljiv deo ispitivanja stabilnosti. U retkim slučajevima se moraju analizirati i uticaji deformacija na stabilnost u slučaju požara. UJO
nat iznos. Dakle, fasada treba da bude tako montirana da posle deformacije ploče ima svoj potrebni položaj, ili se mora podesiti naknadno. U prvom slučaju moraju spojnice između fasadnih elemenata dopustiti ove deformacije; u drugom slučaju mora uređaj za podešavanje biti u stanju da odigra svoju ulogu. U oba slučaja mora graditelj fasade znati sa takvim stanjima pri montaži mora da računa. Željeno odstl,Jpanje od potrebnog oblika U mnogim slučajevima se iz tehničkih razloga pri -radu ne 'postiže potreban oblik. To naročito važi za ravnost površina ploča i krova. To može da se objasni sa dva primera: Ako se na tavanici namesti težak pregradni zid, a betonski sloj treba posle postavljanja pregradnog zida da bude horizontalan, tada mu se kod postavljanja mora dati izvesno nadvišenje. No to je pra~tički jedva izvodljivo. Stoga će se na mestu gde je pregradni zid stvoriti ulegnuće.
Betonske
spreg. Ona stoga preuzima sile vetra te ih preko slučajne sprege (npr., lepljenjem maltera spojnice za čelične nosače ili glavama zavrinjeva) prenosi na čeličnu noseću konstrukciju. No kako ova sprega nije u stanju da preuzme veće sile od vetra, kod jakog vetra popušta, krovna ploča se pomera i dobija prsline, sve dok rešetkasti spreg ne dođe u situaciju da on primi sile. Pokretanjem krovne ploče može se oštetiti zaptivanje krova, ako on nije bio predviđen za moguć nost ovakvih pomeranja. Uticaji pomeranja na spoljašnje zidove, vidi str. 334. Uticaj pomeranja na pregradne zidove, vidi str. 314.
PO pravilu treba da zgrada i svi njeni delovi pri završetku i pri nekoj definisanoj temperaturi imaju svoj potrebni oblik. Vremenski zavisni sopstveni napo ni (kao, npr., skupljanje i tečenje betona) mogu uči niti da se potrebni oblik uspostavi u nekom kasnijem trenutku vremena.
ploče. Ova ploča se usled narednih opterećenja planski ugiba za unapred proraču
ne
.. Nosivost prefabrikovanih delova ne.
građevi
Međusobna nosivost prefabrikovanih delova građevine pri fazi grubih radova reguliše se propisivanjem tolerancija (vidi str. 179). Tolerancije ne isključuju deformacije. One se razmatraju posebno.
Kako pri ugrađivanju završnih građevinskih elemenata noseća konstrukcija još ne može da postigne svoj potrebni oblik, treba da se kod tumačenja veza i spojnica uzimaju u obzir deformacije koje se još očekuju r)a nosećoj konstrukciji, dodatno deformacijama koje se očekuju kasnije zbog korisnog opterećenja, vetra, temperaturnih razlika, i, eventualno, i zemljotresa. Evo jednog primera: Montaža fasade počinje pre nanošenja jakog premaza i podizanja teških pregradnih zidova. Fasada je učvršćena na ivici tavanič-
1) I I
I I I I I
h
I I I
I I l
~
1.1
~ 1.2
1.1 Ako se, npr., traži da se iz razloga fleksibilnosti pri raspodeli prostorija omogući u svakoj prozorskoj osi postavljanje teškog pregradnog zida, tada se taj zahtev statički ostvaruje izborom tavaničnih nosača u svakoj osi sa odgovarajućim rezervama u nosivosti. U stanju deformacija tavanice imaće nosači koji su opterećeni zidom veće ulegnuće nego neopterećeni. Ovim zahtevom se isključuje da će u vremenu korišćenja zgrade tavanica biti ravna. 1.2 Ako se ravnost traži u prvom stanju, tada bi nosač na kome leži zid u njenom prvom stanju, morao biti nadvišen iznad drugih. Posle premeštanja zida ovaj bi nosač ležao na većoj visini od drugih, dok bi se nosač, koji sada nosi zid više spustio od drugih.
Uticaj deformacije na korišćenje Ovde treba da se razlikuju statičke i dinamičke deformacije, npr., .. stvaranje vodenih džepova u udubljenjima nastalih usled savijanja krova malog nagiba, .. vibracije podova u sportskim halama, .. vibracije visokih zgrada usled vetra, vidi i str. 224.
Vrste deformacija
venciji
Deformacije delova zgrade nastaju usled promene oblika ili zapremine građevinskih materijala, a deformacije zgrada usled pomeranja pres.ečnih tačaka osa građevinskih elemenata. Promene oblika Spoljašnja opterećenja ili unutrašnje sile izazivaju promene oblika građevinskih elemenata. Ovaj stav se može formulisati i obrnuto da nije mogućno nanošenje opterećenja, a da se pri tome opterećeni delovi građevi ne ne deformišu. Opterećeni stub se mora skratiti, opterećena ploča mora se ugnuti. Kod promene oblika zapremina građevin skog elementa se ne menja; na primer, biće 1.1 pritisnut štap kraći, ali i deblji 1.2 zategnut štap duži, ali i tanji 1.3 savijen štap zadržava svoju zapreminu, isto kao i 1.4 zidno platno derormisano smicanjem.
opterećenog
Uzroci deformacija
tela.
Promena zapremine Promene zapremine građevnskih materijala nastaju usled: • temperaturnih promena ili usled • skupljanja. Uopšte, treba da se kaže da promene zapremine, koje se ne mogu slobodno ispoljiti, izazivaju unutrašnje sile koje" sa svoje strane dovode do promene oblika. 2.1 Greda kojOj se povišava temperatura, može se slobodno širiti na sve strane, tj. po dužini, visini i širini. 2.2 Ako je greda spreče na da se širi podužno, može se širiti samo po visini i širini. Nastupa prinudna sila Z. Isto dejstvo nastupa, ako se greda, izdužena porastom temperature, silom Z skrati na prvobitnu dužinu. Istovremeno će greda usled sabijanja postati deblja. 3 Nejednake promene zapremine savijaju delove građevine. Greda ima na svojoj gornjoj strani sunčano zračenje. na donjoj temperaturu okoline. Prinudne sile usled zapreminskih promena kod fino rasčlanjenih čeličnih skeleta veći nom nemaju kao posledicu neko veće povećanje napona, dok kod betonskih konstrukcija velikih poprečnih preseka imaju znača jan uticaj.
2.1 1.3
Zgrade ili delovi zgrada trpe deformacije pod delovanjem opterećenja usled • sila težine, • vetra, • zamljotresa, • pokretnih masa u zgradi ili u njenoj blizini i usled uticaja kao • temperaturne promene, • skupljanje i tečenje betona, • sleganje oslonaca Stalna opterećenja Kod izgradnje zgrade stalna opterećenja se nanose postepeno u koracima. Kako je već ranije napomenuto, često se zahteva da se odrede deformacije za više stadijuma tokom građenja. Aktivni deo pokretnog korisnog opterećenja
Pokretna korisna opterećenja koja su propisana za određivanje nosivosti normalno ne nastupaju u onoj veličini kao promenljiva opterećenja.
Kao grubo pravilo može se uzeti • cca jedna trećina otpada na nepokretne delove, kao na primer, pregradne zidove i predmete uređaja koji se retko pokreću, npr. nameštaj. • cca jedna trećina otpada na stvarno promenljivo opterećenje, i da je • cca jedna trećina rezerva za neuobičaje na opterećenja, npr. ljudska navala. Odatle proizilaze sledeće posledice: • Prva trećina se može obuhvatiti stalnim opterećenjima.
• Poslednja trećina nastupa retko. Posle rasterećenja vraćaju se tako nastale deformacije na prvobitni iznos. Ovakva razmatranja su važna kod dimenzionisanja promene širine spojnice kod spoljašnjih i unutrašnjih zidova. Promene 'ob"lika su elastične, ako posle uklanjanja opterećenja delovi građevine opet poprime svoj prvobitni oblik. One su plastič ne, ako posle rasterećenja ostaju deformacije u celosti očuvane. U građevinarstvu se po pravilu građevinski materijali izlažu naprezanjima samo u elastičnoj oblasti. Neki građevinski materijali (npr. beton) dobijaju kod dugotrajnih opterećenja pored elastič nih još i plastične deformaCije usled puzanja. Deformacije od puzanja su približno proporcionalne elastičnim deformacijama. No i one se posle prestanka delovanja opterećenja polako smanjuju. Vibracije Lagano nanošenje opterećenja vodi do statičkih deformacija, brza nanošenja imaju dinamičko dejstvo, oscilatorno promenljiva opterećenja mogu izazvati vibracije delova građevine ili čitave konstrukCije, npr. vibracije tavanica kod hodanja, vibracije visokih kuća kod opterećenja vetrom. Svako telo ima svoju tipičnu sopstvenu frekvenciju vibracija. Vibracije se pojačavaju, ako je frekvencija pobudne sile.bliska svojstvenoj frek-
3
Jl _..1..-.._1----.1._4.1
:14.'
Pomeranja Građevina se sastoji od svojih delova (elemenata) čije ose stoje prema sistemu raste-
ra konstrukcije u srazmernom odnosu. Deformacije delova građevine mogu da dovedu do pomeranja presečnih tačaka osa te izazivaju deformaciju cele zgrade. 4.1 Opterećenje tavanice, npr.. ne menja značajno sistem osa zgrade. 4.2 Nasuprot tome, vetar izaziva usled promena dužina štapova rešetkastog nosača pomeranja presečnih tačaka osa i to bočno i po visini.
Uticaj opterećenja od vetra Kod veoma visokih zgrada su od velikog značaja horizontalne deformacije. Njihova veličina raste sa visinom zgrade i utoliko je manja ukoliko je krući sistem za ukrućenje. Dopoštena veličina maksimalnog otklona nije propisima ograničena. Prema američkim iskustvima nalazi se teorijski maksimalni ugib (otklon) kod izvedenih zgrada između 1/200 i 1/800 njihovih visina. U opštem, mogu se zgrade sa maksimalnim ugibom od 1/400 do 1/600 svojih visina smatrati krutim. Poznavanje očekivanih deformacija neke građevine je značajno za formiranje i dime nzionisanje veza pri izgradnji. ~poljašnji i unutrašnji zidovi, koji ne učestvuju u preuzimanju horizontalnih sila, moraju da budu tako priključeni da mogu bez nepoželjnih prslina ili drugih optećenja pratiti očekivane deformaCije zgrade. Uticaj vibracija visokih zgrada. usled vetra obrađenje na str. 224.
un
Prethodno deformisanje delova građevine
Kod posmatranja deformacija polazi se od potrebnog stanja zgrade koje se utvrđuje • nakon nanošenja svih stalnih opterećenja • kod određene temperature, najčešće
+ 150C,
• u trenutku kada 'je završeno tečenje i skuljpanje zemljišta. Građevinski elementi treba da se dimenzionišu i postave tako da su pri tome ovi uticaji uzeti u ob.zir. Deformacije usled svih uticaja se unapred izračunaju i superponiraju na konačni oblik građevinskog elementa. Na taj način se dobija oblik građevinskog elementa bez napona. Oslonci Pritisnuti stubovi i noseći betonski zidovi se skraćuju, pa se moraju izraditi nešto dužim. Promena dužina betonskih zidova (betonskih jezgara) koji su predviđeni za nošenje vertikalnih opterećenja, manja je nego kod čeličnih· stubova. Kod visokih zgrada treba stoga da se uzima u obzir različito skraćiva nje oba noseća elementa. Pri tome treba da se uzme u račun i dodatno skraćenje betonskih zidova usled tečenja i skupljanja. Zategnuti stubovi se izdužuju, pa se moraju isporučivati kraći. Kod montaže obešenih zgrada sabiraju se njihova izduženja i skraćenje pritisnutog jezgra. Kod 100 m visoke zgrade sa betonskim jezgrom kod realne raspodele opterećenja između betonskog jezgra i čeličnih stubova dobija se sabijanje čeličnih stubova od 67 mm, betonskog jezgra od 11 mm.
Nadvišenje
nosača
Noseće tavanične kosntrukcije se pod uticajem stalnih opterećenja savijaju. Čelični nosači se mogu u radionici za isti iznos sa-
viti prema gore, tj. izvesti "nadvišeno". Kako nadvišenje zahteva kod izrade dopunski rad koji izaziva i troškove nadvišenje se izvodi većinom samo kod nosača većih raspona, otprilike od 10 m.
+-------b--------r
~=----_f--_--~b
~----l-----~ e
2
nosači se ne savijednom (b) ili dva-
2 Zbog pogodnije izrade jaju kontinualno (a) put (e) presavijeni.
već
6 Najveći nagib kod proste grede isto kao i kod uklještenih ili kontinualnih greda kao funkcija maksimalnog ugiba f u obliku tga.
Kod proste grede on je kod oslonaca, kod uklještene grede na 0,2 raspona, kod kontinualne grede približno kod 0,1 raspona. Nosači sa ograničenim maksimalnim ugibom. Uobičajeno je da se maksimalni ugib izrazi kao jedan deo raspona I. Ako se želi da se maksimalni ugib ograniči, tada se mora precizirati da li ova granica treba da se održi kod ukupnog opterećenja, ili samo kod korisnog opterećenja. Uobičajene granice maksimalnog ugiba leže između 1/300 i 1/500 raspona I, u izuzetnom slučaju kod posebno krute ploče (1/800)1. 1 U narednoj tablici date su visine nosača koje se moraju usvajati da bi se kod potpunog iskorišćenja nosača dobili dati maksimalni ugibi. Ako nosač treba da bude niži, mora se predimenzionisati.
3 Kod dvoredne dispozicije nosača koja se sastoji od tavaničnih (krovnih) nosača (nosači 1. reda) i donjeg pojasa (nosači 2. reda) formira se nadvišenje f
---+--+-_ _-""'.:.:.:.:.'-'--_1.2
1.1 Kosi položaj najvišeg nosača iznosi stoga pre nanošenja punog opterećenja kod obične visoke kuće 67 - 11 = 56 mm. 1.2 Kosi položaj najnižeg nosača kod visoke kuće 67 + 11 = 78 mm. Vertikalni rešetkasti nosači Vertikalne noseće konstrukcije za ukruće nje (vertikalni spregovi, zidna platna) izložene su pri skraćenju vertikalne noseće konstrukcije pritisku, koji se može u tom smislu statički uzeti u obzir, što se za dijagonale vertikalnih spregova usvoji manje dopušteno opterećenje. Samo zategnuti dijagonalni štapovi (pljošti čelici, okrugli čeli ci, užad) MOgU odmah posle nanošenja svih stalnih opterećenja biti trajno povezani sa nosećom konstrukcijom, a treba da dobiju prednaprezanje u iznosu očekivanog pokretnog korisnog opterećenja. 182
= 3,2!I
=
fi
+ f2
od nadvišenja oba nosača. Nadvišenje kompenzira • ugib od sopstvene težine i • uticaje tečenja i skupljanja kod spregnutih nosača velikih raspona. • Kada je jedan deo korisnog opterećenja permanentno ugrađen, kao npr. regali za knjige biblioteka, preporučuje se da se nosači nadvise za taj udeo korisnog optereće nja.
Maksimalni ugib
nosača POTREBNA VISINA NOSAĆAh u cm (kod punog ;skorišćenja nosivosti i ograničenja najvećeg ugU>.a)
Maksimalni ugib i nagib Za ravnomerno opterećene nosače sa paralelnim pojasima, kako se u visokogradnji po pravilu i usvaja, proizlaze sledeće, veoma jednostavne zavisnosti: 4 Između stinjenosti fil, odnosa visine i raspona nosača i iv.ičnog napona cr u N/mm2 postoji kod ravnomerno opterećene proste grede odnos
20 za ravnomerno podeljeno opterećenje
-
1/300 1/500
! = cr.! . 10::6 I
5 Kod spregnutog
! = I
h
nosača
33 42 50 58 67 75 83 50 63 75 88 100 113 125 56 69 83 97 111 125. 139 83 104 125 146 167 187 208
za koncentrisanu silu u sredini
je
cr . 21 . 101:-6 eu
St37 25 St 52 38 St37 42 St 52 62
1/300 1/500
7
St37 20 St 52 30 St 37 33 St 52 50
27 40 44 67
33 40 47 53 60 67 50 60 70, 80 90 100 56 67 78 89 100 111 83 100 117 133 150 167
Vibracije medu.pratnih tavanica Ljudi koji se kreću u zgradama mogu da izazovu vibracije tavanica. • Ljudi u hodu imaju ritam hodanja od najviše 2 Hz, • ljudi koji skaču ili igraju najviše 4 Hz. Vibracije imaju neprijatno dejstvo ako je frekvencija pobudne sile bliskog iznosa kao i sopstvena frekvencija tavanice (opasnost od rezonancije). Ograničenje vibracija se zahteva, • ako je kod rezonancije sigurnost tavanice ugrožena (sportske hale, površine za igru) ili • ako vibracije smetaju drugim ljudima. Vibracije deluju štetno ako je ubrzanje, koje dob~e čovek u stanju mirovanja veće od 0,5
• povećanje momenta inercije. Oboje zahteva izvestan trošak. Smanjivanje vibracija koje su izazvane hodanjem ljudi u većini slučajeva je ekonomičnije uz primenu mekanih elastičnih podnih podloga.
mis.
'I Naredni dijagram tačnije prikazuje prema izveštaju IBBC-TNO: BI-67-107 [52] zavisnost između frekvencije, amplitude i ubrzanja:
°C
opiS osetlj ivosti
dopustivost za lj ude u zgradama
A
nepodnošlj ivo
B
neprijatno brzo zamarajuće
e
jako osetlj iVo
D
,dobro osetljivo
E
,osetljivo
F
jedva osetljivo
G
ne
::3{l
oseća
-,20
-.10
globalna ocena za uticaj na konstrukcije
primeri
nedopustivo
opasnost od rušenja
slučajevi
nedopustivo
mestimična oštećenja
naglo zaustavljanje kamiona
jedva dopustivo
slika prsi ina u zidu
liftovi I tramvaj
pojava lake slike pukotina
početak
kod grubih ručnih radova
nikakav uticaj kod normalnih zgrada
duže vremena u stanovima
nikakav uticaj
-
nikakav uticaj
-
-
--
10
20
30
ilO
.60
8O
~
-3
Uticaj temperaturnih promena :3 Da bi se mogli oceniti uticaji temperaturnih promena, potrebno je da se diskutuje o temperaturama. Temperatura vazduha u Srednjoj Evropi je između - 300C i + 30oC. Pojedini elementi građevina, naročito tamno premazani čelični delovi, mogu pri direktnom sunčanom zračenju imati temperature do + 80oC. Velike temperaturne promene nastupaju kod delova građevina tokom građenja, a kasnije samo za elemente građevine koji su istovremeno izloženi spoljašnjoj klimi i temperaturi u unutrašnjosti zgrade. postojećim
:2 Delovanje vibracija na ljude i zgrade može se izraziti u stepenu osetljivosti A-G. Vibracije kOjima je uzrok hodanje ljudi ili vožnja vozila po tavaničnim pločama koje ljudima ne služe za duži boravak (npr. parking, skladište) u opštem nisu štetne i zahtevaju samo proračun da li postoji opasnost od rezonancije. Vibracije tavanica mogu se ograničiti • promenom njihove sopstvene frekvencije. Sopstvena frekvencija vibracija zavisi od • raspona tavanice i • momenta inercije tavaničnog nosača, a zavisi isto tako i od maksimalnog ugiba tavanice. Efikasno uticanje na sopstvenu frekvenciju noseće tavanične konstrukcije zahteva • promenu projekta zgrade promenom raspona tavanica i/ili
morske bolesti
kratko vreme u stanovima
se
D
opasnosti
Izrada i montaža Za vreme izrade su prefabrikovani građevin ski elementi po pravilu izloženi malim temperaturnim kolebanjima, jer se čelični elementi, kao i montažni betonski elementi izrađuju u zatvorenin, halama. Stoga se može poći od toga da ('vi građevinski elementi imaju kod proračunske temperature od + 150C svoje planirane dimenzije. Za vreme montaža mogu se čelične konstrukcije naći pod temperaturama koje znatno odstupaju od proračunske temperature tako da kod statički neodređenih sistema nastupaju dodatni napon i. Takođe su i na licu mesta izliven beton, ili betonski montažni delovi sa zalivenim spOjnicama u fazi
temperatura vazduha u slobodnom temperature čeličnih delova kada sunce sija radna temperatura delova građevine temperatura kod montaže čeličnih konstrukcija temperatura pri betoniranju delova građevine na licu mesta temperatura vazduha lj nezagrejanoj građevini proračunska temperatura temperatura međuspratnih konstrukcija u toku koriŠĆenja
temperatura krovnog pokrivača posle izolacije temperatura izolovanih spoljašnjih stubova temperatura naobloženih čeličnih stubova
građenja izloženi velikim temperaturnim razlikama. Ćelični delovi koji su zaštićeni betonskim pločama, npr. spregnuti nosači, izloženi su najviše temperaturi vazduha. Nezagrevana gruba građevina, pristupačna spoljašnjem vazduhu, izložena je svim temperaturnim kolebanjima. Elementi građevine koji su izloženi direktnom sunčevom zrače nju, mogu imati i više femperature.
Završni radovi
Ćim je građenje završeno, mogu se očeki
vati samo još mala temperaturna kolebanja. Ona se u fazi korišćenja, kada se zgrada zagreva, nalaze između 15°C i 25°C, a mogu se kod smanjenog grejanja i spuštati. Nešto veća kolebanja su mogućna kod krovnih površina, u zavisnosti od izolacije. Obradu radnih građevinskih spojnica, vidi str. 184. Obloženi čelični stubovi koji nisu u vezi sa zagrevanim unutrašnjim prostorijama, izloženi su spoljašnjoj klimi. Toplotno zaštitna obloga smanjuje fazno pomerenim delovanjem toplotne izolacije zagrevanje usled sunčanog zračenja, no ne može da spreČi hlađenje kod dugotrajnih mrazeva: Kod požara mogu da nastanu velike temperaturne razlike koje kao posledicu mogu da imaju značajne dilatacije, naročito noseće tavanične konstrukcije. Na to treba da se pazi kod utvrđivanja razdelnica zgrade, kako bi se u slučaju požara ograničio obim oštećenja.
183
Građevinske
razdelnice
Razdelnice izvedene između građevina i između delova građevina omogućuju slobodno relativno kretanje između tih građevina. Razdelnice dele građevine najčešće u vertikalnim ravnima. Najvažniji uzroci relativnih kretanja su: e Promene dužina međuspratnih konstrukcija i krovova usled temperaturnih promena, takođe i kod požara (dilatacione razdeInice). e Vertikalno pomeranje građevinskih tela jednog prema drugom usled nejednakih sleganja oslonaca (razdelnice sleganja). Pomeranja nastupaju za vreme građenja i ili za vreme korišćenja zgrade. Razdelnice smetaju homogenitetu zgrade i prouzrokuju troškove. Njihovo rastojanje treba da bude što je moguće veće. Dilatacione razdelnice
Rastojanje između razdelnica treba da se bira tako da usled promena udužinama tavanica i krovova ne nastanu štete, a naroči to ne prekoračenj.1I nap')na usled unutrašnjih prinudnih sila u 'on::;trukciji. Temperature za vreme građenj~ Kako, kao što smo videli, najveća temperaturna kolebanja kod građenja objekata visokogradnje normalno nastupaju tokom građenja a ne tokom korišćenja, može se zahtevati da se za vreme faze građenja izrađu-
ju privremene razdelnice, koje se nakon završetka gradnje zatvaraju. Skupljanje betona Zapreminske promene betonskih konstrukcija usled skupljanja ne javljaju se kod čelič nih konstrukcija, jer su betonske ploče e ili prefabrikovane ili e izbetonirane na licu mesta na trapezastim limovima. Rastojanja razdelnica ne treba stoga da se biraju kao kod građenja u betonu s obzirom na betonske tavanice. Kod čeličnih konstrukcija rastojanja između razdelnica stoga su mnogo veća nego kod betonskih konstrukcija. Dejstva požara U izuzetnom stanju kod požara može noseća konstrukcija primiti i više temperature. Obloge za zaštitu protiv požara kod čeličnih konstrukcija su tako dimenzionisane (v. str. 361 i dalje) da temperatura otkazivanja nastupa posle propisane otpornosti prema vatri. No kod čeličnih nosača ne mogu se ovim temperaturama sprečiti promene dužina, jer su oni u normalnim slučajevima spregnuti sa tavaničnim pločama. Zbog mnogo većeg poprečnog preseka tavanice nije za horizontalna pomeranja merodavna temperatura čeličnog nosača, već temperatura tavanice. Kod betonskih tavanica se može usvojiti da je betonska ploča u stanju kada je čelični nosač postigao temperaturu
otkazivanja primila temperaturu od cca 200 oC. Pomeranja tavanica koja su nastala usled ovih temperatura treba,... kod dopuštanja viših napona - da budu uzeta u obzir za određivanje rastojanja razdelnica i stabilnosti vertikalnih ukrućenja. Kod većih pomeranja tavanice treba da se uzmu u obzir horizontalna smicanja nastala usled kosog položaja stubova. Rastojanje razdelnica Rastojanje razdelnica u visokoj čeličnoj zgradi zavisi nadalje od načina njenog ukrućivanja:
e Okvirne konstrukcije dobijaju kod dilatacija tavanica prinudne sile koje treba da se računski ispitaju. Rastojanja razdelnica mogu se uzeti na 30 do 50 m. e Čelične konstrukcije koje su ukrućene samo u pojedinim nepokretnim tačkama, tretiraju se kao zglobne. Poprečni preseci stubova su tako mali da tako nastale deformacije uprkos visokog modula elastičnosti čelika najčešće ne dovode do značajnijih prinudnih sila. Zbog toga mogu rastojanja između razdelnica biti velika. Nisu retkost blokovi zgrada dužina 100 m bez razdelnica. Ukrućenje delova građevine . Svaki deo građevine odeljen razdelnicama treba da bude za sebe stabilan i da ima svoj sopstveni sistem razdelnica. Jedan razlog više da se rastojanja između razdelnica uči ne što većim.
~~~~== I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
i
I
I I
I
I I
I
I
I
~~: // / / / / / / ///////
I
I
// // // //////////
I
~/ ///
I
II . I
//////
//////////
2
Razdeinice sleganja
1 Građevinski blokovi različitih težina prouzrokuju različito opterećenje temelja. Ako se ova opterećenja izjednače zajedničkom temeljnom pločom, različita sleganja ne nastupaju ni između različitih građevinskih blokova.
184
:2 Međutim, ako su građevinski blokovi fundirani na temeljima samcima, mora se raču nati sa nejednakim sleganjima; potrebne su razdelnice koje omogućavaju kretanje između građevinskih blokova različitih težina. Isto važi i za građevine koje su u osnovi jako ra~članjene.
3
3 Različiti građevinski blokovi, koji doduše izazivaju jednaka specifična opterećenja na tlo, ali su fundirana na temeljnom tlu različi tih stišljivosti, mogu isto tako dobiti nejednaka sleganja oslonaca, tako da su i na takvim mestima potrebne razdelnice koje omogućavaju kretanje.
Pojmovi Primeri čeličnih nosećih sistema Prihvatanje stubova Prepuštene (konzolne) ploče Obešene zgrade Okvirne zgrade Mostovske zgrade
185 186 188 189 190 191 192
II
II
los:ecl
I
Pojmovi Oblik noseće konstrukcije - oblik zgrade Nosećom konstrukcijom je određen i oblik zgrade. Ili drugačije gledano: iz oblika zgrade rezultira i sistem noseće konstrukcije. Neodvojiva zavisnost između oblika noseće konstrukcije i oblika zgrade nameće usku saradnju između arhitekte i inženjera, drugačije nego u ranijim vekovima kada je građevinski majstor još ovladavao sa obe ove oblasti. Njemu je na raspolaganju stajalo malo materijala (prirodni kamen, opeka, drvo), zbog čega je izbor elemenata noseće konstrukcije bio usko ograničen, a sistemi nosećih konstrukcija unapred dati. Danas moderni materijali i načini građenja (beton, čelik, staklo) daju projektantima u ruke gotovo neograničene mogućnosti oblikovanja. Sa ovim građevinskim materijalima - naroči to sa čelikom - izvodljiva je gotovo svaka ideja projektanta. Ekonomski momenti nameću ipak, često uska ograničenja. Inače, sve što je tehnički izvodljivo, nije uvek pogodno za građenje. Slučajevi opterećenja
Zgrada je izložena naprezanjima usled sp~ Ijašnjih i unutrašnjih optereć~nja, deforma~l ja i pritisaka. Zadaci nosece konstrukcIje zgrade su da se ova naprezanja prihvate, opterećenja i prenesu na tlo, zgrada uči ni stabilnom, ograniče deformacije i vibracije. Neka naprezanja su pris~!na stalno, dr~ ga deluju samo povremeno Ih pak nastupaju samo retko u izuzetnim situacijama i ekscesnim slučajevima. Za vreme raznih faza građenja nastupaju drugačija naprezanja nego tokom korištenja. Opterećenja mogu biti mirna ili polagano promenljiva veoma (statička opterećenja) ili se mogu menjati, brzo ili ritmički (dinamička opterećenja). Sva opterećenja izazivaju deformaciju nosećeg sistema, a dinamička opterećenja mogu da pobude zgradu na vibracije. Opterećenja nastaju usled • sile zemljine teže, • vetra, • pritiska zemlje, itd. Deformacije, kao posledica prinudnih sila, nastaju, npr., zbog • skupljanja betona i • temperaturnih promena,
e
• naročito u slučaju požara. Vibracije zgrade i odgovarajuća naponska stanja nastaju usled • zemljotresa, • vetra, • vibrirajućih masa (npr., zvona). Spoljašnja opterećenja na zgradu i u~utraš: nje sile u zgradi deluju pretezno vertikalno I horizontalno u pravcima glavnih osa zgrade. Noseća konstrukcija mora biti tako građena da može sigurno preuzeti ova naprezanja. ..... Spratnekonstrukcije Spratna konstrukCija s~ sastoJI IZ, Izrazito naslaganih ravni. Za. ~Istem n,?sece konstrukcije je karakterističan načl~ kako su ove ravni poduprte i kojim putevima se naprezanja kojima su one izložene, pren~~e na tlo. Kod mnogih sistema zgrada, naroclto kod visokih zgrada, mogu geometrijski oblici nosećih konstrukcija, koji služe za prenošenje horizontalnih naprezan).a, biti merodavni za strukturu (konstrukcIJu). Skeletna konstrukcija Za oblik zgrade je odlučujuće da li su noseći sistem i sistem namenjen zatvaranju prostora, identični, ili se ova dva zadatka rešavaju pomoću dva odvojena sistema. 1 Kod masivnih konstrukcija ispunjavaju noseći zidovi dvostruku funkciju, preuzimanje opterećenja i zatvaranje prostora. 2 Skeletna konstrukcija ima za ove funkcije posebne građevinske elemente; • skelet nosi opterećenja,
• ne noseći spoljašnji i unutrašnji zidovi služe za zatvaranje prostora. 3 Često se oba ova načina k~mbi~uju, kada su, na primer, u visokoj zgradi vertlka~ne komunikacije smeštene u betonskom Jezgr~, čiji zidovi služe jednovreme~o. zatvaran~u prostora, primanju opterećenja I ukrućen~u zgrade, dok u preostalom delu opterećenje nose vitki stubovi. Noseće konstrukCije kod čeličnih skeletnih konstrukCija 4 Za prenošenje naprezanja koje deluj~ na skelet služe sledeće nose ce kon~trukcIJe. Prenošenje vertikalnih op~erećen!a: a. Stubovi podupiru tavanlc~ u tackama, n~ seći zidovi u linijama. ObOje prenose vertikalne sile zajedno na temeljno tlo. b. Tavanične konstrukcije, nepo~redno pre~ zimaju vertikalna opterecenja I prenose Ih dalje vodoravno do osl?načkih t~ča~~. Prenošenje horizontalnih opterec~nja. c. Vertikalna ukrućenja prenose Sile na ?dređena mesta zgrade, a odatle u temeljno tlo. d. Horizontalna ukrućenja pr~uzimaju ,?pterećenja u napadnim tačkama I prenose Ih na vertikalna ukrućenja. Noseći
sistemi
Čeličnim nosećim sistemima mogu se reali-
zovati mnoge prOjektne ,zamisli. Pri tome se mora uvek pretpostavljati da s~ po~tov~ne zakonitosti ovog načina građenja. Prlmen za oblike nosećih konstrukcija \(. str. 186/87.
185
Primeri
čeličnih nosećih
sistema
Sistem stubova koji prolaze kroz celu visinu zgrade 1 PO pravilu se opterećenja najkraćim putem prihvataju sistemom,stubova koji prolaze kroz celu visinu zgrade. To je najekonomičniji oblik noseće konstrukcije. • Podupiranje tavaničnih polja u uglovima. • Sve tačke stubova u koje se unose opterećenja nalaze se u vertikali iznad oslonač kih tačaka stopa stubova. • Zgrade su cilindrični blokovi.
1.1
2 Na statički sistem nema kod skeletnih konstrukcija, naravno, nikakvog uticaja ako spoljašnji zidovi ne stoje jedan iznad "drugog, već, npr., 2.1 po spratovima su povučeni ili 2.2 po spratovima sasvim otsutni ("vazdušni spratovi").
Prihvatanje stubova 3 Kada su tavanična polja poduprta u svojim uglovima, ali • stope stubova se ne nalaze ispod napadnih tača ka opterećenja, • prekida se vertikalan tok sila. • opterećenja stubova moraju pomoću prihvatnih nosača biti premeštena bočno. ---IL--II,,----
4 Zahteva se gust raspored spoljašnjih stubova u gornjim spratovima, a široko razmaknut raspored u prizemlju. 4.1 Prihvatni nosači iznad prizemlja. 2.4 Ako je prihvatni nosač gore, sekundarni stubovi postaju vešaljke.
3.1
_-.11-_--11-
Prepuštene tavanice 5 Kada tavanična polja nisu poduprta u svojim uglovima, • stubovi su povučeni više ili manje od spoljašnjeg zida. • Tavanične noseće konstrukcije su prepuštene (konzolne). • Kod konstrukcije spoljašnjih zidova mora se obratiti pažnja na različite deformacije noseće konstrukcije i nosećih zidova.
Obešene zgrade 6 Kod obešenih zgrada se ostvaruje • prenošenje opterećenja samo kroz jezgro koje se sastoji od čeličnih stubova ili u vidu betonskog tornja. • Spoljašnje zone u prizemlju su slobodne od stubova. • Spratna opterećenja se vešaljkama prenose na jezgro preko 6.1 horizontalnih konzola na, gornjem kraju zgrade ili 6.2 grupno pomoću više konzolnih nosača.
186
2.2
2.1
3.2
4.1
4.2
S.2
_..11--...11.-_6.1
Stubovi na ivici zgrade 1 Kada prizemlje ostaje slobodno od stubova, a zgrada treba da stoji samo na svojim spoljašnjim stubovima, postoje sledeće mogućnosti:
1.1 Svi tavanični nosači imaju veliki raspon ili 1.2 unutrašnji stubovi vise na gornjem nosaču izloženom savijanju (okvirna zgrada) ili 1.3 unutrašnji stubovi stoje na nosaču visine sprata iznad prizemlja.
7.1
Mostovske zgrade 8 Opterećenje zgrade se prenosi na daleko razmaknute čvrste tačke. 8.1 Za podupiranje mogu, npr., tavanice pojedinih spratova da budu sažete u rešetkasti nosač ili 8.2 zgrada se formira kao mostovska noseća konstrukcija velikog raspona i čitava visina zgrade iskoristi za noseću konstrukciju.
Kosi stubovi 9 Kosi stubovi treba da budu bočno poduprti. 9.1 Kod simetričnih zgrada potiru se horizontalne sile ravnomerno podeljenog stalnog opterećenja, dok neravnomerna pokretna korisna opterećenja proizvode dodatne horizontalne sile. 9.2 Nesimetrične zgrade zahtevaju snažne noseće konstrukcije za prenošenje horizontalnih potisaka. 9.3 Poduprti stubovi efikasno ukrućuju zgradu protiv sila od vetra.
.3
7.2
8.2
8.1
9.2
9.1
[7
Zgrade sa spoljašnjim rešetkama 10 Rešetka je tipičan oblik nosećeg sistema čeličnih konstrukcija. Spolja vidljive rešetke utiču na opšti izgled zgrade. Rešetke služe 10.1 kod niske građevine velikog raspona prvenstveno za preuzimanje vertikalnih op-
Lo
v
/
" /
terećenja,
10.2 kod uske visoke zgrade prvenstveno za preuzimanje horizontalnih opterećenja (vidi i str. 235 i dalje).
Zgrade ukrućene betonskim jezgrom 11 .Celični skelet se često ekonomično ukrućuje betonskim jezgrom. Način građenja određuje i arhitekturu, ako je jezgro spolja vidljivo, npr., kada 11.1 slobodno stoji pored zgrade ili 11.2 se nalazi centrično u zgradi, eventualno čak i nosi zgradu (vidi takođe i str. 252 i dalje).
" 10.1
--""'1..l.-_ _ _ _...J....tiZ;L
11.1
1/
/ ~
10.2
11.2
11
Cevasta kuća 12 Visoke zgrade se efikasno ukrućuju na taj način što se spoljašnji zidovi formiraju kao kruta platna i povezuju se u krutu cev (vidi i str. 256).
181
Prihvatanje stubova Opterećenja stubova se po pravilu sprovode u neprekinutoj liniji vertikalno na temeljno tlo. Prekidanje toka sila i njegovo bočno vođenje pomoću oslonačkih nosača je - većinom vrlo rasipnički - izuzetak.
U većin/'slučajeva je skretanje sila nezgodno rešenje, pa je to upravo znak lošeg usklađivanja između projekta zgrade i koncepcije noseće konstrukcije. Za slučajeve gde je ovakva mera neizbežna, biće u narednom skicirane neke mogućnosti rešenja. 2 Nema problema za prihvatanje (oslanjanje) lakog krovnog stuba na podvlaci, kada u potkrovlju treba da se stvori veća prostorija bez stubova.
I
I
'I Ovo može da bude dominantna arhitektonska koncepcija, npr., kada zgrada - podignuta od zemlje - treba da lebdi na teškom roštilju oslonjenom na mali broj povučenih stubova.
3 Već je teže prihvatanje stuba visoke zgrade, kada on u gornjim spratovima ima drugačiji položaj nego u donjim. To se najbolje izvodi pomoću rešetkastog nosača visine sprata.
4 Prihvatanje teško optereće ni h unutrašnjih stubova u prizemlju (kao. npr., kod hale za prijem građene bez stubova) iziskuje velike troškove i visok, težak prihvatni nosač. I ovde se najviše predviđaju rešetkasti nosači visine sprata, u koliko to dopušta korišćenje zgrade (npr., tehnički sprat).
Povlačenje (skakanje) stubova prizemlja 5 U gornjim spratovima stubovi stoje na spoljašnjem zidu. U prizemlju oni slede fasadu prizemlja koja se povlači. Stubove gornjih spratova prihvataju iznad prizemlja teški nosači koji prolaze poprečno ispod čitave zgrade.
Veća
rastojanja između stubova u prizemlju 6 Gornji spratovi imaju gusto raspoređene spoljašnje stubove. U prizemlju je potrebno veće .rastojanje između stubova. Stubovi gornjih spratova prihvataju se visokim nosačem. Ovaj - većinom pun prihvatni nosač treba da bude naglašen u formiranju fasade kako bi se izbegao utisak da gornji stubovi nemaju siguran oslonac .
......u._ _- y "_ _..Jl-1
1 Prihvatni nosači mogu da budu formirani kao rešetkasti nosači visine sprata (tehnički sprat), jedan ekonomičan način da se premoste velika rastojanja između stubova. lB Ako se prihvatni nosač visine sprata može smestiti samo u jednom od gornjih spratova, tada međustubo,vi postaju vešaljke, pa glavni stubOVi, koji idu do temeljnog tla, moraju preneti sva opterećenja. 188
Prepuštene tavanice Mali prepusti noseće tavanične konstrukcije nastaju uvek kada spoljašnji stub stoji na izvesnom odstojanju iza spoljašnjeg zida. 1 Kod kratkog prepusta, sama tavanična ploča je prepuštena iznad ivične podvlake. Fasada se može obesiti o stub, ili se oslanjati na tavaničnu ploču. 2 Ako su stubovi više povučeni, moraju I oslonačni tavanični nosači biti prepušteni. Konstrukcija fasade se obično oslanja na tavanice.
I
3 Zgrada koja ima samo unutrašnje stubove i čije su tavanice daleko prepuštene, pruža doduše svu slobodu u oblikovanju spoljašnjeg zida i u raspoređivanju pregradnih zidova. Pri tome se mora uzeti u obzir maksimalni ugib tavan ica i time nastalo pomeranje između spoljašnjeg zida itavanica.
Noseća konstrukcije Centralne blagajne dečjih dodataka, Pariz [Lopez, Reby, Pasko (Pascaud)] sastoji se od poprečnih okvira čije prečke imaju velike prepuste. Saglasno spoljašnjem opterećenju smanjuju se visine konzolnih nosača na krajevima. Spoljašnji
4
zid je obešen na visokim i krutim rešetkastim nosačima iznad krova. Stoga on ne učestvuje u deformaciji spratnih ploča za različita opterećenja. Njegovo vezivanje za tavanice zahteva brižljivu obradu, kako bi se sačuvala mogućnost pomeranja, a uprkos tome ~pr~čio i prolaz zvuka.
4
5 Kod objekta Tour du Midi u Brislu (Aerts i Ramon) podvlake sa zarubljenim poprečnim presekom su prepuštene s. obe . st.r~ne,. 4 ugaona stuba jezgra zgrade, i to, da bi se izbeglo probijanje prepuštenih nosača, naizmenično u jednom i drugom pravcu. Dva sprata čine jednu konstrukcij~k~ jedinicu, jer su ivični nosači na neoslonJemm st~~na ma oslonjeni na donje parove nosača Ih su obešeni o gornje. Donji pojasevi prepuštenih nosača su zbog ojačanja i zbog smanjenja maksimalnog ugiba obloženi betonom (metoda građenja Preflex, vidi str. 280, sl. 3).
5 189
Obešene zgrade Kod obešen ih zgrada. sva opterećenja se prenose preko jezgra zgrade. Jezgro se sastoji od čelične konstrukcije, ili betona (klizna oplata). Spoljašnja tavanična opterećenja vode se vešaljkama prema gore i preko teških prepuštenih nosača prenose na jezgro. Tako u prizemlju nastaju spoljašnje/ zone bez stubova. Uske vešaljke se lako mogu uključiti u konstrukciju spoljašnjeg zida. Za specifičnosti montaže vidi str. 381.
1 Četiri skroz prolazna u kvadratu raspoređena stuba obrazuju zajedno sa glavnim nosačima tavanica četvorostrani .sistem spratnih okvira. U glavi ovog okvira tavanice u potkrovlju obešene su na kosim zategama, a u fasadi vertikalnim vešaljkama od okruglog čelika. Glavni nosači tavanica su čvor nim limovima kruto vezani sa stubovima i unutrašnjim glavnim nosačima. Takvom krutom vezom u glavnim osama povišava se krutost čvorova i time smanjuje deformacija usled savijanja stubova.";" Zgrada laboratorija u Hajdelbergu. Arh. Rossmann i Partner.
2 Kvadratna osnova. Teški čelični stubovi u uglovima jezgra. Primanje vetra spratnim okrivima između stubova jezgra. - Upravna zgrada Alpine Montan u Leobenu, arhitekti Huth, Domenik.
/g ~
I--
~
I-- ~
'------1
3 Obešena zgrada sa kvadratnom osnovnom i kvadratnim betonskim jezgrom. Jezgro se prostire iznad poslednjeg sprata. Vešaljke se sastoje od kablova ·koji prolaze kroz posebna kablovska sedla preko betonskog tornja. Kancelarijske -zgrade, Vancouver, arh. Rhone. 190
3
Okvirne zgrade Okvirne zgrade nemaju unutrašnje stubove. Sva opterećenja se -vešaljkama dovode do teških okvirnih prečki. Opterećenje od vetra prihvata se krutošću okvira.
1 Tri okvira imaju sandučasti presek. Oni u dve ravni nose sandučaste podužne nosače između kojih su smešteni poprečni nosači na ,kojima su vešaljkama obešeni tavanični nosači četiri sprata. - Iranski paviljon Univerzitetskog grada u Parizu. Arhitekte: Parent, Forough, Ghiai.
2 Prostor između komunikacionih tornjeva ima samo spoljašnje stubove. Tavanični nosači koji su postavljeni između na rasponu 16,25 m vezani su po parovima sa rešetkastim nosačima visine sprata. Tako nastaju niže tavanice veće krutosti. Pomoću rasporeda rešetkastih nosača u vidu šahovske table odstojanje pregrada odgovara dvostrukom odstojanju tavaničnih nosača. Rešetkasti nosači imaju za hodnik polja bez dijagonala. Oni sa spoljašnjim stubovima obrazuju vertikalne okvire za poprečno ukrućenje zgrade. Ostala ukrućenja vertikalnim rešetkama u tornjevima. - Hotel Radisson South u Mineapolisu, MinesotalSAD. Arhitekti: Kompanija Černi.
:2
191
Mostovske zgrade 'I Visoka škola umetnosti u Pasadeni/SAD je 263 m dugačka zgrada koja premošćuje jednu dolinu mostovskom nosećom konstrukcijom raspona 58 m. 1.1 Poprečni presek. Ćetiri zavarena rešetkasta nosača visine 4,80 m nose zgradu široku 44 m. Izmedu pojaseva razapeti poprečni nosači, rastojanje polja rešetkastih nosača 3,62 m.
2 Mostovska zgrada raspona 84,00 m. Opterećenje 12 spratova donjeg, do sada izvedenog dela nose, pomoću vašaljki, dva rešetkasta nosača visine 8,50 m i dva viseća pojasa od l-profila. Rešetkasti nosači preuzimlju horizontalne sile visećeg pojasa. Zgradu nose četiri stuba. Kod kasnijih nadzidivanja opterećenja gornjih spratova se prihvataju čeličnom lučnom konstrukcijom koja istovremeno smanjuje horizontalnu silu rešekastog nosača. - Federalna rezervna banka u Mineapolisu/SAD. Arhitekte: Birkerts, Ing. Skilling, Helle, Christiansen, Robertson.
:3 Dvoetažna mostovska zgrada koja stoji na četiri stuba" kao proširenje iznad jedne postojeće zgrade. Noseća konstrukcija zgrade se sastoji od dvospratnih Vire ndel nosača u kojima je čelična konstrukcija neobložena i vidljiva. Noseća konstrukCija sastoji od dva unutrašnja Virendel-nosača oslonjena neposredno na stubovima (a) i dva spoljašnja Virendel-nosača na kraćim stranama (b), kao i od spoljašnjih Virendel-nosača (e) koji su obešeni na oba para nosača, i unutrašnjih Virendel-nosača na kraćim stranama (d). - Nadgradnja Ćehoslo vačkog parlamenta u Pragu. 192
Stub u oblikovanju zgrade
193
Noseće
konstrukcije velikog raspo-
na
Raspored stubova Tavanično
polje i raster stubova Raspored unutrašnjih stubova Put opterećenja do stuba
Raspored spoljašnjih stubova Kriterijum za izbor rasporeda stubova Daleko razmaknuti spoljašnji stubovi ispred ili iza spoljašnjeg zida Daleko razmaknuti spoljašnji stubovi na ili u spoljašnjem zidu Tesno postavljeni spoljni stubovi Spoljašnji stubovi na uglovima zgrade
194 195 196
II
Građevine sa neortogonalnim rasterima 206 Zgrade sa trougaonim rasterom 207 Okrugle zgrade 208 Zgrade sa ravnim pločama
196' Formiranje stubova Osnovna načela
209
198 199 200
201
Profili stubova Valjani profili Puni i šuplji profili Višedelni profili Profili za vešaljke Spregnuti stubovi
210 211 212 212 213
Građevine
sa ortogonalnim rasterima Zgrade sa blisko raspoređenim stu203 bovima Zgrade sa stubovima spolja blisko, iznutra daleko razmaknutim", 204
Stubovi u oblikovanju
I
205
71R11rAO'III~
Proces projektovanja
Čim je usvojena ideja o projektu zgrade i
izabran noseći sistem, sledeći nastupajući zadatak u procesu projektovanja je razrađi vanje alternativa o rasporedu stubova. Jer, raspored stubova skeletne konstrukcije deluje povratno na strukturu noseće konstrukcije, a time i na koncepciju cele građevine. Svaki građevinski materijal ima pri tome svoje sopstvene zakonitosti. Ovo poglavlje treba da projektantu da ideje, da mu pruži pomoć u ruku, da dade spisak na šta treba da obrati pažnju, da se daju kriterijumi za upoređivanje alternativa. Stubovi kao sredstvo oblikovanja Delovi nose će g sistema različito doprinose oblikovanju zgrade. Noseća međuspratna konstrukcija je u opštem slučaju sakrivena između poda i plafona. I sistem za ukrućenje često nije površnom posmatraču prepoznatljiv, naročito ako stubovi služe kao stubovi za ukrućenje okvira, ili zidovi šahta za lift kao ukrućenje. ipak, stubovi su najčešće vidljivi i predstavljaju važno sredstvo oblikovanja. Pri tome stubovi koji se nalaze u oblasti fasade (spoljašnji stubovi) imaju za oblikovanje mnogo
Uvođenje sila Ploča stope
Usidrenje stubova u temelj Stubovi usuterenu
214 215
216
veći značaj nego stubovi u unutrašnjosti zgrade (unutrašnji stubovi).
Stubovi u unutrašnjosti zgrade U unutrašnjosti zgrade mogu stubovi da budu akcentujući ili skandirajući element, naročito u hodnicima i velikim prostorijama. U halama za prijeme kod visokih zgrada njihove snažne dimenzije ukazuju na veličinu opterećenja zgrade koja leži na njima. Često oni deluju zbunjujuće i kod manjih prostorija, naročito stubovi u blizini prozora, kod velikih prostorija su to unutrašnji stubovi, kada kvare slobodan pogled i nesmetano korišćenje. S druge strane, u svom značaju pri Oblikovanju mogu stubovi da se povuku natrag, ako su kao vitki čelični stubovi uvučeni u konstrukciju spoljašnjeg zida ili u unutrašnje zidove. Stubovi u spoijašnjoj arhitekturi
1 Kada u oblikovanju zgrade dominira spreda obešena fasada, stubovi kao element oblikovanja se ne pojavljuju. Ipak, stubovi treba da ostanu makar malo vidljivi, recimo, da se vide kroz zastakljenje, ili da je njihov položaj prepoznatiljv po slepim poljima i zastakljenju, ili, da su slobodno vidljivi u vazdušnim spratovima ili, kod povučene fasade, u prizemlju. 2 Stubovi mogu da kod izgradnje spoljašnjeg zida postanu važno sredstvo oblikovanja i da daju fasadi snažno vertikalno raščla njavanje.
Veza nosača Nastavljanje stubova Veza ploča
217 219 219
Protivpožarna zaštita stubova Protivpožarna zaštita pomoću obla220 ganja i premazivanja Protivpožarna zaštita vodenim hlađenjem 222
3 Oni postaju karakteristika projekta, ako su izbačeni daleko ispred fasade ili čak da kao okvirna konstrukCija vidljivo nose zgradu. Oblast izražajnih mogućnosti je baš kod če ličnih stubova veoma široka. 4 Široko razmaknuti, snažni stubovi visokih zgrada pokazuju skupljenu silu velikog opterećenja.
5 Blisko raspoređeni, tanki stubovi daju fasadi izgled providne filigranske mreže. Stubovi u uglovima 6 Kod čeličnih konstrukcija često se kod uglova zgrade javljaju problemi oblikovanja, jer su čelične konstrukcije u osnovi jedan određeni način izgradnje, a stubovi podužnih i kalkanskih strana imaju različite funkcije i dimenzije. Zbog toga je kod čelič nih konstrukcija često organski ispravnije da se za kalkansku stranu izabere drugačija fasada. Neobloženi obloženi čelični stubovi Jedan drugi problem je oblaganje zbog protivpožarne zaštite. Kod mnogih slučajeva se mogu, npr., kod nižih zgrada, stubov~ pokazivati neobloženim, a čelične profile oštrih ivica koristiti za oblikovanje. Čak i tamo, gde stubovi iz razloga protivpožarne sigurnosti moraju dobiti tanku oblogu (retko više od 5 cm), mogu se pomoću spoljašnje metalne membrane prepoznati karakteristični oblici čeličnih stubova. 193
stubova
Tavanično
polje i raster stubova
Stubovi neke zgrade se u opštem slučaju ređaju po nekom rasternom sistemu. U rasternom polju stubova nalazi se jedno ili više tavaničnih polja. Treba da se utvrdi koja konstrukcijska načela daju iz svojstava če ličnog skeleta optimalne odnose raspona tavaničnih polja i rastera stubova. Tavanično
polJ@
Kvadratna betonska ploča 1 Najjednostavniji oblik noseće tavanične konstrukcije je masivna, neraščlanjena betonska ploča. Ona kod velikih raspona postaje veoma debela i teška. Zbog uštede u težini mogu se ploči u njenoj unutraš'njosti dati šuplji prostori ili da se ona mož~ rešiti kao tanka ploča sa rebrima za oslanjanje koja idu ili u jednom pravcu ili sa ukrštanjima u dva pravca (kasetirana ploča). Zbog jednakih uslova u oba pravca ima ovo poslednje za posledicu kvadratni raster za prihvatanje opterećenja. To je tipičan konstrukcijski oblik betonske konstrukcije betonirane na licu mesta.
Rast@r stubova
FIti
DD96F' DDOOi B885 pOOpBpO, dd Dr'
Kvadratni raster stubova 3 Kod betonskih konstrukcija daje se prednost kvadratnom rasteru, tako da se dobijaju kvadratna tavanična pOJja. " Kod čeličnih skeletnih . konstrukcija moguć je isti raspored stubova. Pri tome se kvadratna tavanična polja dele na izdužene elemente tavanice. Tavanični nosači (nosači I reda) prenose svoja opterećenja na podvlake (nosače II reda). Tavanični nosači i podvlake imaju ovde jednake raspone. Jpak ova kons.trukcija kod čeličnih konstrukcija ne vodi optimalnom rešenju.
II
~r
r
4
Pravougaoni raster stubova kod čeličnih konstrukcija 5 Kod čeličnih konstrukcija tavanični nosači mogu da sa malim povećanjem troškova dobiju veći raspon. Tada na slobodnoj površini sprata ima samo malo stubova. Do optimalnih konstrukcija se dolazi kada lako opterećeni nosači· ploče (nosači I reda), koji su najčešće spregnuti nosači, imaju veće raspone nego teško opterećene podvlake (nosači II reda). Obeležje ekonomične čelične konstrukcije je pravougaoni raster stubova. Na primer, raspon tavaničnih nosača iznosi na crtežu 8 1 1/2-struki, na crtežima 5 i 7 2-struki iznos raspona podvlaka. Ekonomič ni rasponi za podvlake su 6 do 12 m.
+--.
7,2 -10,8- 16,8
----+
5r----------T------
II II
II
II
i7 +
veoma ~+ !!l
.\1-----
6 Visoka čvrstoća čelika omogućuje vitke stubove. To je prednost pre svega u oblasti spoljašnjeg zida. Poprečni presek stubova postaje naročito mali, kada su oni postavljeni tako. gusto da njihovo međuras tojanje odgovara rasponu tavanične ploče, tj. kada je svakom tavaničnom nosaču pridružen jedan stub. Time se u ovoj oblasti ušteđuje podvlaka kao noseći element.
Pravougaono polje
čeličnih nosača
2 Čelična noseća tavanična konstrukcija sastoji se od gornje ploče i oslonačnih nosača. Za čelične skeletne konstrukcije je karakteristično da tavanični nosači kao prefabrikovani linijski elementi daju jednoznač ni pravac nošenja pa se pločasti tavanični elementi podupiru ne četvorostrano, već dvostrano. Težina tavanične ploče treba da je što je moguće manja. Otud sledi mali raspon, a time i malo rastojanje između čeličnih nosača. Za čelične skeletne konstrukcije dobija se, dakle, kao osnovno pravilo: Tipični element tavanice čelične konstrukcije je usko, podužno izduženo tavanično polje. Raspon tavaničnih nosača iznosi 6 do 20 m, širina tavaničnog polja 1,5 do 4,2 m. Težina (tavanične) ploče čelične noseće konstrukcije određuje se često ne iz statičkih razmatranja, već i na osnovu drugih zahteva, npr., požarno-zaštitnog ili aKustičkog karaktera. 194
Šrafirane oblasti na sl. 5 i 6 označavaju tavanične površine koje nose dalje ili bliže razmaknuti stubovi. Karakterističan konstrukcijski oblik čeličnih konstrukcija su gusto raspoređeni spoljašnji stubovi.
Odstupanja u rasternoj podeli Podela tavaničnih nosača ne mora da se poklapa sa podelom stubova. 7 Kod ovog primera nalazi se svaki treći tavanični nosač u osi stubova. 8 Ose tavaničnih nosača mogu se takođe i pomeriti izvan ose stubova. Kod toga se dobija prednost da pored stubova preostaje prostor za vertikalne instalacione šahtove i da se kod čeličnog skeleta dobijaju konstrukCijska pojednostavljenja.
+-I-Lol-l-f-o..l-I-LoJ- f ---Lo-!-I-+o-!-l---4>+-fI I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I ~.~.4-l ..LU..LW._hW. I I I I I l' I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
1.11
Trougaoni raster stubova 9 Stubovi ne moraju biti u rasteru u oba pravca. U pravcu podvlaka mogu se raspoređivati proizvoljno. Na taj se način dobija velika sloboda u raspoređivanju stubova, npr., trougaoni raster stubova.
LLJoL!--kl-l-W-J-iol-L-J.ol-\-U l. I
I
I I
I I I
I I
I I I
I
I , , I
I I
I I I I I
I
II
I I
I
I
I
I
I I I I
t I
++-t.-U-L.W-1 ..L0.+-L1-U-L.W I I I I I I I I I , I I I I I I I I I l
I I I ' I I I I I I
+-
I I I I I I I I I
!_I l I I I I I I I I I l I I I I I t --tOt-1--tOi-I--i-O+- t--to-i-I-toi-l-tOT-1- 9 l
· Raspored unutrašnjih stubova Svojstvo. čelične konstrukcije da· se lako i ekonomično mogu savladati veliki rasponi vodi do sledećih alternativa u odnosu na raspored unutrašnjih stubova: 1 Dvobočne zgrade (prostorija, hodnik, prostorija) mogu da kod širine zgrade od 10-12 m budu premošćene bez stubova tako da su umesto podele spratne površine na male delove mogućne i velike prostorije široke kao i zgrada. Kod raspona većih od 15 m postaju tavanični nosači veliki, kako bi se maksimalni ugib i vibracije tavanice održali u granicama.
2 Kod širih zgrada sa dve trake ne traži se da se sa' obe strane hodnika postavi po red stubova, već je dovoljan jedan red na jednOj strani sa nejednakim tavaničnim rasponima.
-~r~-r-
I I
r
i
~~~~~;:j--J- -1-
1.1
2.1
3 Tek kod vrlo širokih zgrada sa tri trake sa dva hodnika i jednom unutrašnjom zonom ekonomičan je raspored sa dva reda unutrašnjih stubova, ukoliko i ovde nije dovoljan jedan jedini red unutrašnjih stubova.
4 Kod zgrada sa jednim centralnim jezgrom usvajaju se većinom široke, prostorije sa slobodnom dispozicijom bez unutrašnjih stubova između spoljašnjih zidova i jezgra. Mogućne su, npr., velike prostorije ili potpodela osnove na male prostorije sa komunikacionim prolazom kod jezgra.
4
195
Put
opterećenja
do stuba
Uopšte, može da se kaže da je 'noseća konstrukcija utoliko ekonomičnija ukoliko je
kraći put po kome se opterećenje prenosi na temeljno tlo i ukoliko je manji broj građe vinskih elemenata koji učestvuju u prenošenju opterećenja.
2 Noseća tavanična konstrukcija bez tavaničnih nosača 1 Masivna ploča bez nosača prevodi opterećenje najkraćim putem neposredno na
stubove. Kod velikih raspona postaje masivna ploča preteška. Ova konstrukcija je pogodna za gust raspored stubova u oba pravca.
Noseća tavanična reda nosača
konstrukcija sa tri
4 Kod veoma velikih raspona prihvataju nosači (nosača trećeg reda) optereod podvlaka, pa se tek sa njih prenosi na stubove. Put sila je dug.
glavni ćenja
Pod "spoljašnjim stubovima" podrazumevaju se stubovi zgrade koji podupiru noseću tavaničnu konstrukciju na njenoj spoljašnjoj ivici, pa se stoga nalaze u blizini spoljašnjeg zida, nezavisno od toga da li se oni nalaze unutar ili izvan klimatskog sloja zgrade. U narednom se ukazuje na kriterijume koji su značajni kod utvrđivanja rasporeda stubova u spoljašnjoj zoni zgrade.
Kriteriji za Izbor
1I'!!i!l€:i!II'U''\\II'jf!,4'iI!!i!l
stubova
Varijante rasporeda sjubova
Rastojanje između stubova paralelno spoljašnjem zidu Rastojanje između spoljašnjih stubova u pravcu spoljašnjeg zida može biti malo ili veliko: ., Kod gusto raspoređenih stubova rastojanje između stubova odgovara rastojanju iz196
Noseća tavanična
konstrukcija sa jednim
redom nosača 2 Tavačnične nosače (nosače prvog reda) neposredno nose stubovi. Put sila je kratak, pa je time i konstrukcija ekonomična. Raster osnove sastavlja se od podužnih pravougaonika, stoga stubovi imaju u jednom pravcu veliko, a u drugom veoma malo rastojanje.
Izmena nosača 5 Probijanja tavanice mogu proseći red nosača i primorati da se nosači prekinu. Opterećenja nosača se tada prenose umetanjem novih greda (" veksla", naš izraz prema nemačkom terminu Wechsel, prim. prev.) na zaobilaznom putu.
6 među tavaničnih nosača,
pri čemu se svaki tavanični nosač oslanja na jedan stub, kao i raspodeli prozorskih i fasadnih elemenata. RastOjanje između stubova iznosi cca 1,8-3,0 m. ., Kod daleko razmaknutih stubova rastojanje između stubova je veće od rastojanja između tavaničnih nosača. Ovde su potrebne podvlake. Rastojanje između stubova odgovara širini 2-4 prozora, odn., tavanična polja.
3 Noseća tavanična konstrukcija sa dva
reda nosača 3 Kod velikog rastojanja između stubova u oba pravca prenose se opterećenja tavanič nog nosača (nosača prvog reda) dodatnim nosećim elementima, podvlakama (nosači drugog reda) na stubove. Sile imaju da pređu duži put nego kod primera 2. Rasponi tavaničnih noSača h treba da su veći nego rasponi podvlaka 12.
Konstruktivna visina tavanice Visina zgrade se dobije iz čiste visine prostorija i konstruktivne visine tavanice. Visina tavanice određuje se pre svega iz ., oblikovanja noseće čelične konstrukcije i ., stepena opremljenosti zgrade instalacijama. Visina čelične konstrukcije proizlazi ., iz raspona i opterećenja nosača ., iz rasporeda nosača u jednom visinskom položaju ili u dve ravni jedne iznad druge. Čelični nosači i instalacije ne treba da se nalaze u posebnim visinskim zonama, već se mogu, zbog uštede u prostoru i ceni koštanja, prodirati jedni kroz druge (vidi str. 306 do 308).
Odstojanje stubova od spoljašnjeg zida () U razmatranje dolaze sledeće mogućnos ti: tl Stub stoji bez dodira sa spoljašnjim zidom slobodno u prostoru. b Stub stoji iznutra uz sam spoljašnji zid. e Stub obrazuje sa spoljašnjim zidom jednu konstrukcijsku jedinicu. .d Stub stoji spolja uz sam spoljašnji zid. e Stub stoji daleko ispred. fasade bez kontakta sa njom. Noseća čelična
konstrukcija
Kako je ranije rečeno, noseća međuspratna konstrukcija sa jednom grupom nO$ača (samo tavanični nosači) i gustim rasporedom spoljašnjih stubova je ekonomičnija nego noseća konstrukcija sa dve grupe nosača (tavanični nosači i podvlake) i daleko razmaknutim spoljašnjim stubovima. Stub koji se nalazi ispred zgrade je zbog većeg· raspona podvlake uvek skuplji nego sva druga rešenja.
Gledišta
građevinske
fizike
Deformacija usled temperaturnih razlika Stubovi ili delovi· stubova koji se nalaze izvan zgrade (raspored e, d i event: c) učes tvuju u spoljašnjoj klimi, pa imaju, dakle, stalno promenijivu temperaturu koja odstupa od unutrašnje temperature zgrade. Zbog toga oni menjaju svoju dužinu, a time u spoIjašnjoj oblasti i rastojanje između tavanica, ili se oni krive. Ove deformacije treba da se ispitaju i treba da se uzmu u obzir kod konstrukcije spoljašnjih i unutrašnjih zidova. Više o tome, v. poglavlje "Deformacije", str. 180. Toplotni most Kada čelični delovi probijaju klimatski omotač (sloj, Ijušturu) zgrade, nastaju toplotni mostovi. Kod stubova d i e zbog nosača koji su vezani na stub (podvlake ili tavanični nosači) nastupa provođenje toplote između unutrašnjosti i spoljašnjosti zgrade. U cilju spreča vanja znojenja mora nosač biti iznutra toplotno izolovan na dužini 1-2 m, v. str. 343. Zvučni most Prenošenje zvuka između spoljašnjosti i unutrašnjosti, između susednih prostorija i između dva sprata zavisi od izrade spoljašnjih i unutrašnjih zidova i ploča, i - pre svega - od njihovih bočnih veza, a samo u malom obimu od dimenzija stubova (vidi i str. 260 i dalje).
Korozija
Čeličnim delovima koji se nalaze u zgradi nije
potrebna, kod normalne vlažnosti unutrašnjeg vazduha nikakva zaštita od korozije ili sasvim mala (v. str. 388 i dalje). Čelični delovi koji se nalaze napolju moraju da dobiju zaštitu od korozije, zavisnu od klimatske zone, koja ih bezbedno štiti kroz duže vreme. Potreban je oprez kod nepristupačnih delova na kOjima se može taložiti voda od znojenja koja teško može da ispari.
I
I
I
t
t
i
i
t +- a -+- a--t-
!
I
I
•
OJ i
t
!
•i
~
+-
t I
I a
b
a
-+rt1 --+
širi su nego uobičajeni stubić ("Pfosten", nemački izraz, prim. prev.) spoljašnjeg zida. Ako ose prozora treba da zbog unutrašnjeg rastera imaju jednaka rastojanja (a), javljaju se sa obe strane stuba uži prozori (b < a). Jednaki prozori bi uslovili nepravilnosti u unutrašnjem rasteru. Kod stubova a i e je delenje Zida nezavisno od stuba. Konstrukcija Od rasporeda stubova zavisi konstrukcija i učvršćenje fasadnih elemenata. Kod gusto raspoređenih stubova treba da budu kao pravilo uski paneli i učvršćenje na stubu. Kod široko razmaknutih stubova a - d uč vršćuju se slobodno noseći parapetski paneli na stubove ili tavanice, a raščlanjene fasade na tavanice. Uticaj deformacija - vidi str. 334, za konstruktivne detalje v. str. 336 i 342.
Horizontalni vodovi . Vodovi mogu da se vode, zavisno od rasporeda stubova i nosaće konstrukcije tavanice, ispred ili iza stubova ili kroz njih i iznad njih, ispod ili kroz tavanične nosače (konstrukcijske alternative v. str. 310-311). Uticaj rasporeda stubova na unutrašnje zidove
Podela Kod gusto raspoređenih stubova (raspored b - d) teku pregradni zidovi uvek na stubove, pa svuda nailaze na jednake uslove vezivanja (pogodno kod primene pregradnih zidova). Stubovi e i d ne utiču na vezivanje pregradnog zida. Kada se kod širokog razmaka stubova unutrašnji raster nalazi na rasteru stubova, nastupaju komplikacije za pregradne zidove kod položaja stubova a i b. Kod zidova od elemenata potrebni su na tim mestima delovi za "upasivanje" . Stoga je u takvim sluča jevima bolje kada se unutrašnji raster ne poklapa sa rasterom stubova. Protivpožarna zaštita
Prostorni zahtevi za stubove
Udaljeni položaj stubova 3 Udaljeno postavljen stub a većinom je pomeren od unutrašnjeg zida kako bi se dao prostor za podvlaku. On stoga traži spratnu površinu no time se za korišćenje ne gubi s~mo površina koja je potrebna njemu samom već i izvesna oblast oko stuba, i to dragocen prostor kod prozora. Taj gubitak je naročito primetan u malim prostorijama, pogotovo ako se pregradni zid ne nalazi u osi stuba. Na ovaj moment mora se paziti pre svega kod visokih zgrada.
Protivpožarna zaštita stubova Kod zgrada sa više od dva sprata moraju po pravilu noseći delovi biti izrađeni da budu bezbedni protiv požara, tj. stubovi moraju da dobiju oblogu (izvođenje - vidi str. 220/21). Sigurnu zaštitu od požara predstavlja, za sada dosta retko primenjeno, punjenje vodom (v. str. 222), korišćeno eventualno odmah i za temperiranje prostorija. Protivpožarna zaštita spoljašnjeg zida O zahtevima za sam spoljašnji zid date su informacije na str. 363. Ako spoljašnji zid preuzima protivpožarnu zaštitu stuba potpuno (e) ili delimično (b, d), mora imati na odgovarajućoj širini zaštitnu izolaciju.
Teme,. Ukoliko stubovi zgrade ne stoje na zatvorenom temeljnom telu (ploča i sL), stubovi se kod međusobnog rastojanja većeg od 3-4 m fundiraju na temeljima samcima..
I
i
II I I
$ i
2
Gust raspored stubova čelični spoljašnji stub gotovo iščezava u zidnoj konstrukciji. No, ako se on nalazi i iza fasade, ne zauzima uglavnom više prostora nego što to zahtevaju grejna tela koja se nalaze ispod prozora.
&I Nasuprot tome, mali Uticaj rasporeda stubova na spoljašnji zid
Delenje 1 Kod gusto poređanih stubova, koji su po pravilu svi jednake širine, usvaja se za sve fasadne panele i prozore jedna širina elementa. 2 Široko razmak,luti spoljašnji stubovi koji imaju neposredan kontakt sa spoljašnjim zidom, zbog svog velikog poprečnog preseka
Instalacije I raspored stubova
Vertikalni vodovi Oni se mogu kombinovati sa stubovima, event. voditi između flanši valjanih profila (primeri, v. str. 309).
5 Kod gusto raspoređenih spoljašnjih stubova su kod zgrade bez suterana ekonomičniji trakasti temelji.
191
K~8r1Juml
za raspored
stu~va
U priloženom sistematskom pregledu prikazana su delovanja prethodno pomenutih kriterijuma na izbor rasporeda spoljašnjih stubova na bazi osam mogućnosti kombinovanja. Tabelarni pregled sažima sve kriterijume koji su kod pojedinih rasporeda od uticaja. Ako odgovor na pitanje zavisi od nekih drugih kriterijuma, odgovori su dati u zagradama.
Daleko postavljeni spol)ni stubovi ispred ili iza spoljašnjeg zida I
i I --- ----tiJ---i------j--
i i-
Položaj
i i.
II
1 Stub se nalazi iza spoljašnjeg zida pomeren unazad u unutrašnjost zgrade. Prednosti .. Stub se nalaii u unutrašnjoj klimi. .. Spoljašnji zid nezavisan od noseće konstrukcije. .. Podela prozora nezavisna od rasporeda stubova. .. Na svaki prozorski stubić može se vezati pregradni zid. .. Između spoljašnjeg zid~ i stuba mogu se voditi vertikalno ili u horizontalnoj međuta vaničnom prostoru, često naročito poželjno za klimatizacione vodove visokog pritiska. Mane .. Stub zahteva mnogo prostora i smeta korišćenju . .. Komplikacije za pregradni zid kada se unutrašnji raster nalazi na rasteru stubova (delovi za "upasivanje").
Položaj II
2 Stub· koji se nalazi izvan zgrade sa njom je vezan samo podvlakama koje strče iz zgrade. Prednosti .. Efikasan element oblikovanja. .. Podela i konstrukcija spoljašnjih i pregradnih zidova nezavisne od noseće konstrukcije. .. Zbog male ugroženosti požarom često se odustaje od požarne zaštitne obloge. Mane .. Skupa noseća konstrukcija. .. Stubovi se nalaze u spoljašnjoj klimi, zbog toga deformacije .. i toplotni mostovi. 198
Raspored stubova Tip
širok a
b
c
gust d
e
b
c
d
Noseća 'konstrukcija
skuplje Kontakt sa spoljnim zidom? Fasadni stubići potrebni? Konstrukcija spoljnog zida utiče?
Podela spoljnog zida utiče? Veze unutrašnjeg zida utiču? Veza sa spoljnom klimom? Potreba mesta iza spoljnog zida? Potreba mesta u prostoru?
-
velika
velika
-
da
jeftinije
da (da) da
da (da) da
da (da) da
da da
da (da) (da)
da
-
-
da -
-
da
da
da
da
da
da
-
-
-
-
-
(da)
da
da
da
-
-
-
mala
-
-
-
-
-
Daleko razmaknuti špoljašnji stubovi na ili tl spoijašnjem zidu Prednosti • Između stubova mogu se postaviti parapetne ploče velikog formata.
• Fasada dobija jasno vertikalno raščlanja vanje. Mane • Fasadni i prozorski ~Iementi s obe strane stuba uži su od ostalih elemenata.
• Noseća konstrukcija je nešto skuplja nego kod usko raspoređenih stubova. • Stub koji je u konstrukcijskoj zavisnosti sa spoljašnjim zidom širi je nego uobičajeni prozorski stubići.
Položaj e
3 Stub stoji iza spoljašnjeg zida. On je po pravilu sa tri strane iznutra zaštićen protiv požara. Prednosti • Stubovi se nalaze u unutrašnjoj klimi. Mane • Pregradni zidovi imaju na stubovima drugačije veze nego na drugim osama. • Horizontalni vodovi instalacija moraju se voditi oko stuba ili kroz stub (v. sl. 310).
Položaj d
4 Stub je deo spoljašnjeg zida. Unutrašnja flanša ima po pravilu zaštitnu oblogu protiv požara. Spoljašnji zid preuzima protivpožarnu zaštitu sa strane, dok spoljašnja flanša može često da ostane nezaštićena. Prednost • Stub ne traži nikakav prostor u unutrašnjosti. Mane • Složena konstrukcija fasade. • Problemi zaptivanja zbog različitih deformacija noseće konstrukcije i elemenata spoljašnjeg zida.
Položaj e
5 Stub stoji ispred spoljašnjeg zida. Ako se zahteva zaštitna obloga protiv požara, onda se spoljašnji sloj praktično vodi oko stuba. Prednosti • Stub postaje naglašeno sredstvo oblikovanja. • Sve veze oko pregradnih zidova su jednake. Mane • Stub se nalazi u spoljašnjoj klimi, zbog toga različite deformacije i • toplotni mostovi.
199
Gusto raspoređeni spoljašnji stubovi Stubovi stoje gusto, njihovo medu rastojanje odgovara širini tavaničnih polja i širini prozora i fasadnih ploča. Oni se nalaze na fasadnom zidu ili u njemu.
j l
I
~ I I
I
~I
TE
I I
I bllllll1ll1l1l1ll141111111111111lllllllt
I
j
I
I
I I i
Položaj e
6 Stubovi stoje iza spoljašnjeg zida. Oni su po pravilu iznutra sa tri strane zaštićeni protiv požara. Prednosti e Nalaze se u unutrašnjoj klimi. e U nišama izmedu stubova je prostor za radijatore itd.
Položaj CI
"1 Stubovi obrazuju sa zidom jednu konstrukcijsku celinu. Unutrašnja flanša dobija zaštitnu oblogu' protiv požara. Spoljašnji zid preuzima protivpožarnu zaštitu bočno, spoIjašnja flanša ostaje često nezaštićena. Prednosti Stubovi ne zahtevaju u unutrašnjosti nikakav prostor. Mane e Komplikovane veze ploča spoljašnjeg zida. e Problemi zaptivanja zbog različitih deformacija noseće konstrukcije spoljašnjeg zida.
Položaj e
8 Stub stoji ispred spoljašnjeg zida. Ako se traži zaštitna obloga protiv požara, onda se spoljašnji sloj vodi praktično oko stuba. Prednosti e Stub postaje dominantni element oblikovanja fasade. Stub ne zahteva nikakav prostor u unutrašnjosti. Mane e Stub se nalazi u spoljašnjoj klimi i trpi drugačije deformacije nego unutrašnjost zgrade. e Mogućni toplotni mostovi na vezama nosača.
200
Prednosti e Stubovi nose mala opterećenja. Svi stubovi imaju isti mali poprečni presek. e Elementi spoljašnjeg zida mogu se vezati na stubove, ušteduju se posebni fasadni stubići.
e Svi elementi spoljašnjeg zida su jednaki.
e Svi elementi pregradnog zida su jednaki. • Noseća konstrukcija spoljašnjeg zida je nešto jeftinija nego kod daleko razmaknutih stubova. Mane • Konstrukcija spoljašnjeg zida ne može da se bira slobodno, već se mora podesiti prema stubovima.
Spoljašnji stubovi na uglovima zgrada Čelični skelet je - kako je već više puta bilo izloženo - sistemski način građenja. Zbog toga nemaju noseća konstrukcija i tavanič na ploča na dva međusobno upravna spoIjašnja zida jednako oblikovanje. Razmaci između stubova na podužnoj i kalkanskoj strani zgrade su različiti, a tada i optereće nja poprečni preseci stubova. Ovoj okolnosti najbolje odgovara nejednako oblikovanje fasada na obe strane zgrada, kao na sl. 6, str. 193.
Ako pak se na svim str~nama zgrade želi jednaka fasada, moraju se ili uzeti u obzir "lažni" stubovi, ili se raspoređivanje stubova i \(ođenje nosača podešava prema ovom zahtevu. Kod nejednakih oblikovanja fasada na podužnim i kalkanskim stranama mogu se za obe strane odabrati različiti položaji stubova, npr., za podužne zidove položaj d, a za kalkanske zidove položai 8. U narednom će se pokazati nekoliko tipič nih rešenja. Na stubovima su u osnovama upisani brojevi koji objašnjavaju odnos opterećenja stubova prema opterećenju tavanice. Opterećenja fasada nisu pri tome uzimana u obzir.
9
~
50
11.1
50
rr ~~~ 50 t i, ~". r )/ ~, l': I ";
1
r-
o
"
25
50
50
11.3
r-
oo
"
~~~C ~~,:
11.2
42
50
46
42
~
r- 2
-
~
33
2
10101055
10
10
2 2 2 1
6
I-I-I--
r---
~
40
sc
?C~
-
-
20 20
~
40
40
40
203
11-----+ 10 11-----+10
10 10 10
8 6 4 2
~
r=r='FF=r=r=~----41O
404040104
Ugao zgrade kod daleko razmaknutih stubova 1 Kod kvadratnog rastera nema nikakvih teškoća, naročito zato što čelični stubovi kao HE-profili ili sandučasti profili imaju najčešće kvadratni poprečni presek. 2 Ako konzolne glave tavaničnih nosača treba da služe za vezu fasade, kod ugla zgrade se pomoću dijagonalne podvlake izvodi promena pravca nosača. 3 Kod pravougaonog rastera stubova dobili bi se na podužnoj i kalkanskoj strani razliČiti odnosi. Parapetske ploče, koje se montiraju između stubova na podužoj strani, ne bi na kaJkanu u sredini oba polja imale stub za uč vršćenje. Oslanjanje na tavanične nosače velikih raspona ne bi zbog različitih deformacija bilo preporučljivo. 4 Jedini moguć izlaz je okretanje pravca nosača. Iako kalkanski stubovi nose jedva polovinu, a ugaoni stubovi samo četvrtinu opterećenja, mogu se odgovarajućim izborom profila očuvati iste spoljašnje dimenzije.
~1-0.......... 10......... 10-<>-8-4 6 - 4 - 2--'"17 7
10
10
Iffi:
101411 8 5 3 1
10 7 4
8
Ugao zgrade kod usko raspoređenih stubova 5 Kod usko raspoređenih stubova strogo ortogonalno vođenje nosača na kalkanu traži u osnovi drugačiju fasadu nego na podužnom zidu. (; Uvođenje praktićno neopterećenih "lažnih" stubova na kalkanskom zidu ne može da zadovolji, pogotovo ako je teški stub na podvlaci širi, te se u fasadi posebno odražava. 1 Zadovoljavajuće rešenje je i ovde dijagonaina podvlaka, kada svi stubovi ne primaju puno opterećenje. Veće opterećenje na uglu, ovde svakako i udvostručeno, može stub preuzeti bez ojačanja. 8 Drugo rešenje je naizmenično slaganje nosača kod čega nekoliko stubova preuzimaju nešto veće opterećenje nego normalni stubovi, a stubovi u uglu su gotovo neopterećeni.
Primeri: .. druga fasada na kalkanu: sl. 6, str. 193 i sl. 5, str. 186. .. "lažni" stubovi sa kalkanske strane, sl. 1, str. 139. .. dijagonaina podvlaka: sl. 2, str. 190 i sl. 2, str. 252 i sl. 3, str. 204.
Rešenja detalja 9 Različito oblikovane fasade kod osnove 5 npr., na podužnoj strani laka metalna fasada, na kalkanskoj strani samonoseći zid od opeke. 10 Ugao zgrade sa fasadom spolja, kod položaja stubova b (uporedi sa str. 196). 11 Ugao zgrade kod rasporeda stubova c sa umetnutom fasadom. 11.1 i 11.2. alternative za formiranje ugaonog stuba za osnovu 7. 11.3 Kod vođenja nosača prema 8 kao ugaoni stub dovoljan je ugaonik. 12 Za stubove koji se nalaze spolja u položaju d mogućni su za vođenje nosača prema 7 i 8 kao ugaoni stubovi zavareni profili. 13 Za vezu ugaonih stubova koji se nalaze ispred fasade saglasno položaju e' dobija dijagonalna podvlaka osnove 2 viljuškasti završetak. Primeri: .. zavareni ugaoni stub, sl. 1, str. 239. .. tip zgrade sa viljuškastom dijagonalnom podvlakom sl. 3, str. 193.
Zgrade sa gusto stubovima
raspoređenim
Rastojanje između stubova odgovara rasponu tavaničnih polja od 1,5 do 3,0 m. Stubovi imaju male poprečne preseke. Spoljašnji stubovi se stapaju sa spoljašnjim zidom i traže malo prostora. Oni istovremeno zamenjuju zidne stubiće. Na svaki stub može da se veže pregradni zid. Ekonomični način građenja, jer tavaničnu ploču nose samo tavanični nosači velikih raspona koji su na svakom kraju vezani za stub. Podvlaka nema, opterećenja putuju najkraćim putem na temeljno tlo. Ovaj oblik osnove ima raster stubova tipičan za čelič ne konstrukcije: u pravcu tavaničnih nosača velika rastojanja između stubova, a upravno na njih mala. 1 Način građenja je pogodan za zgrade sa spratnim površinama velikih raspona u kojima se unutrašnji prostor, slobodan od stubova, može proizvoljno koristiti, npr., za administrativne zgrade sa fleksibilnom podelom spratne površine, 10 do 12 m široke. Jednu dalju interesantnu primenu nalazi ovaj način građenja u konstrukcijama garaža. Površine bez stubova, širine 16-17 m olakšavaju parkiranje i izlazak iz parkirališta i dopuštaju da raspored mesta za parkiranje varira. Konstruktivna visina tavanice zavisi od raspona, a iznosi oko 35 do 70 cm. Cevi za snabdevanje vodom se u šupljem tavanič nom prostoru provode u podužnom pravcu zgrade kroz rebro nosača. Između nosača preostaje obilato prostora za razvodne linije u poprečnom pravcu.
2 Ovim principom mogu se izvoditi i zgrade sa više redova stubova. Redovi gusto poređanih unutrašnjih stubova nalaze se u zidovima hOdnika. Kako i unutrašnji stubovi imaju male dimenzije, oni zahtevaju malo prostora, ili mogu da nestanu u zidovima. Kako između stubova nema podvlaka, prostor je slobOdan za šahtove, npr., kod laboratorijskih zgrada. Poprečni zidovi se mogu u istoj konstrukciji vezati u svakoj osi stubova. Zbog fikSiranja redova unutrašnjih stubova ovaj je sistem naročito pogodan za građevi ne, kod kojih se, saglasno njihovoj nameni, ne očekluje neka promena u raspodeli prostora u području hodnika, npr., kod hotela ili kod krila bolnica sa krevetima. 2.2 Redovi stubova mogu da stoje i samo na jednoj strani hodnika te se tako stvaraju nejednaka tavanična polja, čime se dobijaju nove mogućnosti za podelu prostora. 202
. I
-
-
,;F=i F~I
=ifr=i fr=i
I
"
1.1
I ~F I
"
Zgrade sa daleko razmaknutim stubovima Stubovi imaju u oba pravca velika međuras tojanja čime pravougaoni raster stubova, sa velikim rasponima za tavanične nosače, a manjima za podvlake, daje ekonomičnu noseću konstrukciju. Nosači oba reda mogu da budu građeni kao puni nosači, kao saćasti nosači ili kao rešetkasti nosači. Oni mogu da leže jedni na drugima, ili pak da budu provučeni jedni kroz druge. Vrsta i raspored obe grupe nosača zavise od raspoloživih tavaničnih visina i od instalacijskih vodova koji se uvode u njih (vidi takođe str. 306-308). .. Zgrada ima samo daleko razmaknute spoljašnje stubove. Između njih su postavljene podvlake. Tavanični nosači prolaze skroz preko čitave širine zgrade. Unutrašnjost zgrade je slobodna od stubova te se može deliti na proizvoljan način. Veoma povoljan raspored stubova za administrativne i visokoškolske građevine.
rI f
i
I
I I
II
I
I
I I
I I
l ± I
I
'
I
,
I
I
I
I
i
I
I
I
I
I
-~_t-b-l_l-b-J-f-b-l-j-6-!-t-6I I i I I I l, I I , I I I I I I I I I I I I I , I I I I I I I I I I I , I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I
i I
I
l I I l
I
I I
I
i I
-r-t-o-r-+-o-+-t-o-+_+-o-1-r-oI f
I I I ,
I I I _1 . l
I I I I I
I I I ' I
I I I I ,
I I I I I
o ll!
I I ,
I I ,
l,
I I 'I
I
,
I
l,
I I
I , I , I I , , , , I ' I
, I 1 1
,
I
I
'
6 1 1 o l
I L
I I , I I
0-
2 ·Zgrada ima više redova daleko razmaknutih spoljašnjih i unutrašnjih stubova. Između spoljašnjih stubova postavljene su pune podvlake, između unutrašnjih stubova rešetkasti nosači. Tavanični nosači su takođe rešetkasti nosači iste visine, a .leže između podvlaka. - Zgrada H.T.L. u mestu Brugg Windisch, Švajcarska, arhitekte: B. i F. Haller.
:t
I
I II
I "
I I II
:t
i
I II
I
I, II l' ,I -+--f-1- 1-'-1=-1-1-T -j'---..±-J- 1_±-J-!-:l:I I 1 I I I I
I
I I J
I
I I
!
I
I I
l
I
I
I I
I
I
l
;/;
I
I I
I
I I
,
, I
1 1 :l:
f
1 i
f
i
I : : I : I
I
I
I
I
I I
I I -:t-t-t-:t-t- l I
I
I
l
I
I
I
I I
I I
:l:
1 l
I I I
I I I
I I
I I I
I
I
I I
I I I
±
I
I I
I I I l
I
I I
I I I l
3 Šire građevine mogu imati i četiri reda stubova. Oba unutrašnja reda stubova nalaze se s obe strane hodnika. Statički bi bio dovoljan i jedan red stubova s jedne strane hodnika. Nastaju nejednaka polja tavaničnih nosača.
203
Zgrade sa stubovima raspoređenim spolja gusto Iznutra na velikom razmaku Kombinacije oblika nosećih konstrukcija kakve su prikazane na narednim stranicama često vode· do prihvatljivih rešenja. Gusto postavljenim spoljašnjim stubovima štedi se prostor i dopuštaju se pregradni zidovi u proizvoljnim osama tavaničnih nosača. Daleko razmaknuti unutrašnji stubovi olakšavaju podelu prostora. Preko podvlaka na njih se prenose opterećenja tavaničnih nosača.
f ~ f f f ,
I
I'
T f Tt T TT T f T I' I I I I I I
I
:
,
I
,
'I
I I ,
I
, , I
I I I
I I I I
I , I ,
I I I I
, I I i
I ,
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I I I
I
: ' I I I I I , I ",
I I I I
, I I
I , I I
I I ,
I
I
,
I
I I I
I I
I I
I
I
,
:
'I
I
I I
' I I I
I I I I
I I I I
I
I
I
I
I
I
I I , I
: I I I
I I ,
, I I
I
I
I I I I
I
I
I I I I
:--t--j---:- +- -f--+-i--i--4--:- +- +--f-~
t--.--+-·+-+--t--t--:·-:·-~-l-+-·+·t·~
i
l : ± ±
I
*~
,
~ ±
I
I
*±±± *± *~ I
,
I
I
I
~
.. Kod ove trobrodne građevine široka raspodela unutrašnjih stubova omogućuje kako velike prostorije, tako i podelu na hodnike i male prostorije sa pre_gradnim zidovima kod osam spoljašnjih stubova.
UIJIllJIJL t------t
I
l
I
J--------t I
I
I I I
IIntrntrn1 2 Za ovu zgradu visine 100 m sa rasponom nosača od 7,00 m bili su spoljašnji stubovi projektovani sa rastojanjima 1,80 m i poprečnim presekom 16 x 16 cm. Bočni zidovi imaju samo dva noseća stuba. Kada je različit raspored stubova spoljašnjih zidova trebalo da bude uočljiv u fasadi, morala se ovde konstrukcija spoljašnjeg zida skinuti posle toga. Jednake fasade na sva četiri zida uslovljavaju u bočnim zidovima lažne stubove.
3 Visoka kuća sa ekscentričnim betonskim jezgrom. Stubovi prednje i bočnih fasada su noseći stubovi zgrade, stubovi zadnjeg zida nose samo fasadu. Između jezgra i uglova zgrade dijagonalno su postavljene podvlake. 204
2
Noseće
konstrukcije velikog
raspona Prostori velikih raspona mogu zahtevati da se podvlake prihvate glavnim nosačima, tako da se dobijaju tri reda nosača. Glavni nosači su teški puni ili rešetkasti nosači. __ "' _ _ _ _ _ X,_ I I
I
!
i -T-
I
-T-
!
-,I
i
I
-
-- -!- -
i -T-
i i
-'%-
• 1 Tri reda nosača leže jedan iznajdrugog u ovoj tavaničnoj konstrukciji velikog raspona. Glavni nosač ne dobija opterećenje neposredno od ploče.
-2 Gornji pojas glavnih rešetkastih
nosača
može da leži u istoj ravni sa tavaničnim nosačima ili kod krova sa rožnjačama da leži i dobija dodatno sili pojasa i naprezanje savijanjem.
I
3 Glavni nosači i podvlake su rešetkasti nosači istih visina. Tavanični nosači leže iznad vertikalnih punih štapova podvlaka. Konstrukcija koja štedi prostor tavanica velikih raspona i sa velikim opterećenjem.
'I Rešetkasti glavni nosači obrazuju sa teškim stubovima hale krute okvire. Rešetkaste podvlake i krovni nosači su tipski elementi jednog građevinskog sistema. - Slobodni Univerzitet Berlin, Audimax. Arhitekte: Kandilis, Josić, Vuds (Woods).
4
205
Zgrade sa trougaonim rasterom I kod trougaonog rastera stubova dele se polja redovima tavaničnih nosača i podvlaka tako da se za tavanične ploče dobiju dovoljno mali rasponi. Na primeru jedne osnove biće prikazane četiri mogućnosti vođenja nosača. - Upravna' zgrada Hamburg-Manhajmskog osiguranja AG Hamburg, Poslovni grad Sever. Arhitekte: Spengelin, Spengelin i Leve -(Lowe). tavanična
'1 Preko čitave osnove postavljen je pravougaoni raster nosača. U unutrašnjosti zgrade ne javlja se zbog toga ništa' osobito. Na spoljašnjim zidovima koji prema rasteru nosača ne prolaze upravno javljaju se kosi spojevi tavanica. Raster jednostavan za če ličnu konstrukciju, koji ipak nema nikakav uticaj na koncepciju osnove. 2 Podvlake i tavanični nosači su međusob no pod uglom od 60°. Tavanični nosači imaju veće raspone nego' kod primera 1, i zbog toga zahtevaju veće profile. Kod spoljašnjih zidova prolaze tavanični nosači ili praraleino sa ivicom zgrade, ili pod uglom od 60°. Tavanična polja imaju na spoljašnjoj ivici delimično kos isečak. 3 (Izvedeno rešenje). Tavanični nosači su tako postavljeni da idu upravno na spoljašnje zidove. Njihov raster je određen, prema odstojanju između stubova spoljašnjeg zida. Spoljašnji zidovi se za rebra nosača pričvršćuju zavrtnjevima, stoga jednostavno rešenje fasade. Kosi isečci tavaničnih polja su premešteni u unutrašnjost zgrade. 4 Za čeličnu konstrukCiju se usvaja trougaoni raster. Trougaona polja su podeljena zvezdom nosača. Visina trougaonog polja sa kosim uglom je mala, tako da za tavanič nu ploču nastaju krupni rasponi. Mogućna je primena prefabrikovanih trougaonih betonskih ploča. Ploče se na otvorenim saobraćajnicama mogu transportovati čak i pri rastojanju stubova od 10,00 do 12,00 m. Stubovi su cevasti. Na svaki stub se vezuje dvanaest nosača, što zahteva prstenastu veznu konstrukciju. Ovo rešenje je skupo, a dolazi u obzir samo za neobložene čelične konstrukcije sa vidljivim nosećim roštiljem. Kako se noseća konstrukCija ploče sastoji samo od dva tipa nosača, mogućna je jeftinija serijska izrada.
206
1\
1\
b
h =3b
2,4 3,6
7,2 10,8
s=
lb..
'\f3
8,3 12,5
4
Okrugle
građevine
Građevine
sa okruglim oblikom osnove veoma su pogodne za izvođenje u čeliku, jer one imaju mnoge jednake delove koji se ponavljaju.
Garažna spirala 1 Dvotračna spirala za dolazak i odlazak vozila. Kapije za dolazak i odlazak menjaju se po spratovima. Stvarna konstrukcija spirale sastoji se samo od tri elementa: stubova, radijainih nosača i tavaničnih ploča. Ove poslednje su prefabrikovane betonske ploče sa nazupčano formiranim ivicama. Prikazane su donje tri, spratne konstrukcije spirale izgrađene prema· postupku Krupp-Montex. 2 Tavanična ploča je element spiralne površine. Prave AB i CD elementa ABCD površine spirala leže horizontalno, a imaju visinsku razliku h. Kako spoljašnja strana elementa ima veću širinu ba nego unutrašnja strana bh nagib Sa =. h/ba je na spoljašnjoj ivici vozne staze manji, nagib na unutrašnjoj ivici vozne staze Sj = h/bj je veći nego srednji nagib smo Gornja flanša radijainih nosača sledi površinu spirale, pri čemu spojni limovi veze sa stubom nisu, prema sl. 1, str. 217, zavareni upravno na stublveć kod spoljašnjeg stuba pod uglom sa, a kod unutrašnjeg stuba pod uglom Sj prema normali. Nosač koji je torziono mekan lako sledi ovo malo okretanje. Literatura: Uputstvo 211 Savetovališta za primenu čelika (Beratungsstelle fUr StahIverwendung) .
Administrativne zgrade 3 Noseća konstrukcija ove administrativne zgrade sa prstenastom osnovom nošena je od više grupa stubova koji su raspoređeni po koncentričnim krugovima. Spoljašnji stubovi su vešaljke. U kružnom unutrašnjem prostoru nalazi se vertikalna komunikacija. Vertikalno ukrućenje sprovodi se parovima unutrašnjih stubova koji su spregnuti sa rešetkama. Ploče se sastoje od betonskih talpi. Forum firme za građenje u čeliku Riterbau 'ROterbau).
Kod gusto raspoređenih spoljašnjih stubova radijalni nosači imaju funkciju tavaničnih nosača, kod daleko razmaknutih spoljašnjih stubova funkciju podvlaka između kojih se postavljaju tangencijalno vođeni nosači kao tavanični nosači.
tavanične ploče nisu pogodne ploče od čeličnih limova zbog mnogo kosih rezova. Zbog toga se pretpostavljaju ploče od mon-
Za
tažnih betonskih delova.
Zgrade 8a ravnim tavanicama
Masivna tavan ična ploča - gore i dole ravna - koju bez čeličnih nosača neposredno nose čelični stubovi, može da ima samo male ili srednje raspone (6 do 10 m). Ploča ima debljinu 20 do 40 cm. Ravnim izgledom masivne tavanične ploče ušteđuje se obešeni plafon. Ukupna debljina tavanice je stoga samo malo veća nego debljina ploče. Ova jeftina tavanična konstrukcija pogodna je za stambene zgrade, domove, hotele i ostale građevine sa malo instalacija. U noseću ploču mogu se položiti cevi za elektroinstalacije. Tavanične ploče mogu zbog uštede na težini imati šuplje prostore. Mogućne su rebraste ili kasetirane ploče. Stubovi se mogu postaviti na rasteru prema principu koordinacije, ili se ređaju slobodno. 1 Ovaj sistem je naročito pogodan za izgradnju prema postupku "Liftslab ": tavanič ne ploče se betoniraju jedna preko druge na najnižem nivou, a svaka ploča predstavlja oplatu za onu iznad sebe. Meduslojevima se sprečava prianjanje. U prethodno predviđe nim otvorima postavljaju se čelični stubovi koji idu kroz više spratova. Ploče se dižu jedna za drugom u svoje konačne položaje (uporedi str. 381) pomoću centralno upravIjanog uređaja za dizanje koji je postavljen na gornjim krajevima stubova
2
Sistem ravnih tavan ica sa čeličnim pečurkama
2 Primena za višespratne građevine svih vrsta, ne samo za spratove iznad zemlje, već i za temelje i za suterenske spratove. 3 Detalj čelične pečurke, za više detalja v. str. 219, sl. 5.
208
Prednosti • najmanja mogućna konstrukcijska visina bez nosača i podvlaka koji smetaju • sigurno uvođenje i prenošenje oslonač kih sila sa jednovremenim pojednostavnjenjem armiranja tavanice
• male dimenzije čeličnih stubova • protivpožarna otpornost tavanica od F 120 bez posebnih dodatnih mera • mogućnost sprovođenja vertikalnih vodova u neposrednoj okolini stubova. Sistem Geilinger, patentirano.
S druge strane, iz razloga ekonomičnosti treba da stubovi budu u svim spratovima statički potpuno iskorišćeni. Kod čeličnih stubova se oboje može lako postići: .. Kod valjanih profila izborom različitih serija profila i kvaliteta materijala. .. Kod sandučastih i cevastih profila smanjivanje.m debljine zida i kvaliteta materijala. ~ Pnme.,:,om pun~h profila u donjim spratovima kOJI određuJu najmanju mogućnu dimenziju stubova. Potreban prostor kod čeličnih stubova
Osnove Stubovi čelične građevine prenose vertikalne sile u zemlju. Oni su pretežno napregnuti normalnim silama. Razlikuju se pritisnuti stubovi i obešeni stubovi. Kod pritisnutih stubova prouzrokuju planirana uklještenja i ekscentričo unošenje vertikalnog optereće" nja dodatno savijanje. Slučajna uklještenja neznatne krutosti i neznatni ekscentriciteti stvaraju većinom samo beznačajne dopunske napone te se kod čeličnih konstrukcija u opštem slučaju ne uzimaju u obzir. Pritisnuti stubovi Pritisnuti stubovi treba da se računaju na izvijanje. Kako se mogu izvijati u dva pravca, za dimenzionisanje je merodavan pravac sa manjom krutosti. Stoga su najekonomičniji stubovi poprečnih preseka koji u oba pravca imaju jednake momente inercije. Veoma mali profili su pogodni samo, ako su u pravcu manjeg momenta inercije između tavanica ukrućeni protiv izvijanja. Upotrebljivi su sledeći profili: PE i HE..A profili za mala opterećenja .. HE ..B i HE.. M za vleika opterećenja. Sandučasti profili .. HE-profili sa navarenim pljoštim štapovima . .. zavareni sandučasti stubovi od pljoštih
Ćeličnim stubovima štedi se na prostoru, naročito sandučasti stubovi, cevi i puni profili sa istom otpornošću prema izvijanju u svim pravcima.
10 000 kN
{'==-=l~====~f====i~~
II
II
II
II
II II II
II II II
II II II
II II
II
II
II
II II
~====~~====~~====~
1000 kN
II
II
II
.11
II
II
II
II
II II II II
II II II II
II II II
l
i i li i ~ il!=====9~=====i~====~: II II ::
II II " II
~~
~~
.,J)
__ =::!l!: ____tll_=_=~"
J
I 845
850
11"0.8%
T
.. r
1 ~
!\Jt+-
~ 300
---:+
l St 52
čelika
Valjani šuplji provili .. cevi .. šuplji pravougaoni profili Ćelični stubovi mogu da budu ivišedelni. Vešaljke Vešaljke, koje su napregnute samo zatezanjem, ne treba da imaju otpornost prema izvijanju. Kao profili pogodni su .. pljošti čelici, .. parovi U ..profila .. okrugli čelici .. žičana užad. Postupno smanjivanje poprečnog preseka stuba Postupnim smanjivanjem spoljašnjih dimenzija, debljine materijala I kvaliteta materijala može se nosivost stubova precizno prilagoditi postojećim opterećenjima. U stubnoj vertikali zgrade raste optereće nje, a prema tome i potrebni poprečni presek stuba, odozgo naniže. Ćesto je poželjno da se stubovima daju u svim spratovima iste spoljašnje dimenzije kako bi se olakšalo ugrađivanje tipskih građevinskih elemenata npr., obloge stubova, pregradnih zidova i plafona.
.. Pokazuje upoređivanj~ spoljašnjih dimenzija betonskih i čeličnih stubova, sa sandučastim i punim poprečnim presekom za opterećenje od 1000 kN i 10 000 kN kod slobodne dužine izvijanja 3,60 m. Kod spoljašnjih dimenzija čeličnih stubova uračunato je i 25 mm obloge za zaštitu protiv požara. Spregnuti stubovi Ubetoniranjem otvorenih profila ili izbetoniranjem šupljih profila nastaju spregnuti stubovi, kod kojih čelični profili i betonski presek nose zajednički. Beton osim toga poboljšava ponašanje stuba prema izvijanju I preuzima kod odgovarajuće izrade i njegovu protivpožarnu zaštitu. Za pojedinosti vidi str. 213, str. 217, sl.3 i str. 221. Temelji Za prenošenje sila iz stuba na betonske temelje moraju sile stuba, koje su koncentrisane u tankim čeličnim poprečnim presecima da se zavarivanjem za stope stubova prošire na željenu stajaću površinu. Uklješteni stubovi i stubovi napregnuti zatezanjem moraju biti usidreni u temelje. Konstrukolj'" ski detalji, v. str. 214 216. 0
Nastavak stubova Ćelični profili se izrađuju u ograničenim duž!nama te pri građenju dosežu 1 - 3 visi .. ne sprata. Izrada nastavka stuba, v. str. 219. Veze nosača Za prenošenje poprečnih sila nosača noseće tavanične konstrukcije razvijena je u če ličnim konstrukcijama dobro razrađena jednostavna tehnika veza. Na str. 217 i 218 date su uobičajene kosntrukcije veza jednopoljnih i kontinualnih nosača. Za veze, za prenošenje predviđenih momenata savijanja, kada je stub ujedno i stub okvira, v. str. 235. Ćelični stubovi u betonskim konstrukcijflma Zbog svojih malih dimenzija i svoje lake ugradljivosti koriste se čelični stubovi i u betonskim građevinama. Mogućnosti konstrukcije v. str. 208, a za detalje v. str. 219, sl. 5 + 6.
Napomene uz tablice nosivosti Na sledećim stranicama razmatraju se čelič ni profili koji se primenjuju kao stubovi zgrade u visokogradnji, u odnosu na .. oblast primene, .. tekuće dimenzije profila, .. svojstva veza, .. njihovu nosivost (u tablicama). Osim čeličnih stubova biće razmatrani spregnuti stubovi koji se njima formiraju. Tablice nosivosti služe za ocenu traženih poprečnih preseka stubova zgrade za uobičajene spratne visine od 3,0 m, 3,6 m i 4,2 m. Pretpostavlja se centrično optereće nje stubova pri obostrano zglobnim vezama za kvalitete čelika St 37 i St 52. Planski uvedeni momenti savijanja ekscentričo uvedenim opterećenjem i okvirnim dejstvom zahtevaju veće profile . Tamo gde su za spratnu visinu date samo dimenzije 3,6 m, mogu se sa dovoljnom tač nosti odrediti dimenzije za spratnu visinu od 3,0 m smanjenjem za 4% od 4,2 m povećanjem za 4% opterećenja stuba. Nosivosti su određene prema propisima za dimenzionisanje koji su 1980 g. važili u Saveznoj Republici NemačkOj. Tablice ne mogu da zamene tačan statički proračun. Ćes to tačniji račun daje manji, ili, kod uzimanja u obzir ekscentričnosti opterećenja, veći profil. Ovde važe oznake N .. sila u stubu u kN Sk slobodna dužina izvijanja stuba - visini sprata u m. Dalja postupna smanjivanja valjanih profila treba da se uzmu iz tablica profila Izdatih u Di&Jdq)rfu, Izdavačko preduzeće Stahleisen mbH
Valjani profili HEaproflll tipični, ekonom ični profili stubova e jer imaju široku flanšu e stoga u oba pravca dobra otpornost prema izvijanju. Oni imaju kompaktan kvadratni poprečni presek e kod normalnih profila do 300 mm visine je širina flanše otprilike jednaka visini profila, e kod viših profila ona ostaje 300 mm, e po porudžbini se u nekim čeličanama valjaju i profili 400 x 400 mm., Nosivost se kod istih spoljašnjih dimenzija može smanjivati e debljinama materijala flanši i rebra, enavarivanjem pljoštih čelika. Za menjanje debljina materijala e postoje u serijama profila HE-A HE-B, HE-M za svaku visinu profila po tri profila sa različitim debljinama flanši i rebra.
1 HE-profili su
e Profili jednakih nominalnih visina imaju kod sve tri serije profila po 3 profila gotovo jednake unutrašnje· dimenzije. e U spoljašnjoj dimenziji je HE-A profil nešto niži, a HE-M profil nešto viši i širi' nego odgovarajući HE-B profil. e Za poznavanje jednakih spoljašQjih dimenzija unutar jedne vertikale stuoa kod različitih nosivosti. se preporučuje da se profili serija HE-A i HE-B kombinuju sa najbližim nižim iz serije HE-M. e Neke čeličane po porudžbini valjaju i neke druge varijante, delom sa vrlo, debelim flanšama za prenošenje vrlo velikih opterećenja stubova, npr., kod visokih kuća. Kvaliteti materijala e građevinski čelik St 37, e građevinski čelik St 52, e visokovredni građevinski čelik v. str. 386. Veze Paralelnost flanši omogućava u oba pravca za noseće elemente i elemente namenjene zatvaranju prostora i instalacija jednostavne veze zavrtnjevima i zavarivanjem.
unutramjl stub profil stuba
spolja!!njl stub profil stuba
HE-A 220 St 37
HE-A 220 St 37
HE-B 240 St 37
HE-B 240 St 52
HE-A 240
HE-M 220 St 52
HE-B 240 St 37
HE-M 220 St 52
HE-M 220 St37
Si 37
""
....
""I...
Vođenje instalacija Između flanši se mogu,
uz uštedu na prostoru, voditi cevi i kablovi (detalji - v. str. 309).
Primer odmeravanja
2 Za 10-etažnu zgradu bila su procenjena opterećenja stubova i potrebni preseci stubovi.
Nosivost stubo~a od HE-profila Sk
potrebna visina profila u mm
3,0
(m)
HE-A
rija profila
HE-B
3,6 HE-M
I
HE-A
HE-B
HE-M
HE-A
HE-B
'l
100 200 300 400 600 800 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3500 4000 4500 5000 6000
100 140 160 180 200 240 260 300 360 450 600
120 140 160 180 200 240 260 300 340 360 450 500 600
120 140 160 180 200 240 240 300 300 340 400 500 600
100 120 140 160 180 200 240 240 240 260 300 300 300 500
120 140 160 180 240 240 260 340 400 500 600
160 200 240 240 260 300 340 400 450 600
4
IPE- profili
4 Profil I PE nije ekonomičan čelični profil e jer ima uske flanše, e stoga je u jednom pravcu veoma mek, e zato' ima i malu nosivost i e pogodan je samo za mala opterećenja stubova. On se koristi kao stub, ako se iz oblikovnih ili konstrukcijskih razloga želi uzan stUb. 210
100 120 140 160 180 200 240 260 300 400 500 600
200 240 260 300 340 360 450 500 600
100 100 120 120 140 160 180 200 240 240 260 300 300 500
160 180 200 240 240 240 260 300 300 300 600
120 160 180 200 240 260 300 340 400 500
140 160 180 200 240 240 300 340 360 450 500
120 140 160 180 200 240 260 300 340 400 500 600
160 180 200 240 240 260 '300 340 400 500 600
100 120 120 140 160 180 200 240 240 260 300 300 340 600
I
ii ii
HE-M
St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 St 37 St 52 100 100 100 120 140 160 180 200 240 240 260 300 300 400 600
11
4,2
N (kN)
100 120 140 160 180 200 240 260 300 360 450 600
H'
poprečni
I I I I I
II II
ii
.,
I :r: :r::r::r: I
II 160 180 200 240 240 240 260 300 300 300 340 600
Dimenzije e valjan u normiranim serijama, visina 80-600 mm, e do visine od 300 mm širina flanše je gotovo jednaka visini profila. e neke čeličane valjaju u serijama r PEo i 1 PEv i druge kombinacije. Kvalitete materijala e Kod primene I PE-profila kao stuba donosi viši kvalitet materijala ST 62 neznatno povišenje nosivosti. e Jednostavne veze • u oba pravca • npr., za nosače • i fasadne elemente.
nl
I ~ ~ ~~ I 'P~ I 11 w w ww
ill
!ill I ::l._~~=-~~J
l
w-------------'-----:-1 l
HE-A 220
I
HE-M 220 HE-A 240 HE - B 240
j
I
'l
3 Profili stubova bili su tako birani da kod štedljivog utroška čelika ne prekoračuju spoljašnje dimenzije od 240 mm.
Nosivost stubova od
I PE profila u ST 37 potrebne visine profila u mm N kN
3,0
3,6
4,2
100 200 300 400 600 800 1000 1200 1400
200 240 270 300 360 400 500 550 600
220 270 300 330 400 450 500 550 600
220 270 330 360 450 500 550 600
Sk
(m)
Puni I šupIli profili
Zavareni
Puni profili
1 Puni profili se primenjuju kao profili stubova kada treba da se prihvati vrlo veliko opterećenje, a poželjni ~u mali preseci stubova. Najviše se primenjuju kvadratni poprečni preseci. Puni profili nastaju kao otpadak ili kao prethodni profili u procesu valjanja pri valjanju profila. Oni nemaju oštre, već . zaokrug~ene ivice. .. Sa punim profilima se postižu najmanje . moguć ne dimenzije stubova. .. Puni profili imaju visoku otpornost prema vatri bilo da su bez zaštite,iIi samo sa malom zaštitom protiv požara. .. Za vezivanje nosača se navaruj u podupirači i vezni limovi. .. Zb'og svojih malih dimenzija najbolji su u odnosu na uštedu prostora i omogućavaju optimalno iskorišćenje spratne površine.
sanduĆIIstl
Nosivost šupljih profila Zavareni sandučasti profili Sk
N (kN)
potrebne dužine ivica u mm Sk
3,20
(m)
3,60
4,00
N (kN)
St 37
St52
St 37
St 52
St 37
5t52
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11 000 12000 13000 14000 15000 16000
220 240 250 260 280 300 300 320 320 340 340 350
180 200 220 220 240 240 260 280 280 280 300 300
220 240 250 260 280 300 300 320 340 340 350 360
200 200 220 240 240 250 260 280 280 300 300 300
220 240 260 280 280 300 320 320 340 340 350 360
200 220 240 240 250 260 280 280 300 300 300 320
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3500 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11 000 12000
Cevi (DIN 244812458)
3,60
(m)
olD (mm)
Nosivost kvadratnih punih' profila
Cllvastl profili
profili
3 Cevasti stubovi se rado primenjuju kod 2 Izvanredno su pogodni kao teški stubovi u visokogradnji. . građevina kojima raster nije pravougaoni. .. za primanje velikih opterećenja, Cevi predstavljaju statički veoma povoljan .. kod savijanja u dva pravca, poprečni presek stuba, jer im je moment .. kod velike dužine izvijanja. inercije u svim pravcima isti. Menjanjem .. imaju male poprečne preseke. debljine zidova cevi se mogu kod istih spoZbog svojih glatkih spoljašnjih površina oni ljašnjih preseka prilagoditi različitim opteresu naročito omiljeni kada se ne traži obloga ćenjima. . Postoje normirane serije tankozidnih cevi. za zaštitu protiv požara. PO visini stuba zgrade mogućne su, menja- . Po p.orudžbini valjaju se ipak i cevi sa spoljašnjim prečnikom do 56 cm sa svim željejući debljinu m~terijala, značajne promene poprečnog preseka. Minimalna debljina lima nim debljinama zida. je oko 8 mm. Zavarivanje ivica može se Cena materijala kod cevi je više nego kod 1-profila ili pljoštih čelika. sprovesti na razne načine .
240
6,0
300
360
8,0
10,0
3,60
400
244,5
298,5
6,0 355,6
8,0
10,0
406,4
St 37 5t52 5t37 5t52 5t37 5t52 5t52 5t52 5t52 5t37 5t52 St 37 5t52 5t37 5t52 5t52 5t52 St 52 10 12 15 20 25 30
10 12 15 20 22 25
15 20 20 25 30 35 40
15 20 25 30 35 40
20 25 30 35 40 50
12,5 16,0 20,0 25,0 30,0 35,0 45,0 50,0 20 25 25 30 35 40 45 50
20 25 30 35 40 40 45
20 25 30 35 35 40 45 50
20 25 30 35 40 50
8,0 10,0 16,0 17,5 20,0 25,0 30,0 35,0 45,0
10,0 12,5 16,0 20,0 25,0 30,0 35,0. 40,0 50,0
5,6 8,0 10,0 12,5 16,0 17,5 20,0 25,0 30,0 40,0 50,0
8,0 10,0 12,5 16,0 20,0 22,2 25,0 30,0 40,0 50,0
5,6 7,1 8,0 10,0 12,5 16,0 17,5 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 50,0
5,0 6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 16,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0
5,0 7,1 8,8 10,0 12,5 16,0 17,5 20,0 25,0 30,0 40,0 45,0 50,0
.6,3 8,0 10,0 12,5 16,0 17,5 20,0 25,0 30,0 40,0 50,0
potrebne debljine zidova u mm
Pravougaoni iup,1 profln
4.5 Pravougaoni profili se valjaju u mnogobrojnim dimenzijama sa kvadratnim i pravou-
gaonim poprečnim presekom i različitim debljinama zidova. Njihova nosivost je ograničena, cena koštanja materijala visoka. Oni
se kao stubovi u visokogradnji primenjuju samo tamo gde oni mogu da ostanu neobloženi i gde su vredni u smislu oblikovanja.
Nosivost kvadratnih šupljih profila (DIN 59410/59411) Nosivost pravougaonih šupljih profila iz St. 37 (DIN 59410/59411) potrebna debljina zida u mm
potrebna debljina zida u mm Sk
3,0
(m)
140
200
140
N (kN)
5t37 St 37 St 37 5t52 5t37 5t52 5t37 St 37 5t37 St 52 St 37 St 52 5,6 7,1 10,0
260
320
o (mm)
300 400 600 800 1000 1400 1800 2200 2600 3000
200
4,2
6,3 8,0 10,0 7,1 16,0 11,0 7,1 14,2 8,8 17,5 14,2 14,2 16,0
5,6 7,1 12,5 8,0 10,0 12,5 8,5 16,0 10,0 16,0 12,5 12,5
6,3 10,0 12,5
260
320
Sk
4 7,1 8,8 7,1 8,0 11,0 8,8 10,0 16,0 11,0 12,5 8,0 14,2 16,0 10,0 16,0 12,5 17,5 16,0
.5
3,0
(m)
o (mm) b (mm)
140 80
100 200 300 400 600 800 1000 1400
4,0 6,3 10,0
180 100
220 120
4,2 200 180
140 80
180 100
220 260 120 180
5,0 5,6 7,1 12,5
6,3 8,0 12,5
5,6 8,8 12,5 6,3 8,0 10,0 14,2
6,3 12,5
6,3 8,0 12,5
211
VIiedeini profili Stubovi od ugaonika 1,2 Profil izrađen od 4 ugaonika. Zbog povećanja nosivosti mogu se pojačavati među zavarenim pljoštim čelicima. To nije neki jako ekonomičan oblik stuba. Taj profil se stoga bira samo kod posebnih formalnih zahteva ili iz konstrukcijskih razloga, npr., kada treba da stOji upreseku pregradnih zidova.
3
(m) N (kN)
3,0
3,6
4,2
(m) N (kN)
100 200 300 400 500 600 800 1000
60·6 70· 7 80·8 80·8 90·9 100 ·10 110 ·10 120·12
60·6 70· 7 80·8 90·9 100·10 100 ·10 120 ·10 120·12
70· 7 80·8 90·9 90·9 100 ·10 110 ·10 120·10 120·12
300 400 500 600 800 1000 1200 1500
Sk
Teški krstasti stubovi . 3 Teški stub se dobija zavarivanjem dva ukrštena HE-profila ili od pljoštih čelika. On je naročito pogodan ia primanje momenata savijanja u oba pravca, npr., kao uklješteni stub.
Nosivost ukrštenih ugaonika spljoštim čelici ma iz St 37
Nosivost ukršenih ugaonika iz St 37 Sk
3,6
3,0
4,2
Debijina pljoAteg čeli
mm
70· 7 60·6 70· 7 80·8 80·8 70· 7 90· 9 80· 8 80·8 90· 9 90·9 80·8 90·9 90·9 100 ·10 100·10 100·10 100 ·10 100·10 110 ·10 120 ·10 120 ·10 120·12 120 ·12
8
10
12
6
4
Dvodelni stubovi 4,5 To je oblik stubova karakterističan za industrijsku gradnju, pogodan za visokogradnju, kada se podvlaka nalazi između dve polovine stuba ili kada se instalacije moraju VQditi u stubu. "Oni imaju veći spoljašnji poprečni presek nego jednodelni stubovi. Profili s fi pomoću spojnih limova na određenim rastojanjima međusobno zajedno zavaruju.
8
7
Ćetvorodelni profili ti Dekorativni profil od četiri U"-profila. 7 Lak stub od četiri ugaonika. Izborom različitih poprečnih preseka od ugaonika lako izvodljiv.
Zavareni Fprofili 8 HE-profil sa lamelama za ojačanje flanši u oblastima velikih momenata savijanja. 9 J:.profil· zavaren iz pljoštih čelika. • Za preuzimanje vrlo velikih sila stuba ili • kod stubova okvira, za preuzimanJe pritiska i savijanja.
10.1
11
10
10 Spajanje HE-profila u sanduk zavarivanjem pljoštih čelika. • Povećanje nosivosti povećanjem popreč nog preseka bez povećanja spoljašnje dimenzije. • Pobošljanje krutosti u mekoj osi profila. 10.1 Pljošti čelik je navaren spolja ili 10.2 između flanši. 212
Profili za
12
vei;all~~e
Profili učvršćeni zavr1njevima 11 Uzan pljošti čelik daje uštedu na prostoru. Za kompenziranje slabljenja usled otvora krajevi· se ojačavaju po širini ili debljini. 12 u-profili u parovima se primenjuju kao vešaljke.
13
Centrično nastavljeni profili . 13 Okrugli čelik se nastavlja i produžuje pomoću navoja i čaure sa urezanim navojem. 14 Kod zatvorenog čeličnog užeta sprovodi se primanje sila pomoću navučenih čau ra, a za veće sile pomoću zaliven ih glava na kraju užeta.
Spregnuti stubovi lj
Spregnuti stubovi nastaju kada se čelični stubovi oblože ili napune betonom. l j Oni su vitki i odlikuju se velikom krutošću l j Velika opterećenja se prenose preko malih poprečnih preseka. l j Kod neobloženih stubova beton dodatno preuzima zaštitu-protiv požara i korozije.
lj
Uobičajeni poprečni preseci ubetonirani čelični profili,
izbetonirani šuplji profili.
Betoniranje Stubovi se l j ili pre montaže u- ili izbetoniraju i montiraju kao spregnuti stubovi l j ili se posle montaže u fazi grubih radova moraju ~rmirati, oplaćivati i betonirati.
Ubetoniranl telltnl profili
3
2
Nosivost Nosivost čeličnih profila povišava se saradnjom sa betonskom oblogom. Ovaj način građenja je povoljan za stubove koji su centrično pritisnuti. Povećavanje nosivosti betoniranjem je veće kod čeličnih profila od St 37 nego kod St 52, a raste prekrivanjem betonom. Ono ne prOističe samo iz saradnje sa betonom, već i iz poboljšanja krutosti prema izvijanju čeličnog profila oko meke ose. Stoga je spregnuti profil posebno po-
Nosivost spregnutih stubova -sa ubetoniranim valjanim profilima Sk
Vezivanje za nosače i tavanice Planirano sadejstvo čeličnog profila i betona se obezbeđuje moždanicima na mestima veza i prihvatanja sila. Priključivanje nosača se sprovodi tehnikom. veza u. čeličnim konstrukCijama (detalj - v. str. 217, sl. 3).
su:
godan za stubove sa velikom dužinom izvijanja. Betonski deo mora u načelu biti lako armiran. Oblici poprečnog preseka 1 ubetoniran HE-profil, 2 ubetoniran l PE-profil, 3 HE-profil sa izbetoniranim prostorom među flanšama. Protivpožarna zaštita Kod određene minimalne debljine podloge beton štiti čelični nosač od požara.
prema DIN list 2-5 iz St. 37, beton MB 35, dimenzije u mm
4,2
3,0
(m)
o pterećenje st uba (kN)
400 600 800 1000 1400 1800 2200 2600 3000 3500 4000 4500 5000 6000 7000
HE-A
IPE Profil
a-b
140 180 220 240 300 300 330 360 400 500 550 550 600
240x 180 280 x 200 320x210 340 x 220 400 x 250 450x 300 480x310 510 x 320 550 x330 650 x 350 700 x 360 700 x 360 750 x 370
4
5
Profil
a-b
140 160 180 200 240 260 280 300 320 340 400 450 550 650
240 x240 260 x 260 280 x 280 300 x 300 330x340 350 x360 370 x380 390 x 400 410 x 400 480 x 450 540 x 450 590 x 450 690 x450 790 x450
HE-B Profil
140 160 180 220 240 260 280 300 320 340 400 500 600
6
a-b
240 x 240 260 x 260 280 x 280 320 x320 340 x340 360 x 360 380 x 380 400x400 470x450 490 x450 550 x450 650 x450 750 x 450
Oni su pogodni za centrično opterećene stubove. Povećanje nosivosti dobija se naročito kod tankozidnih šupljih profila od St 37. Betonsko jezgro ne mora da bude armirano. Lakim armiranjem i smanjenim iskorišćenjem poprečnog preseka može se bez dopunske obloge postići potrebna otpornost protiv vatre. Kod konstantnih spoljašnjih dimenzija može se menjanje od sprata do sprata u određe nim granicama sprovoditi menjanjem debljine zida, vrste čelika i marke betona.
Profil
140 160 180 200 220 240 240 260 280 300 320 400
IPE
a-b
260 x 250 280 x 270 300 x 290 320 x 310 340 x 330 370 x 350 370 x 350 390 x 370 410 x 390 440 x 410 510x460 580 x460
HE-A
Profil
a-b
180 220 240 270 300 330 360 400 450 500 550 600
280 x 200 320x210 340 x 220 370 x 240 450 x 300 480x310 510 x 320 550 x 330 600x340 650x350 700 x 360 750 x 370
Profil
a-b
Profil
a-b
Profil
a-b
140 160 180 220 240 280 300 320 340 360 400 450 600 700
240 x 240 260 x 260 280 x 280 310 x 320 330 x 340 370 x 380 390 x 400 410x400 480 x 450 500 x 450 540 x 450 590x450 740x450 840 x 450
140 160 180 200 240 260 280 300 320 340 400 450 550 650
240 x 240 260 x 260 280 x280 300 x 300 340 x 340 360 x 360 380x380 400 x 400 470x 450 490 x 450 550 x 450 600x450 700x450 800x450
140 180 200 220 240 240 260 280 300 300 340 450
260 x 250 300x 290 320 x 310 340 x 330 370 x 350 370x 350 390x 370 410 x 390 440 x 410 440 x 410 530 x 460 630 x 460
3,0
(m)
N (kN) 200 400 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
HE-M
HE-B
Nosivost spregnuti h stubova sa izbetoniranim šupljim profilima Sk
Izbetonirani lup,1 profili
HE-M
iz St. 37, beton MB 45, dimenzije u mm
4,2
a-s
o-b-s
D-s
a -s
o-b-s
D -s
'100x5 120 x5,6 140 x 5,6 160x12,5 220x8 260 x 8,8 260 x 14,2 260 x 17,5
140x80 x4 160 x 90 x 7,1 180 x 100x 8,8 220x120xl0 260x 140x 14,2 260 x 180 x 14,2
108,Ox3,6 159,Ox4 193,7 x 5,4 219,1 x 5,9 273,0 x 6,3 323,9 x 5/6 355,6 x 8 406,4 x 6,3 406,4 x 8,8 419,Ox10 457,2 x 10 508,0 x 10
100" 6,3 120x8 140x8,8 180x 10 220 x 10 260 x 8,8 260 x 14,2
140x80x 10 180 x 100x 8,8 200x120x8 260 x 140 x 8 260 x 180x 10
127,Ox4 159,0 x 4,5 219,1 x 4,5 244,5 x 6,3 273iO x 6,3 323,9 x 7,1 355,6 x 8 406,4 x 8,8 419,Ox 10 457,2 x 10 457,2 x 10 508,0 x-lO
213
Podnoine
ploče
Opterećenje čeličnih stubova prenosi se preko betonskih temelja na tlo. Kako su,naponi u čeliku mnogo veći od onih u betonu,
sile iz stuba, kOje su koncentrisane u tankim zidovima, moraju se u stopi stuba rasporediti najveću površinu kako pritisak u betonskom temelju ne bi bio suviše velik. Zbog toga čelični stub dobija stopu u vidu čelične ploče.
b a
+Ull!IlIJ]fJllJlllIlll'IJ!JJ1
b
, 3
1 Pritisak u betonu ispod podnožne
ploče
je na ivici manji i raste do svog maksimuma ispod stuba (a). Za statički proračun se u opšte m slučaju računa sa ravnomernom raspodelom pritiska u betonu ispod podnožne ploče (b).
2 U podnožnoj ploči nastupa naprezanje savijanjem. Za primanje ovih naprezanja ona mora biti dimenzionisana dovoljnom debljinom, ili mora da ima rebra za ukrućenje.
3 Uklješteni stub je pored vertikalnog opterećenja izložen i momentu savijanja. a Moment savijanja je mali prema vertikal, noj sili. b Kod većih momenata savijanja nastupaju na ivici ploče sile zatezanja koje se moraju prihvatiti odgovarajućim usidrenjima.
6
4 Zbog različitih građevinskih tolerancija drži se gornja površina temelja za 3 do 5 cm dublje od donje površine ploče. U stanju montaže stavi se stub na čelične ploče i klinove čime se omogućava naknadno podešavanje stuba. 5 Posle završenog podešavanja ispod podnožne ploče se vrši potpuno zapunjavanje naročitim visokokvalitetnim betonom. Čim se beton otvrdne, čelične ploče i klinovi se uklone.
Debela podnožna ploča ispod stuba traži u poređenju sa crte~om 8 više materijala, ali manje radioničkog rada. Ovakva izrada podnožne ploče je uobičajena. Ona ima' manju konstrukcijsku visinu nego na crtežu 8.
Ej
7
., I cevi se stavljaju na podnožnu ploču bez rebara. Kod tankih ploča potrebna su radijalno raspoređena rebra.
~10'1 8 Izrada podnožne proče za stub od HE-profila sa tankom pločom i rebrima. Rebra se stavljaju na flanše i na rebro profila. Ova izrada podnožne ploče je doduše lakša nego ona na crtežu 6, ali ima veću konstrukcijsku visinu i skuplja je. 214
9 Teža stopa sanduČastog stuba sa tankom podnožnom pločom. Rebra prenose svoje sile u zidove stuba.
&
10 Za prenošenje horizontalnih sila na temelje često je dovoljna sila trenja koja nastaje usled opterećenja stuba.. Kod većih horizontalnih sila i manjih opterećenja ili negativnih oslonačkih sila (npr., usled vetra) treba da se ispod podnožne ploče izvedu dopunski delovi radi moždaničkog dejstva, koji se uglave u· odgovarajuĆe otvore. Ov.. de postoje: ' 10.1 navareni čelični kvaderi ili 10.2 navareni delovi profila.
Usidrenje stubova u temelj
Pendel stubovi koji ne prenose momente savijanja u temelj učvršćuju se lakim sidrenim zavrtnjevima kako bi se učvrstili za vreme montaže. Ako stubovi po planu prenose momente savijanja ili sile zatezanja u temelje, te sile treba da se statički analiziraju. U temeljima treba da se predvide otvori za zavrtnjeve uSidrenja. Veće sile prenose se
usidrenjima čije Rostavljanje, naročito kod teških usidrenja, fraži veliku tačnost. Ako zavtnjevi za usidrenje treba da budu ubetonirani u temelj pre postavljanja stubova, sidra moraju da seza vreme betoniranja drže šablonima i podese, jer tolerancija izmedu zavrtnjeva i otvora. ploča stopa retko iznose više od 1-2mm.
2 učvršćenje stubova kod montaže pomoću moždanika u izbušenim otvorima za usidrenje.
1 Privremeno
4
4 Stubovi sa malim oslonačkim silama, ali velikim momentima savijanja, upuštaju se bez stopa u odgovarajuće otvore temelja (temelji sa "tulcem"). Za montažu na stub navarese traverze kojima se stub može osloniti, podesiti i usidriti. Posle zalivanja otvora se sidreni an keri spale, a traveze odstrane.
2 Preuzimanje manjih sila zatezanja pomoću ubetoniranih ugaonika kao poluga za usidrenje. Otvor mora da bude toliko dubok da se može ubaciti kuka ispod poluga za usidrenje.
Zaštita podnožne stope od korozije pažnju zaslužuje smeštaj stubova koji stoje napolju na tlu. Održavanje podnožne stope je najjednostavnije, ako čitava stopa stuba sa podnožnom stopom iznad tla ostaje dostupna. Ako se vertikala stuba mora ubetonirati, tada treba da se spreči da voda koja se sliva niz vertikalu stuba ne može prodreti izmedu stuba i betona, jer uprkos dobrih antikorozionih. premaza, poznato je da su ta mesta izložena koroziji. Obavezno je efikasno zaptivanje izmedu stuba i tla, npr., trajno elastič nim kitom.
3 Prenošenje većih sila sidrenja pomoću zavrtnjeva sa glavom u vidu čekića koji se oslanjaju na polugu za sidrenje (najčešće parovi i U-profila). Navareni podupirači ispod poluga za sidrenje sprečavaju obrtanje ovih zvrtnjeva. Za nameštanje i za kontrolu ispravnih položaja služe prstenovi navareni na gornjem kraju.
Naročitu
:; Ako se ispod podne obloge nalazi zaptivka, tada se preporučuje da se oko stuba stavi čelična rrianžetna, da se ona dobro zavari i da se zaptivanje na stubu izvuče gore sve do ispod manžetne. 215
Stubovi usuterenu Suteren kao betonska kosntrukcija .. Temelji, spoljašnji zidovi i pod suterenskih spratova grade se od betona. Ćini se da je tada logično da se i stubovi suterenskog sprata i tavanica iznad njega izgrade u masivnoj gradnji, betonom ugrađenim na licu mesta, a da se sa čeličnom konstrukcijom počne tek u prizemlju. 2 No ovde se treba podsetiti da su podnožne ploče stubova uključujući zalivene spojnice- i glave zavrtnjeva visoke oko 100 do 140 mm. Kada čelični stubovi stoje na tavanici suterena, zahteva se za prekrivanje podnožnih ploča pod debljine 130 do 190 mm. 3 Podnožne ploče stubova ne stavljaju se u tavanicu, jer su na njima šipke armature betonskih građa koje se ovde ukrštaju.
/
" "
/
U
D
Suteren kao čelična konstrukcija 4 Opredelenje za noseću konstrukciju zgrade je UV 3k jedan odlučujući korak. Jer ako jedna takol debela podna konstrukcija nije poželjna na/podu prizemlja~ tada se preporučuje da selČ'l3lični stubovi sprovedu sve do temelja i da se i tavanica iznad suterena izvede u Čeliku kao međuspratna konstrukcija. Sa ovakvom odlukom mogu se iskoristiti sve prednosti prefabrikacije, brza montaža i skraćenje vremena građenja takođe i za tavanicu iznad suterena. 4
Čelični stubovi i betonska tavanica 5 -Ako tavanica iznad suterena treba da se izvede za ukrućenje spoljašnjih zidova protiv pritiska zemlje, mora ona često da prenese značajne sile, a to traži debelu betonsku tavanicu izbetoniranu na licu mesta. 6 Ova tavanica se na čelični stub, koji s~oji na podu suterenskog sprata, oslanja u navarenim "papučama". Kako, u suprotnosti sa pretežno zglobnim vezama čeličnog nosača, veza betonske ploče prenosi na čelični stub sile savijanja, moraju one da se kod dimenzionisanja če ličnog stuba uzmu u obzir, ili se putem elastičnog međuležaja treba pobrinuti za to da betonska greda kod malih uglova obrtanja ne predaje momente čeličnom stubu.
-
U
Stub na spoljašnjem zidu 7 Spoljašnji stubovi čeličnog skeleta se u suterenu vode unutar obimnih zidova kroz pod do temelja, ili 8 se postavljaju na zidove suterena. Kod velikih oslonačkih sila i uskih zidnih serklaža podnožne ploče stubova su izduženi pravougaonici sa trougaonim ukrućenjima. Zidovi suterena imaju odgovarajuće niše. 216
-.
LJ
5
7
6
Veza
nosača
Zbog prenošenja oslonačkih sila moraju se nosači čvrsto vezati na stubove. Veza stuba je kod čeličnih konstrukcija e posle montaže odmah sposobna za nošenje. e Može se i naknadno izvesti i e izvodljiva jednostavnim sredstvima, često bez skele.
Vezivanje jednopoljnih nosača Ako samo poprečne sile nosača treba da se na stub prenesu kao normalne sile, a momenti savijanja se ne prenose, onda se nosač vezuje samo sa rebrom. Ova veza se smatra zglobnom, iako je potpuno izvedena zavrtnjevima, zbog toga što su veze zavrtnjevima malo popustljive. Zbog ekscentriciteta veza nastupaju u stubu mali mometi savijanja.
/1
Vezivanje kontinualnih nosača I veze kontinualnih nosača se mogu smatrati kao kvazizglobne e kada je moment inercije stuba u odnosu na moment inercije grede mali, e ili kada veza flanše nosača sa stubom ne prenosi sile. Inače, veza treba da se računa kao ugao okvira.
/'
/ 01 01 ~
/'
I Vezali jednopoljnog
nosalIčaII
1 Jednostavna veza pomoću spojnih limova koji su navareni na stub. Veza jednosečnim zavrtnjevima. Da bi nosači ležali u sistem noj osi, spojni limovi se pomeraju iz ose za polovinu debljine rebra.
2 jednaka veza kao i 1 za zid stuba.
sandučastog
3 Veza nosača za spregnuti stub. Spojni lim kao pod 1 je širi i strči napolje iz betonskog omotača.
5
4 Veza stuba pomoću dva ugaonika, veze zavrtnjevima bez zavarivanja.
ti Veza sa ugaonikom-podupiračem pomoću zavrtnjeva, u vezi sa ugaonim spojnicama.
'1 Veza za cevasti stUb. Kod cevastih stubova sa debelim zidovima dovoljno je da se navare vezne ploče za koje se vezuje rebro. Kod tankozidnih cevastih stubova cev se preseče i umeće pločica. Jednosečni nasta: vak, ili, kako je ovde prikazano, dvosečm nastavak sa podvezicama, isto izvođenje kao i kod šupljih pravougaonih profila.
8 Šest veza za stub kod trougaonog rastera pomoću navarenih pločica.
6
(; Veza pomoću navarene ča i ploče pri glavi.
pločice
podupira..,.
9 Ležište: Jasno definisano oslanjanje nosećeg roštilja sa tačkastim pokretnim .ležištem na stubu krstastog poprečnog preseka. -- Nova nacionalna galerija Berlin. Arhitekta: Mis van der Roe.
211
2
Veza kontinualnih
noaača
1 Sile zatezanja od savijanja u gornjoj flanši nosača prenosi preko stuba zategnuta podvezica,koja je ujedno ploča glave donjeg, ili podnožna ploča. gornjeg. kraja stuba. Sile pritiska donje flanše prenose umetak na kontakt· preko ukrućenja uvarenih u stubu. Stub prima momente savijanja.
4 Prenošenje sila pojaseva pomoću ugaoniučvršćenih zavrtnjevima, prenošenje poprečnih sila pomoću navarenih podvezica. Ugaonici imaju određenu popustljivost, sto-
ka
ga alternativno u gornjem pojasu navarena, horizontalna podvezica. Kod prenošenja momenta savijanja rebrom stuba,· stub neznatno preuzima naprezanje savijanjem.
'1 Kao u crtež'u 6 prenose se sile pojaseva dva ukrštena nosača pomoću čvornih limova koji su sa njihovim pojasevima tupo zavareni, i koji idu oko stuba. Poprečne sile preuzimaju dole navarene pločice-podupirači. Sam stub ostaje slobodan od momenata.
218
2 Kao crtež 1 za cevasti stub. Prenošenje sile pritiska donje flanše nosača zahteva da se cev proreže i da se umetne ploča za prenošenje pritiska.
3 Prenošenje momenta savijanja nosača sprovodi se pomoću čeonih ploča navarenih na nosač. Ploče su sa stubom vezane visokovrednim zavrtnjevima. Zbog toga dva reda zavrtnjeva s obe strane zategnute flanše. Prenošenje sila pritisaka donje flanše putem kontakta.
5 Poprečne sile nosača se prenose podvezicama koje se navaruju na stub koji prolazi skroz. Sile pojaseva nosača prenose se pomoću nasatično postavljenih podvezi,ca navarenih dvostrukim varovima (zavarivanje na gradilištu) pored stuba do drugog nosača.
«; Veza
8 Pun kvadratni čelični stub sa navarenim konzolama od l PE-profila nosi kontinualan par podvlaka sa između obešenim tavanič nim nosačima. Između podvlaka postoji prostor za instalacijske šahtove. - Građevinski sistem Ofenbah, čelična konstrukcija Lavis.
9
poprečnih sila nosača pomoću horizontalnih podvezica zavarenih za stub. Prenošenje pojasnih sila horizontalnim limovima vezanim zavrtnjevima za nosače. Treba ispitati da li to smeta vertikalnim cevovodima. Stub nije napregnut momentima savijanja.
Nosač prelazi preko stuba. Stub ma pločastu glavu za fiksiranje nosača. Kada treba da se prenesu velike oslonačke sile, nosač dobija ukrućenje preko flanši st~ba.
Dužina stubnih komada ograničena je u opštem slučaju zbog transportnih mogućnosti na 15-20 m. Teži stubovi se često zbog nosivosti transportnih uređaja isporučuju u manjim dužinama. . Udopremljenim stubnim komadima zbog promene poprečnog preseka ili iz nekih drugih razloga mogu da budu potrebni radionički nastavci.
Veza između dva stuba naziva se nastavak stuba.. Zbog pojednostavnjenja montaže stubovi se na gradilištu isporučuju u što je moguć no većim dužinama ("stubni koma~i"). Mesto na kome se oni nameštaju jedan iznad drugog naziva se montažni nastavak.
,
,
/I
Kod nastavaka moraju stubovi da se brižljivo odrežu ravnim rezom, upravnim na osu štapa. Kod većih opterećenja čeone površine stuba se frezuju. Na mestu nastavka treba da se prema važećim propisima jedan deo opterećenja prenese kontaktom. Ostatak se priključuje zavarivanjem ili zavrlnjevima. Sile zatezanja .koje flastaju od naprezanja savijanjem moraju se u potpunosti prihvatiti spojevima. .
./
i;?
o o o o o o o o o o O o O o O
e e e
I
Tup nastavak 1 Zavaren "tup" nastavak primenjuje se kod nastavljanja istih profila, kao i kod promene profila kada delovi koji treba da se spoje stoje jedan iznad drugog. Taj nastavak je tipičan radion ički nastavak. Ako se on primenjuje kao montažni nastavak, tada su za privremeno učvršćivanje sve do izvođenja varova potrebne pomoćne podvezice, podupirači i dr. 2' Kod tupog nastaVka prenose se sile podvezicama koje su pričvršćene zavrtnjevima.
Veza
o o o o o o O O O
O
c>
O
~
2
Nastavak pomoću ploče na glavi stuba 3 Najčešće se kad montažni nastavak primenjuje nastavak pomoću ploče na glavi stuba. Ploča na glavi stuba i podnožna ploča moraju tačno prianjati jedna na drugu .. Kako se ove ploče kod zavarivanja razvlače, potrebno je posle zavarivanja ponOVljeno struganje dodirnih površina. Kao radionički nastavak, kod značajnijih razlika poprečnih preseka između oba dela stuba zavaruj e se između njih jedna debela ploča.
-4 Ka9a kroz nastavak stuba prolazi podvlaka, dobijaju stubovi, slično kao i kod nastavka 3, na glavi i u podnožju navarene ploče. U podvlaci se navare ukrućenja tako da se sile svakog dela poprečnog preseka stuba dalje prenose kroz podvlaku. Ukrućenja moraju gore i dole tačno nalegati, pa stoga treba da se, zbog tolerancija pri valjanju, valjani profili pojedinačno upasuju.
ploča
Za vezu ravnih tavanica bez nosača na če lične~tubove uobičajeno je da se u ploču ubetoniraju okviri U-profila. Čelična pečurka, način građenja
GajIinger (Geilinger), patentirano 5 Kod ovog načina građenja u-čelični okviri preko jakih pljoštih čelika zavare se za stub. Mogućne su dve vrste izvođenja: e Gornja armatura ravne tavanice prolazi skroz iznad glave stuba i glava prenosi samo poprečne sile iz tavanice na stub. e Ravna ploča je oslonjena na U-profile, dakle, ploča je kod glave stuba neprekinuta, glava stuba prenosi dalje sile od savijanja ploče. Okvir može, radi provođenja vodova, da ostane otvoren.
Postupak "Lifislab" (Hochtief) postupak dizanja ploča «; Tavanična ploča koja se izrađuje na zemlji i koja se posle stvrdnjavanja diže, oslanja se na stubovima pomoću koso postavljenih podupirača (v. str. 208 i str. 381).
219
Protivpožarna zaštita pomoću oDI4oga I zaštitnih SIOIeva Stubovi se protiv požara zaštićuju pomoću • obloge i zaštitnih premaza ili • hlađenja vodom. Ostalo o protivpožarnoj zaštiti str. 361 i dalje.
Oblogom se povećavaju dimenzije stuba najmanje za 5-8 cm. Oblaganje je pravougaono ili kružno, no može da sledi i obim 1-profila tako da se noseći čelični skelet može da nasluti.
Protivpožarna zaitlta unutrainJih stubova
Unutrašnji stubovi su kod požara sa svih strana izloženi vatri. Kod zgrada sa 2 i više spratova oni traže pogod nu zaštitu, u 01'štem slučaju, oblaganje. Radi-zaštite od oštećenja i iz estetskih razloga najčešće se predviđa obloga premazom ili !imom.
3
Bez požarne zaštite 1 Kod prizemnih zgrada stubovima ne treba nikakav zaštitni sloj niti obloga. To u mnogim slučajevima važi i za li>0tkrovlje višespratnih zgrada kao i za dvospratne zgrade. Kod otvorenih garažnih zgrada ostaje noseća konstrukcija nezaštićena do odredene visine (oko 6 spratova za parkiranje) i do određene veličine.
Zaštitni sloj Izolacioni slojevi F 30 omogućuju kod normalne temperature da čelični profil bude kao arhitektonski element vidljiv, a tek u slučaju požara razvijaju zaštitnu penu. Ostalo, vidi str. 367.
4
4 Ploče od vermikulit cementa (d = 25 mm za U/F ~ 110), azbest-silikata, fiber-silikata, kalcijum-silikata i azbest-kalcijum-silikata imaju visoku čvrstoću i lake su za obrađiva nje pomoću alata za obradu drveta. Učvršći vanje i nastavak eksenma, sponama ili zavrtnjevima. Potreban je antikorozioni osnovni premaz. Površine su glatke, ravne i spremne za dalju obradu premazima ili metalnim oblogama, često primenjivan način oblaganja kod stubova.
220
Oblaganje malterisanjem 2 Prskanje (malterisanje) vermakulitom (d=30 mm), perlitom (d=30 mm), mineralnim vlaknima (d=40 mm), samim ili vezanim sa neorganskim veznim sredstvima, često se primenjuje za oblaganje stubova. Grubo isprskana površina može samo u sporednim prostorijama ostati neobrađena. Inače, stavIja se tvrdi prskani materijal ili metalna obloga (istovremeno i kao mehanička zaštita). Azbestni premazi se zbog opasnosti za zdravlje više ne primenjuju. Pogodni materijali za prskanje, ponekad sa dodacima za bolje prianjanje, prianjaju direktno na površinu čelika. Neki proizvodi poseduju dovoljno antikoroziono dejstvo i mogu da se neposredno nanesu na peskiranu površinu čelika.
Oblaganje pločama 3 Vermikulit ploče (d = 25 mm za U/F ~ 110) lepe se na peskiranu površinu čelika neorganskim veznim sredstvom, bez posebne antikorozione zaštite. Između flanši otvorenitt profila moraju se na nastavcima nale piti rebra od debelih ploča. Spojnice sezalepe. Oblaganje ili premazivanje se, nezavisno od sigurnosti prema mehaničkom oštećenju, preporučuju iz optičkih razloga.
5
Obmotavanje tkaninama 5 Tkanina od mineralnih vlakana (d = 30 mm) se može lako postaviti oko cevastih stubova i šupljih pravougaonih profila. Kod stubova građenih od profila mora se tkanina pogodnim ulošcima pritisnuti između flanši. Neophodno je oblaganje metalnim Jimom.
Obmotavanje oblikovanim delovima (; Prefabrikovani oblikovani delovi od gipsa, azbest-kalcijum-silikata, gips-perlita ili betona (d=25 mm za U/F~110) sa zalivenim ili premazanim spojnicama, isporučivani takođe u komadima visina sprata. . Pravougaoni ili okrugli oblikovani delovi imaju prednost što su oni nezavisni od. popreč nog preseka stuba tako da se u Čitavoj zgradi mogu postaviti jednake obloge, nesmetano od veličine stUba koji se unutra nalazi. Mogućni su i oblikovani delovi koji de oblik profila.
I8
7 Nenoseća betonska obloga 1 Ubetoniravanjem čeličnih stubova dobija se obloga otporna prema nevremenu i udaru. Uzengije ili žičane mreže osiguravaju držanje betona. Za F 90 mora betonski pokrivač kod sandučaste obloge da ima debljinu od 40 mm.
8 Kod obloge koja prati oblik profila potrebna je debljina od 50 mm. Beton se može u stojećim oplatama sipati pre ili posle montaže stuba, ili pre montaže u ležećim oplatama.
9
9 Kod pravougaonog izbetoniranja profiInih stubova preporučuje se zbog uštede težine ulaganje lakih materijala poput bims betona. Betonski pokrivač 40 mm.
d~~=*==""YI~
Ue
Spregnuti stubovi 10 Kod spregnutih stubova sa predviđe nom spregom između čeličnog profila i armiranog betona (v. str. 213, sl. 1 + 2) ne povišava se samo nosivost već trajanje otpornosti prema vatri, npr, F 90, kada minimalni pokrivači iznose: za čelični profil Oa = 50 mm za sarađujuću podužnu armaturu Oe = 35 mm
Protivpožarna zaštita spoljašnjih stubova
Stubovi koji se nalaze ispr~d spoljašnjeg zida određuju arhitektonsku sliku zgrade. Iz oblikovanih, ali i iz tehničkih razloga kao i zbog ušteda na ceni koštanja često je poželjno da noseći spoljašnji stubovi budu neobloženi. To može u mnogim slučajevima
12
11
10
11 Spregnuti stubovi sa izbetoniranim komorama. Armirani beton komore sarađuje (v. str. 213, sl. 3) i u slučaju požara štiti jako rebro specijalnog profila od brzog zag re javanja. Flanše ostaju nezaštićene; uprkos tome može se planiranim iskorišćenjem nosivosti postići F 90 ili F 120.
biti opasno u odnosu na protivpožarnu zaštitu, jer se spoljašnji stubovi u visini požarnog prostora u suštini izlažu jednostranom plamenu i zračenju toplote. Zavisno od rasporeda i odstojanja od zgrade može stub takođe visokim plamenom i požarnim gasovima biti zagrejan i sa svih strana, no po pravilu manje nego kod unutrašnjih stubova.
15
Neobloženi stubovi 14 Ako stubovi stoje~ dosta daleko od fasade, i ako su prozori sa obe strane dosta udaljeni od stubova, tako da oni ne mogu biti obuhvaćeni plamenom, ne postoji tehnička potreba za oblaganjem stubova.
15 Dovoljno jaka zaštita od požara od pogodnog vatrostalnog materijala ili odgovarajućih zidnih elemenata može sprečiti da plamen koji izlazi.iz prozora ne zagreje stubove na nedozvoljen način. Efikasnost ovih mera mora se svakako dokazati u svakom pojedinačnom slučaju.
12 Betoniranjem okruglih ili pravougaonih šupljih profila može se poboljšati ponašanje pri požaru. Još viša protivpožarna otpornost može se postići kombinacijom nekih drugih mera, npr, primenom izolacionih slojeva.
13
13 U vezi sa izradom fasade, stub sa oblogom koji sledi oblik profila, ima vidljivu oblogu od lima.
16
Stub sa vidljivom spoljašnjom flan'šom 16 Stubovi koji stoje u zidu, zaštićeni iznutra od požara na način kao i unutrašnji stubovi, a samo spolja ispred fasade imaju vidljiVu flanšu, malo su ugroženi požarom, ako se prozori ne nalaze uz stubove. 221
Zaitlta od požara vodenim
Sistemi za dovođenje vode Suvi sistemi koji se kod požara automatski pune, a posle požara se opet isprazne. Time se izbegava opasnost od korozije i zamrzavanja. Vreme punjenja mora biti kraće nego što je vreme zagrevanja čeličnog profila. Postoji opasnost neefikasnosti kod otkazi. vanja mehanizma za punjenje. e Stalno napunjeni sistemi zahtevaju zalihu vode za propisano trajanje opasnosti Qd vatre kao i svrsishodno dopunjavanje vodom iz mreže. e Sistemi koji osim neposredne zaštite od požara stalnim punjenjem vodom dovode i vodu za uređaj za prskanje (izvedeno kod jednog skladišta nameštajem u Svajcarskoj). e Sistemi koji jednovremeno služe za grejanje i za hlađenje zgrade (administrativna zgrada firme Gartner, Gundelfingen).
hlađenjem Način' delovanja Dok obloga sprečava prolaz toplote do če ličnog profila, vodeno hlađenje šupljeg če ličnog profila preuzima od čelika toplotu i tako sprečava prekomerno zagrejavanje. To se može dogoditi na sledeći način: ' e Preuzimanje toplote u ustaljenom punjenju vodom (princip vodom napunjenog lonca za kuvanje na štednjaku) daje samo·kratkotrajnu zaštitu, dok voda ne ispari. e Odvođenje toplote strujanjem toplote (princip motora sa vodenim hlađenjem). e Iskorišćenje latentne toplote vode isparavanjem. Dovođenje vode Kod poslednja dva postupka deluje zaštita od požara sve dotle dok se dovodi sveža voda. Pretpostavlja se da se protok vode sprovodi e automatski pomoću težine tople vode koja se diže ili pare e pomoću pumpi, tako da se ne stvaraju džepovi s parom u kojima bi temperatura mogla nekontrolisano rasti. Pokretanje vode pumpama traži stalno nadgledanje, jer je sistem u slučaju otkazivanja t:?ez dejstva. Stoga se hlađenje vodom do sada pretežno primenjuje na: e vertikalne delove građevine, dakle stubove, i e kose, strme građevinske elemente, npr, vertikalne spregove ili stepenišne obraze, gde se može ostvariti tok tople vode ili pare. Vodeno hlađenje je problematično e kod .horizontalnih elemenata građevina, dakle, kod nosača, jer se kod njih može jednosmerno tečenje izazvati samo pumpama ili vezom sa vertikalnim elementima građevine.
Zaštita čelične konstrukcije e Opasnost od korozije ne postoji kod suvih sistema, a kod stalno napunjenih siste.. ma je mala. Mali dodatak KN02 utiče na sprečavanje korozije. e Ako vodom napunjeni elementi čelične konstrukcije stoje ispred klimatske ljuske građevine tada je za područje s opasnošću od zamrzavanja potreban dodatak punjenja vodom pomoću sredstva protiv zamrzavanja, npr. K2C03 • Kod zgrade jednog instituta u Disldorfu je kod osmatrane temperature smrzavanja od -2SoC temperatura zamrzavanja tečnosti o podešena na -30 C, sa sledećim odnosom težina H20 : K2C03 : KN02 = 100 : 60 : 1 Zaštitno sredstvo protiv smrzavanja ima udeo od 32 težinska dela. Tečnost ima gus3 tinu 1,36 g/cm •
Proračun sistema e Količina zalihe u rezervoaru treba da izdrži traženo vreme otpornosti protiv vatre. Iz specifičnog isparenja vode dobijf se da je potrebna količina vode 160 kg/m hlađe ne površine čelika. Kao površina koja treba da se hladi treba da se· izabere' razumni deo cele površine prema površini koja treba da e se štiti. Kod velike vatre, kada je cela zgrada u plamenu, mora se uzimati dodatna voda. Dodatnu vodu treba u svakom slučaju da se automatski' obezbedi, kako bi ~e sprečilO nedozvoljeno povišenje koncentracije sredstva za zaštitu od smrzavanja. e Pritisak vode može kod veoma visokih zgrada postati previsok. Zbog toga se visoke kuće dele u više zona pritisaka. 3 Zgrada US-Steel u Pitsburgu je za visinu od 256 m podeljena u 4 zone. Uređaji e Poprečni preseci cevi treba da se dimen1 Svi sistemi zahtevaju sledeća uređaje: a po jedna gornja i donja cevna mreža za zionišu prema proračunatom protoku vode i vezivanje stih stopa i glava stubova sistema pare, kao i prema očekivanoj brzini vode i pare. b visoko smešten rezervoar c vodovi za dovod od rezervoara do stopa stubova d ispusti za paru u tačkama na vrhu e dopunjavanje vodom iz mreže Literatura: Uputstvo 467 Savetovališta za f pražnjenje u najnižoj tački. primenu čelika.
14
:2
17
Uređaj
kod zgrade sa spoljašnjim stubovima hlađenih vodom 1. direktan dovod vode od vodomera
2
priključni
3
priključni
vatrogasni ventili za uzimanje vode vatrogasni ventili za dovođenje vode u kružni tok
4 oticanje 5 tehnička prostorija 6 kontrolni manometar gradskog snabdevanja vodom 7 :zasun za punjenje
8 povratni ventil 9 dovod vode 10 povratni tok 11 kontrolna slavina pokretnog toka vode 12 sigurnosni ventil 13 :zasun:za pražnjenje 14 mreža:za snabdevanje zgrade vodom 15 ventil :za zatvaranje 16 poklopac otvora:za kontrolu 17 ventilacija 18 minimalni nivo vođe 19 rezervoar vode
222
10
,,-,_
~~ ....
4
3
Osnove Opterećenje
223 224 225 228 230
Vetar Zemljotres Sistemi za ukrućivanje Raspored vertikalnog ukrućenja Horizontalne konstrukcije za ukrućenje 230 Horizontalni rešetkasti spregovi 231 Okviri Oblik i raspored Primeri izvođenja Formiranje uglova okvira Fasadni okviri Rešetke Osnove Formiranje rešetki Zgrade sa vertikalnim rešetkama Ukrućenje visokih zgrada vertikalnim rešetkama
232 233
234 236 237 238 239 241
Krutost ske.etne kosntrukclje
Suprotno masivnoj konstrukciji kod koje horizontalne sile preuzimaju noseći zidovi, kod skeletne konstrukcije potrebna su posebna razmatranja. Zavisno od krutosti skeleta i načina građenja, kao kruta okvirna konstrukcija za prenošenje horizontalnih sila usvajaju se ili elementi skeleta, ili se traže platna za ukrućenje. Platna mogu da budu rešetke od štapova ili masivna zidna platna. Betonski skelet betoniran na licu mesta Štap ovi i veze skeletne konstrukcije od betona betoniranog na licu mesta su krute, tako da je na licu mesta betoniran betonski skelet krut, prostorni okvirni sklop. Zglobno formiranje veza zahteva posebne mere. Skelet od montažnih betonskih.delova Prefabrikovani izrađeni betonski štapovi su kruti, ali veze su im zglobne. Krute veze zahtevaju posebne mere. Platna služe za ukrućivanje skeleta.
Oblikovanje rešetki Spoljašnje rešetke
242 244
Zidna platna 246 Osnove, oblici koji se izvode 247 Prefabrikovana betonska platna Betonski zidovi betonirani na licu 248 mesta 248 DuktiIne betonske ploče 249 Visoka zgrada u trusnoj oblasti Jezgra Osnove Primeri dispozicija Zgrade sa centralnim jezgrom Zgrade sa bočnim jezgrom Zgrade sa više jezgara Vezivanje nosećih čeličnih tavanica na betonske zidove Cevi Visoka zgrada kao kruta cev
250 251 252
253 254 255 256
Čelični skelet Nasuprot čeličnim fleksiono krutim štapovima čelični stubovi su često prema sa.vijanju tako meki da ništa ne doprinose ukrućenju zgrade. Veze· zavrtnjevima prenose normalne sile, ali često ne i savijanje, zbog čega se mogu smatrati kao zglobne veze. željeno okvirno dejstvo zahteva krute čelične stubove i prečke i krute veze. No to zahteva veće čelične poprečne preseke nego što se traži za preuzimanje vertikalnih opterećenja. Čelični skelet se stoga najčešće ne ukruću je okvirnim dejstvom već nekim drugim merama. Naprezanja Noseće konstrukcije koje ukrućuju zgradu
služe tome da preuzmu sve horizontalne sile koje deluju na zgradu ili koje u njoj nastaju usled napr.ezanja, da ih prenesu u zemlju, i da spreče prekomerne defomaCije i vibracije pripadaju e vetar e zemljotres e temperaturne promene e zemljani pritisak e vibrirajuće mase (zvona, maŠine) e ležišni pritisak mostovskih nosećih konstrukCija.
2
223
Vetar
Ponašanje pri vibracijama ulogu za sigurnost zgrade ili njenih delova kao i za udobnost njenih· korisnika može igrati dinamičko dejstvo vetra. To važi pre svega za visoke zgrade. U Saveznoj Republici Nemačkoj ne mora se, u opštem, prema DIN 1055 deo 4 (1977) dinamičko dejstvo vetra uzeti u obzir kod st~tičkog proračuna, ako je visina zgrade h ~ 113b 1 , gde je b 1 širina ukrućujuće konstrukcije (vidi sl. 4). U listu norme DIN je dat postupak po kome se može proceniti osetljivost prema vibracijama, u zavisnosti od visine zgrade, svojstvene frekvencije iprigušenja. Kod visokih zgrada mora se istražiti ponašanje kod vibracija. Važno je da ubrzanje nastalo usled vibracija od vetra bude ispod 0,2 m/s2 , da ga ljudi ne bi osetili kao neprijatno. Prigušenje od elemenata zgrade koji ne pripadaju horizontalnim ukrućenjima može se uzeti u obzir. Sopstvena frekvencija zgrade treba da bude T1 ~ 0,1 . n, gde je n broj spratova zgrade iznad tla. 2 Odnosi između trajanja sopstvenih vibracija zgrade, amplitude Od i maksimalnog ubrzanja c u % ubrzanja Zemljine teže 2 g = 9,81 mis.
r -'- - -"+-~- +"'- -'-t l 1
Značajnu
Opterećenje vetrom Horizontalna sila koju stvara opterećenje vetrom zavisi od • brzine vetra • visine zgrade • aerodinamičkog oblika zgrade • površinske obrade (rapavosti) spoljašnje površine zgrade. Postqjeće brzine vetra su regionalno različi te, a zavise takođe i od topografije okoline. Brzina vetra obavezna za račun je stoga različito regulisana u pojedinim zemljama. Ona u Saveznoj Republici Nemačkoj na visini od 10 m iznosi 30 mis, i raste sa visinom zgrade. Nastaju pritiskujuće i sišuće sile. Opterećenje
od vetra Horizontalne i vertikalne noseće konstrukcije za ukrućenje -zgrade treba da se dimenzionišu za definisana opterećenja od vetra kako sledi. Kod konstrukcije i dimenzionisanja spoljašnjeg zida i krova treba da se uzme u obzir da najjača opterećenja usled vetra nastupaju u uglovima zgrade i ivicama krova. U sJedeće m se daju vrednosti za optereće nje od vetra na zgradu i površine prema propisima koji sada važe u Saveznoj Republici Nemačkoj, jer su intern-acionale norme za opterećenje vetrom i njihovo uzimanje u obzir još u fazi obrade.
h
h
+-
M
-+
5
Tablica: Opterećenje W i moment od vetrom M za 1 m širine zgrade (sl. 5)
opterećenja
h m 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100
> 100
M kN-m 1,2 1,4
W kN 1,4 4=1,2
q
kN/m 2 0,5 >---
0,8
-
1,1
2,4 3,6 4,8 6,7 8,6 10,6 13,0 14,4 15,1 22,9 29,5 42,7 55,9 69,1 83,3 95,5 108,7 121,9
2,8 4,2 5,6 7,8 10,1 12,3 15,1 16,8 19,0 26,7 34,4 49,8 65,2 80,6 96,0 111,4 126,8 142,2
4,8 10,8 19,2 36,5 57,6 82,6 111,4 144,0 180,5 329,0 510,5 972,5 1566 2292 3150 4140 5262 6516
5,6 12,6 22,4 42,6 67,2 96,3 129,9 168,0 210,6 383,8 595,6 1135 1820 2674 3675 4830 61:9 7602
1,3
Opterećenje vetrom na zgradu Građevine se po pravilu ispituju prema
opterećenju vetrom u pravcima gl'a/Vnih osa sa odgovarajućom maksimalnom vrednošću. Pravac vetra se pri tome može usvojiti da je horizontalan. Silavetra koja deluje na zgradu je W
= ct· q . A
~.
kN
oblast
A B
ubrzanje u %odg
granice podnošljivosti
primećuje SEI
e
::5 0,5 0,5-1,5 1,5-5
D
5-15
jako
E
> 15
nepodnošlj ivo
ne
primećuje
se
smeta smet~
DL
6
fh1
Tablica 2: Pritisak vetra na zidova i [la krovove koji se spuštaju površine sa 80° a ~ 90° (sl. 6) W = cp "q u kN/mZ
<
u visini
h
1 Napadna površina sile vetra je kod pravougaone građevine A == b . h. Sila pritiska q ima normalno vrednosti prema Tabl. 1. Koeficijent opterećenja ct iznosi prema DIN 1055, deo 45 (1977) za prizmatičnu građevinu zatvorenu sa svih strana sa pravougaonom osnovom ct = 1,2 sa nepravougaonom osnovom ct = 1,4 DIN 1055 sadrži koeficijente opterećenja za drugačije oblike građevina. Posebni topografski odnosi zahtevaju više koeficijente opterećenja Ct; Vrednosti iz Tabl. 1 ne važe za građevine koje su izložene vibracijama ili se nalaze utrusnim oblastima.
q
m kN/m 2
cp
o
8
10
12
14 1\ sec_
2
0-8 8-20 W 20-100 > 100
0,5 0,8 1,1 1,3
smer vatra
sisanje
pritisak
Wj
W2
W3
W4
W5
0,8
2,5
1,5
0,8
0,5
0,4 0,64 0,88 1,04
1,25 2,0 2,75 3,25
0,75 1,2 1,65 1,95
0,4 0,64 0,88 1,04
0,25 0,4 0,55 0,65
penjući
spuštajući
Deformacija usled vetra 3 Ukupan ugib zgrade na njenom vrhu sastoji se od ugiba usled statičkog pritiska vetra gs i dinamičkog ugiba Od:
o
O == Os ± Od (vidi i Odeljak o deformacijama, str. 180).
1 Oznake
"penjući"
na smer vetra.
i "padajući" odnose se
Tablica 3: Pritisak vetra na krovove (sl. 8): " Ravni krovovi sa ati kom "nagnute penjuće krovne površine za
Pritisak vetra na površine Usled aerodinamičkih razlika nastupaju na spoljnoj površini zgrade pritisak isisanje. Za istraživanje nosivosti krovnih i fasadnih površina pritisak vetra na jedinicu površine građevna određuje se kako sledi:
a~25đ
" nagnute
Stabilnost zgrada mora da ima, uzimajući u obzir ostala horizontalna opterećenja, 1,5 x struku sigurnost prema preturanju ili klizanju.
krovne povrŠine za
Kod ravnih krovova bez atike može se raču nati sa tačnijim vrednsotima prema DIN 1055, deo 5, str. 24.
w = cp· q Koeficijent pritiska cp zavisi od oblika građe vine i od smera strujanja. Pritisak vetra za noseć e elemente, kojima je napadna površina manja od 15% ukupne površine. za koju važi taj koeficijent, mora se povisiti za 1/4. Tablice 2 i 4 sadrže tekuće vrednosti za zidove i krovove zgrada prizmatičnog oblika zatvorenih sa svih strana, pri čemu se pritisak q uzima iz DIN 1055, deo 4, a koeficijent pritiska cJ> iz DIN 1055, deo 45. Kod obesenih fasada raspored pritisaka bitno zavisi od provetravanja kroz fasadu i iza nje.
padajuće
25°
u visini
h
m
q kN/m 2
Cp
W
0-8 8-20 20-100 >100
0,5 0,8 1,1 1,3
sisanje
Wj
W2
W3
0,6
1,8
3,2
0,3 0,48 0,66 0,78
0,9 1,44 1,98 2,34
1,6 2,56 3,52 4,16
Tablica 4: Pritisak vetra na krovove (sl. 8): lit nagnute penjuće krovne povrŠine
h
sisanje
kN/m 2
m
pritisak
sisanje ili pritisak
W2 26°
I
W3 35°
25°-40°
25°
30°
35°
40°
45°
0,6
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
1,1
1,8
0,3 0,48 0,66 0,78
0,15 0,24 0,33 0,39
0,2 0,32 0,44 0,52
0,25 0,4 0,55 0,65
0,3 0,48 0,66 0,78
0,35 0,56 0,77 0,91
0,4 0,64 0,88 1,04
0,55 0,88 1,21 1,43
0,9 1,44 1,98 2,36
cp
0-8 8-20 20-100 > 100
sisanje
Wj
q
u visinu
0,5 0,8 1,1 1,3
2':
50°
ro cro
iJ (!) t-'
"~ cm
karakteristi ka
"N c:
E 1
2
Opasnost od zemljotresa
Nastanak Zemljotresi mogu da budu izazvani vulkanskim erupcijama ili zarušavanjima šupljih podzemnih prostora. Oni su ipak u većini slučajeva (oko 90% svih registrovanih potresa) tektonskog porekla, pri čemu je uzrok naglo otpuštanje pri relativnom klizanju tektonskih ploča.
3
4
Intenzitet zemljotresa Stepenovanje zemljotresa prema intenzitetu sprovodi se prema MSK-skali (Medvedev, Sponheuer i Kamik) prema lokalnim dejstvima na l}ude, građevine i površinu zemlje. Za dimenzionisanje su na osnovu karIIta intenziteta popisani jaki zemljotresi koji nastupaju izuzetno retko (povratni period za zem~otres;e cca 100 godirna; za katastrofalne zemljotrese cca 1 000 godina), Od&thi se utvrđuju seizmičke zone.
::::'tiI~
:::lill
NNQ
Ecz
tDO-
seizmiČki
primećuju
Čna
samo pojedinalica koja miruju
2
ljudi
3 4
primećuju mnogi, posuđe i prozori zveckaju
5 7
oseća
viseći
sa samo od malo
O
10
predmeti se klate,
5 mnogi ljudi se bude iz 20
sna
6
laka oštećenja na zgradama, fine prsline u malteru
7
prsline u m81teru pukotine u zidovima i dimnjacima
Jačina zemljotresa Jačina zemljotresa data
je prema Rihterovoj skali (otvorenoj prema gore) "magnitudom" na osnovu izmerenih podataka na instrumentima, a opisuje ukupnu energiju zemljotresa bez ulaženja u lokalna dejstva. Uvođenje amplitude se orijentiše prema odabranom standardnom zemljotresu"
registruju samo instrumenti
J::;f~ O 0. ....
ro'-..
~5
.... (!)
85 Ecn
30 40 50 70 100
8
9
velike pukotine u zidovima od opeke delovi zgrade sa ruše
200
na nekim zgradama ruše sa zidovi i krovovi, odroni zemlje
400
rušenje mnogih
1
2 3
300
500 700
građevina,
10 pukotine u tlu širine do 1m .0
11
mnogo u tl' odroni zemlje u brdima
1000
jak. promene nlll povriini
12 zfimlje Uprošćenl MSK-skala delovanja zemljotresa
1 Zonska karta nemačke trusne oblasti u luku Rajne prema DIN 4149
225
Ponašanje zgrada prema dejstvima zemljotresa
Kod
3 Ovde najpre za idealizovanu konstrukciju (npr. kao kruti štap sa koncentrisanim odrede tonovi Pomoću metoda
~~I~~e~~ni~
sini. čuna.
~
4
Individualna analiza Kod može se i kod nih iz njih izvedenih idE!altzovanih (generisanih) računskih zemljotresa sprovesti analiza sigurnosti inkrementalnom dinamički konmetodom, u malim vremenskim raz-
horizontalne vibracje
- 4
vertikalne vibracije
horizontalne vibracije istok-zapad
4
O
.~
°o!:: (ll
!::
O N
"O
2
0.00
1.60
4
8
6
12
10
14
16
18
~
is
+"
~~
(ll
'l-
1,0
oblast 1
oblast :2
period vibracija T
3.20
4.80
6.40
8.00
9.60
11.20
12.80
14.40
vreme
226
II
žarišta jakih
ZF!fTIll(u·n~~:::lI
Konstrukcijski zahtevi noseće
Krute ili deformabilne
smatra se deformabilna udare sa u oblast malih rezonantni h (v. sl. 2, oblast 2). S druge strane ona mora imati dovoljnu čvrstoću i krutost da može bez ošte~enja da .. suprotstavi naprezanjima. Ugrozene su zbiJene, krute zgrade bez plastič nih rezervi za deformacije, kod kojih su horizontalne sile od zemljotresa premašene (v. str. 226, sl. 2, oblast 1). Kosntrukcije treba da u načelu budu protiv ekstremnih zemljotresa tako da se energija usled histerezisnog ponašanja elastoplastičnih oblasti može apsorbovati Simetrične osnove bez rušenja cele građevine. 8 Treba težiti da osnove budu po moguć nosti simetrične, kod kojih se težišta poklapa sa centrom krutosti, kako ne bi nastupila - l jednostrana naprezanja usled ekscentriciter I I I ta i torzije. I I "7t:u'TIli,"\t ..,,,.,,,,,,
4"'11""""11;"",,,
I
Veze
I
l
Plastični
zglobovi treba da se po moguć nosti obrazuju u prečkama, a ne u stubovima. Veze treba da budu uvek tako formirane da vezna sredstva (var, klin, zavrtanj) imaju veću čvrstoću od materijala elemenata konstrukcije koji se spajaju.
, I
I
I
I I
I I I
I I I
I
I I
I I
I
I I
I I
I
I
11
I
I
I
I
I
l'
Ii",
&"\ ...
I
I
I I
i'
10 Dijagram sila-deformacija tipičan za de~ov~ od armira~og betona. Kod ponavljanih Jakih deformaCija nosivost se brzo ""I'1r1,"'li"\ii. i vodi do loma poprečnog ",.,.""1;",,
-JI
l:/;'"
II
~/! //
,1'
!f
1
Ravnomerna krutost po visini Nadalje, treba nastojati da su masa i krutost po visini zgrade raspodeljeni ravnomerno, kako bi se izbegla ekstremna ugroženost pojedinih spratova. Treba da se uzimaju u obzir utieaji pojedinih ugrađenih delova, kao elemenata mase i krutosti, na ponašanje zgrade pri vibracijama, jer oni utiču na veličinu i raspodelu naprezanja.
Duktilnost i histerezisno ponašanje Pri istraživanju nosećih sistema dolazi kod dinamičkih metoda u obzir i sposobnost materijala da se može deformisati ne samo elastično, već i plastično, bez otkazivanja. Ovo svojstvo se naziva duktilnost ili duktiIno ponašanje. DuktiIna deformacija sadrži elastičan i plastičan deo. Faktor duktilnosti je odnos ukupne deformaCije prema njenom elastičnom delu. Kod vibracija zgrade javlja se sada elastoplastična deformacija naizmenično u oblastima zatezanja i pritiska; Dijagram napon-dilatacija dobija histerezisnu petlju. Govori se o histerezisnom ponašanju materijala.
ii· Zbog toga se u Japanu najveći broj zgrada podiže kao čelična skeletna konstrukcija ili kao čelični skeleti armiranobetonska konstrukcija. Ovo poslednje je tipič ni japanski način građenja, kod koga se laki čelični skelet - najpre montira - a onda ubetonira u armiranobetonski skelet. Kod jednog drugog japanskog načina građenja kombinuje se za ukrućenje zgrade duktiIni čelični skelet sa montažnim betonskim pločama, koje se posebnim postupkom učine elastičnijim ili se vezuju elastopIstično na skelet (vidi primer izvođenja str. 249 i detalji 'str. 248, sl. 5-7), jer bi se inače ugrozilo duktiIno ponašanje zgrade.
221
Sistemi za
ukrućenje
Saglasno prirodi građevina u čeličnom skeletu zidovi po pravilu služe samo za zatvaranje prostora i ne primaju istovremeno, kao kod masivni h konstrukcija, i horizontalne sile. Za to služe posebne vertikalne noseće konstrukcije. Sile od vetra deluju najpre na spoljašnju oblogu zgrade, tj. na spoljašnje zidove i krovne površine. Zidovi se oslanjaju na platna tavanica i krova, pa se horizontalne sile prenose (najpre) "preko njih na vertikalna ukrućenja. Sile od masa koje nastaju kod zemljotresa usled vibracija tla, koncentrišu se isto tako u tavanične ploče.
Sile od pritiska zemlje deluju na spoljašnje zidove donjeg sprata koje se oslanjaju na tavanične ploče ovog sprata. Tavanice imaju, dakle", pored svojih drugih zadataka i važnu funkciju da horizontalne sile prenesu do fiksnih tačaka, tj. do vertikalnih nosećih sistema za ukrućenje. Ovde najčešće to čine betonske ploče ili limena polja tavanica i krovova. U drugim slučajevima potrebni su čelični horizontalni spregovi (v. str. 231).
Prednosti e Elementi noseće konstrukcije za preuzimanje vertikalnih opterećenja kao elementi okvira koriste se u dvostrukoj funkciji e Polja između stubova ostaju otvorena. e Tavanične površine su slobodne za dispoziciju i dopuštaju proizvoljnu fleksibilnu podelu. e Čelični okviri su odmah posle montaže sposobni za nošenje.
Okviri
Definicija 1 Gledano statički okviri se sastoje od fleksibilno krutih štapova koji su u čvorovima međusobno vezani zglobno ili kruto. Treba da postoji toliko krutih veza u čvorovima da bi sve tačke okvira bile nepomerljive. Preostale veze u čvorovima mogu da budu zglobne. Štapovi okvira su pravi, kolenasti ili zakrivijeni. Okviri su izloženi savijanju pod dejstvom vertikalnih i horizontalnih sila. Elementi okvira Vertikalni štapovi okvira su jednovremeno i stubovi. Njihove stope mogu da budu zglobovi ili ukljuštenja. Kao prečke okvira služe nosači tavanične ili krovne konstrukcije. Svi stubovi, ili samo neki, sa priključenim nosa-
Mane e Okviri su čima vezuju se u krute okvire. Kako su krute veze nosača skuplje nego zglobne, a i temelji okvira veći od temelja pendel stubova, ekonomičnije je da se samo pojedina polja skeleta formiraju kao okviri, ali se njima mogu predati i veće sile (primeri, str. 232).
t
l
Elementi vertilanih spreQova "Pojasevi" vertikalnih spregova su po pravilu stubovi. Tavanični nosači često obrazuju "stubove" vertikalnog sprega. Dijagonale su većinom posebni građevinski elementi; retko s~ neki drugi dijagonaini elementi, kao na pnmer, obrazi stepenica ili nosači rampi, mogu koristiti u tu svrhu. Rešetke mogu da budu tako građene da dijagonalni štapovi mogu da budu izloženi ili samo zatezanju, ili naizmeničnom zatezanju i pritisku. 228
najčešće
skuplji od drugih vrsta
ukrućenja.
Rešetke
Definicija 2 Rešetka se sastoji od linijskih elemenata (štapova) koji najčešće obrazuju trouglove. Ose štapova koji se sustižu u jednom čvoru treba da se seku u Jednoj tački. Čvorne veze se po pravilu usvajaju kao zglobovi. Štapovi rešetke su stoga napregnuti samo pritiskom ili zatezanjem. Fleksiono kruti štapovi i kruti čvorovi povišavaju efikasnost rešetke.
Za projektovanje noseće konstrukcije, a često i za ukupnu koncepciju zgrade, od velike je važnosti da se izabere celishodan sistem za ukrućenje, i to utoliko više u koliko je zgrada veće visine. Kod visokih zgrada projekt se naičešće orijentiše prema načinu ukrućivanja. Cesto je kombinacija različitih sistema najbolje rešenje. Čelične skeletne građevine se mogu ukrući vati sledećim sistemima: okvirima, rešetkama, zidnim platnima, jezgrima, cevima.
Kod rešetaka sa ispu nom samo na zatezanje potrebne su dve dijagonale koje se Ukrštaju. Tada, zavisno od smera vetra dobija jedan štap silu zatezanja, dok je drugi nenapregnut. Njihovi poprečni preseci su manji nego kod pritisnutih štapova, a mogu daimaju proizvoljan oblik, npr., okrugli ili pljosnati čelik. Dijagonale koje preuzimaju sile pritisaka i zatezanja stupaju u akciju kod oba smera vetra. One se moraju dimenzionisati na izvijanje.
e Stubovi okvira imaju veći poprečn' presek nego pendel stUbovi. Time se gubi jedna važna prednost čelične konstrukCije. e Okviri velikog raspona su manje kruti nego drugi sistemi ukrućenja; njihova horizontalna pomeranja su veća.
Prednosti e Kako samo 1 ili 2 dijagonale presecaju zidna polja, one su veoma propusne. e One ne daju nikakvu zapreku za vodove kućne tehnike, takođe ni za vodove za vazduh. e One u zidnim platnima omogućavaju smeštaj vrata i prozora. e Ako neki štap sprega ipak negde smeta, on se može izvesti kao kolenasti štap (str. 242). Štapovi sprega mogu da budu formirani kao pljosnati, naročito kod rešetaka sa zategnutim dijagonalama, a svoje mesto nalaze u pregradnim zidovima. e Spregovi su odmah posle montaže sposobni za nošenje. e Spregovi koji su raspoređeni u spoIjašnjem zidu ili ispred njega, predstavljaju element arhitektonskog oblikovanja. Mane e Na mestu gde je spreg zidovi su nepomerljivo učvršćeni. Jako napregnute pritiS1'ltJte dijagonale mogu da imaju velike poprečne preseke.
Zidovi za prijem
smlčućlh
sila
Definicija 3 Zidovi za prijem smičućih sila su zidna platna kruta u pogledu smicanja koja su za prihvatanje horizontalnih sila čvrsto vezana sa čeličnim skeletom. Oni se ugrađuju ili e kao samonoseći zidovi postavljeni pre montaže skeleta ili e montirani zajedno sa skeletom. Zidovi za prijem smičućih sila su krući nego ostali sistemi ukrućivanja čeličnih građevi na. Stoga oni, kada deluju zajedno sa njima, preuzimaju veći deo opterećenja na sebe. Kako je izloženo na str. 227, u trusnim oblastima su u takvim slučajevima zidna platna ili njihove veze izgrađeni duktiIno.
Prednosti e Zidovi za prijem smičućih sila ispunjuju dvostruku funkciju, nošenje opterećenja i zatvaranje prostora, e betonski zidovi i zidovi od opeke deluju kao zaštita od požara. e Kod montažnih zidova za prijem smičućih sila, skelet je odmah posle montaže sposoban za nošenje. e Betonske ploče i limovi ugrađeni kao če lična konstrukcija imaju visoku nosivost.
Načini građenja
Montažni zidovi za prijem smičući h sila e prefabrikovane betonske ploče e limovi vezani kao čelične konstrukcije Na licu mesta izrađeni zidovi za prijem smičućih sila betonski zidovi betonirani na licu mesta e zidovi od opeke.
Prednosti e Dvostruko korišćenje, kao vertikalna komunikacija i ukrućenje e vrlo kruto e mali potrebni prostor.
Jezgra
Definicija 4 Vertikalni betonski šahtovi -- u uobičaje noj jezičnoj praksi nazvani "jezgrima " što nije uvek sasvim na mestu -- veoma efikasno ukrućuju čelične konstrukcije. Oni mogu da preuzmu smičuće sile, momente savijanja i -- važno kod ekscentričnog delovanja opterećenja - momente torzije. Oni sadrže vertikalne komunikacije - stepenice, liftove, vodove - koji bi bez njih morali biti odeljeni zidovima otpornim prema vatri. Izrada Jezgra se postavljaju u e običnoj oplati; e prenosnoj oplati ili e kliznoj oplati,
Mane e Zgrade sa zidovima od betona betoniranog na licu mesta i zidovima od opeke zahtevaju do dostizanja svoje noseće sposobnosti montažna ukrućenja. e Zidovi od opeke imaju neznatnu nosivost. e Postavljanje oplate i betoniranje zidova na licu mesta je otežano posle montaže skeleta.
najčešće pre montaže čeličnog skeleta. Kod veoma visokih zgrada mogu se betoniranje jezgra i montaža čelične konstrukcije sprovoditi istovremeno, pri čemu izgradnja jezgra beži ispred montaže za nekoliko spratova. Detalji i veze, v. str. 255.
Mane e Produženo vreme građenja ako postavljanje jezgra i montaža oplate slede jedno iza drugoga. e Kod klizne i prenosne oplate otežana je precizna izrada veznih delova (razlike u tolerancijama) . e Kod vrlo visokih zgrada jezgro često ima preusku osnovu, pa mu zidovi moraju biti jako debeli. e Otvori za vrata, prozore i instalacije oslabljuju zidove jezgra.
Cev.
Definicija 5 Visoke zgrade sa zbijenom osnovom mogu se veoma efikasno ukrutiti time što se spoljašnji zidovi izgrade kruti na smicanje, i međusobno se spregnu u fleksiono krute cevi. Zidovi, koji stoje u pravcu vetra, deluju pri tome kao zidovi otporni na smicanje, a dva preostala zida kao zategnuti i pritisnuti elementi. Ovaj način građenja često je primenjivan za ukrućivanje najviših američkih visokih zgrada. Izgradnja cevi su dva načina: e Stubovi iparapetni· nosači spoljašnjih zidova vezuju se u višestruke spratne okvire. e Stubovi i prečke vezani su dijagonalama u rešetku. Uobičajena
Prednosti e Daleko poduprta ukrućenja u spoljašnjem zidu zgrade traže manje izdatke nego unutrašnja ukrućenja. e Zgrade-cevi su krute. e Unutrašnjost zgrade ostaje slobodna od e.lemenata za ukrućenje. e Ni šahtovi za vertikalne komunikacije ne doprinose ništa ukrućivanju, pa se. mogu konCipirati isključivo prema zahtevima za zatvaranje prostora i požar-nu zaštitu. Mane Način građenja zahteva zbijene, po mogućnosti kvadratne osnove. e Cevi treba da po mogućnosti imaju cilindričan oblik. e Rešetke jako utiču na izgled zgrade.
229
RaSD@ore!di vertikalnih
Ukl~UCenl!a
Platna u tri ravni ukrućena u pogledu Ako je krutim, torziono mekim, ravnim \lSIF'TIM'l:1I1_ nim platnima vetar (ravni okvira, vertikalni zidovi za prijem smičućih sila), taona biti r",c:,nrt,I"O/"fOl"iO U dva nOI~orololno
7.1
lt; Više fiksnih
simetrično
samo sile iz njima. ili kod nesimetza vetar, za stasistema su platna, upravna na pravac vetra, dopunski napregnuta. Ona preuzimaju sile koje nastaju usled torzionih momenata.
Horizontalne Horizontalni
samu jer ona može preuzeti momente. Kod jakog ekscentriciteta nl"\irrt:!t"'lno jedna fiksna tačka, kako ne rioi'l"\rrnl!l/"'iie. sistema i naprezanj~ jezgra teorijom preveliki.
I\f'ftll'!ll!ll!il'f'uIKlI'>iiiilllll
noseći
Tavanična
sistemi
Horizontalne rešetke Ako se tavanična i krovna platna nisu, ili još nisu, izvela za ukrućenje, biće potrebne če lične rešetke kao stalne ili, u slučaju platana od betona betoniranog na licu mesta, kao privremene horiiontaln"e noseće kon"strukcije.
i krovna platna konstrukcija ili krova normalno prevode horizontalne sile na fiksne tačke. Tada pojedinačno važi: • Ploče međuspratnih konstrukcija od betona betoniranog na licu mesta na drvenoj Veza za vertikalna ukruć4mja oplati ili na prefabrikovanim betonskim ljus- Za prenošenje horizontalnih sila iz tavanič kama ili na čeličnom limu (samonoseće ili nih platana na vertikalna ukrućenja treba kao beton ispune na nosećoj čeličnoj ploči) ova da budu snažno vezana. Za pojedine su uvek u stanju da horizontalne sile preve- noseće sisteme postoje sledeće moguć du dalje, ako su samo za to ispravno dimen- nosti: zionisane i armirane. Na zategnutoj ivici mogu da se kao zategnuti elementi zahtevaju Veza ploča od čeličnog lima čelični poprečni preseci. Krovovi ili tavanice od čeličnog lima vezuju • Kod ploča od montažnih betonskih delo- se na nosače skeleta prema detaljima na va mora, pored toga, biti obezbeđeno i pre- str. 284. Nosači prevode ove sile dalje u vernošenje sila od ploče do ploče. tikalna ukrućenja. Za dalje prenošenje sila • Krovovi od čeličnog lima ili samonosece od nosača u betonska jezgra, vidi str. 255, čelične ploče bez jakih betonskih dodataka sl. 1-6. mogu isto tako da budu izvedeni kao horiVeza horizontalnih rešetki zontalna platna za prihvatanje sila, ako je obezbeđeno prenošenje sila od lima. do li- Horizontalni rešetkasti spregovi su po svoma, i između limene ploče i nosača koji je joj prirodi deo čeličnog skeleta i preko njega čvrsto vezani za vertikalna platna. podupiru (vidi i str. 285). Ploče međuspratnih
230
8
Veza betonskih tavan ica 8 Betonska ploča prenosi svoje sile na vertikalne rešetke (8.1) ili na zidove, koji su uključeni u skelet (8.2) iznad elemenata čelič ne noseća konstrukcije, i to • direktno iznad kontakta u stub (8.3), Kod stubova je stoga mogućno prenošenje sila na ivicu Rloče samo u jadnom smeru. Kod ploča od montažnih betonskih elemenata zahteva se pažljivo zalivanje spojnica između ploče i stuba. • ilili horizontalne prečke vertikalnog sprega pomoću moždanika za sprezanje (8.4). Tavanice od gotovih betonskih delova se, saglasno njihovoj uobičajenoj tehnici, čvrsto vezuju za prečku. Za vezivanje betonskih tavan ica jezgra, v. str. 255, sl. 1-9.
vetar nisu u svim poljiili favanične ravni, već ih treba ma samo toliko da svaki horizontalne linijneloornelPljiv'o vezan
ma.
u
ukrućivanje haia, npr., industrijskih hala, magacinskih hala, sportskih hala.
Oblik i raspored Okvirni nosači od stubova i krovnih nosača su tipični građevinski elementi za poprečno
U visokogradnji okvirne konstrukcije se pretežno primenjuju kod nižih zgrada, jer su tamo horizontalne sile male, pa stoga stubovi okvira ostaju laki.
nn
Kod višespratnih zgrada nadovezivanjem jednih iznad drugih nastaju spratni okviri. Da bi se kod visokih zgrada horizontalne deformacije zgrade smanjile, a vibracije izbegle, često se kao dodatno drugim sistemima ukrućenja sve veze nosača izvode fleksiono krute.
rl r
2
3
Oblici okvira
Uklješteni stubovi 1 Stub sa zglobnim vrhom i uklještenom stopom je najjednostavniji oblik fleksiono krutog ukrućenja, često krutog u oba pravca.
Okviri sa dva zgloba
Okviri sa tri zgloba
prečkama
2 Ovaj oblik okvira koristi se u konstrukcija-
3 Okviri sa kolenastim ili kosim
ma hala i kod krovnih konstrukcija, a manje kod spratnih zgrada.
primenjuju se za konstrukcije hala i krovova, a okviri sa horizontalnim pravim prečkama kod spratnih zgrada.
5
Uklješteni okviri 4 To je uobičajen oblik okvira kod spratnih zgrada. Njihovi temelji su teži nego kod okvira sa zglobnom stopom. 4.1 Dugi okvir sa međustubovima.
Obešen a polja Na polje okvira se mogu nadovezati dalja polja koja imaju samo zglobove, a nijedan krut ugao.
Lanac okvira 6 Lanac okvira nastaje ako se u pripojeni m poljima formira izvestan broj krutih uglova ili su svi uglovi kao kruti,.
8
7
>----------
r---
~
f--->----
I-~
9.1
~RR 7.1
1.2
7.3
Raspored okvira
7 Okviri su pogodne konstrukcije za uske zgrade, npr., natkrivene jednospratne ili višespratne hodnike. Stope jednospratnih ili višespratnih okvira su oslonjene zglobno ili su uklještene. U podužnompravcu je dovoljno da se obrazuju jedno ili dva okvirna polja. U popreč nom pravcu postoje sledeće mogućnosti: 7.1 Ako su svi jarmovi okviri, svi stubovi imaju jednake dimenzije. 7.2 Ako je svaki drugi jaram okvir, stubovi imaju naizmenično slabe i jake poprečne preseke. 1.3 Ako lU samo krajnji jarmovi izgrađeni kao okviri, sile prenose kruta tavan ična ili krovna platna. Svi međustubovi postaju laki.
232
8.1
8.2
S.3
8 Kod širih zgrada nije ekonomično da se sva polja formiraju kao okviri. Kao podužno ukrućenje dovoljna su dva polja. Okvirna polja mogu da se nalaze simetrično u spoljašnjim zidovima ili u srednjem redu stubova. Na primeru troetsžne zgrade sa jednim širokim i jednim uskim poljem može se popreč no ukrućenje izvesti na sledeće načine: 8.1 .Svi jarmovi užeg polja postaju okviri, uži okviri su krući nego širi ili 8.2 Četiri jarma oba polja su okviri, u prizemlju uklješteni, u 1. gornjem spratu kao jednostruki okviri, u 2. gornjem spratu kao uklješteni stubovi, ili 8.3 Samo oba krajnja jarma su u oba polja ~klješteni spratni okviri.
9.3
.
9.2
~
9.5
9.4
9 Kod zgrade sa gusto raspoređenim, vitkim spoljašnjim stubovima dolaze u obzir kao okvirni stubovi samo snažniji, daleko razmaknuti unutrašnji stubovi okvira. 9.1 i 9.3 Jer bi inače kod spratnog okvira sa tri polja spoljašnji okviri stubovi bili teži nego drugi stubovi, oblikovno sigurno nepoželjno. 9.2 i 9.4. Samo okviri između unutrašnjih stubova ne utiču na spoljašnje zidove. Uski okviri, međutim, postaju teški kod četvoroe tažne zgrade. 9.1 i 9.5 Kruta veza nosača sa spoljašnjim poljima rasterećuje unutrašnje poprečne okvire. Zglobno vezani spoljašnji stubovi gornjih spratova primaju samo normalne sile, koje se mogu preuzeti; ojačanjem debljine materijala, bez promene spoljašnjih dimenzija.
1 Ova se sastoji od standardnih elemenata je u oba pravca ukrućena četvoropoljnim spratnim okvirima tako da nikakva zidna platna ne kvare fleksibilno vl"lllei~;'onio zgrade. U poprečnom pravcu su svi stubovi i vlake (parovi U~profila) vezani za C!V'U"!:ltr\@ okvire. čvora okvira, v. str. sl. 8. pravcu postoji samo nekoliko \Iii!l,,::u::!I"\f'~~tni'" okvira, koji se . od stu~ nosp.lhniih prečki za vetar.
i :: i
:; Spratovi obe polovine zgrade ove su jedni prema drugima pomereni za pola sprata, a međusobno spojeni rampama prema sistemu d'Humy. Za ukrućenje u poprečnom pravcu služi konstrukcija rampe. Na srednje stubove okvira· kruto su vezani trougaoni okviri rampi. Vertikalne sile zatezanja i pritiska koje usled opterećenja vetrom nastaju na njihovim krajevima, prenose mali stubovi. U podužnom pravcu srednji stubovi sa kruto vezanim branicima obrazuju uske spratne okvire. Kako je višestruka okvirna noseća konstrukcija znatno predimezionisana, eventualno ispadanje pojedinih prečki usled oštećenja vozilima ne igra nikakvu ulogu. Ova noseća konstrukcija je primer za to kako se pri ekonomičnom načinu građenja građevinski elementi, koji su namenjeni za neke druge svrhe, mogu iskoristiti za ukrućenje zgrade (sistem garaže Krupp).
233
Oblilu)vanie
ugl~ova
okvira
Kako elementi o~(Virne konstrukcije koja ukrućuju neku zgradu služe istovremeno I za prenošenje vertikalnih sila • vertikale okvira kao stubovi • prečke kao nosači, oni u svom poprečnom preseku ne pružaju nikakve posebne crte u odnosu na zglobne štapove, ali su one, ipak, u njihovim vezama. Kosi, kolenasti ili zakrivljeni nosači okvira slede u najgorem spratu oblik krova i služe jednovremeno kao krovni nosači. Uglovi okvira mogu biti zglobni ili kruti.
Stope okvira Kako je ,već napomenuto (v. str. 228), nastOji se da se kod čeličnih konstrukcija izbegnu teški tem~lji, pa se stoga teži da se kod okvirnih kons;ukcija primenjuju zglobne stope. Naravno da ova pretpostavka ne važi ako se iz nekih drugih razloga traži kontinuaina temeljna ploča. Formiranje stope kod uklještenih stubova je prikazano na str. 214, sl. 6-9, njeno usidrenje u temelj na str. 215, sl. 2 za male, a sl. 3 za velike momente savijanja, a upotrebljiv,je i fundament oblika kao tulac, sl. 4.
Veze prečki U visokogradnji se veza stUb-nosač izvodi zglobno ili kruto. Kod toga prosti priključci poprečnih sila deluju kao zglobovi. Malo, nepoželjno uklještenje nestaje ili klizanjem zavrtnjeva ili malom lokalnom plastifikacijom (duktilnost materijala). Primeri za zglobne veze, ili za veze koje deluju zglobno, v. str.
217-218.
5.1
5.2
uglovi okvira L.U1'\..I""~'"
stope 1 zglob ispod stubova od u pravcu rebra. 2 u pravcu flanše.
U navarenom limu iznad IInll~l<'r\n koncentrišu sve sile i3c;tIIY\';I""C4"L\J'~ Sferno tačkasto ležište sa .".""tr.h.",;n"t stvom u oba pravca. Prsten 1"\1"1:l.nt'\~1 zontaine sile, a služi za enr'@;""O!l\l~nl"" "'!"\'UJII'::;!~ vode u gornjem delu.
Kruti uglovi okvira
Radi razjašnjenja konstrukcijskog formiranja krutog ugla okvira razmatraju se deformacije okvira pri vertikalnom i horizontalnom opterećenju. (; Dvozglobni okvir sa zglobnim stopama, 7 uklješteni okvir, a uklješteni spratni okvir, Ovde je skicirana i igra sila u uglovima okvira. g Savijeni ugao okvira sa smanjenjem ugla i sa zatezanjima u spoljašnjoj flanši. 10 Savijanje ugla okvira uz povećanje ugla i sa zatezanjem u unutrašnjoj flanši. 11 Delovanje sila u čvoru spratnog okvira.
Kao što pokazuju slike, sile koje deluju u pojasima nosača i stubova, izazivaju u uglovima lima napone smicanja. Za prenošenje ovih sila moraju unutrašnji pojasevi oba nosača biti sprovedeni do spoljašnjeg pojasa drugog dela okvira. U polju ugla okvira čes to je za primanje smičućih sila. potrebno pojačavanje debljine lima ili umetanje dijagonainih ukrućenja.
234
H
H
10
Gornji uglovi okvira
1 Potpuno zavaren ugao okvira. Stub i prećka su postavljeni normalno, prečka zatvorena ploćom, a u pravcu desne flanše stuba ojačana ukrućenjima.
Vaza
kod
okvira
4 Veze zavrtnjevima. Na stub je navarena jedna vertikalna podvezica sa kontra ukrućenjima za prenošenje sila pojasa prečke.
2 Kod primanja većih momenata u uglu povišenje poprečnog preseka nosača presecanjem rebra i umetanjem lima klinastog oblika. Primanje poprečnih sila pločom u glavi nosača. Gornji pojas prečke nalazi se iznad i prenosi svoje sile zatezanja pomoću zavrtnjeva u ploči glave stuba.
3 U uglu okvira su stub i nosač u 1n1";:'C!I!:l>WI koso "na ger". Na povrŠinama preseka su navarene ploče i učvršćene visokovrednim zavrtnjevima. Za tabelarno proračunate okvire - Uputstva Savetovališta za primenu če lika MB 440 "Pomoć pri projektovanju okvira hala".
5 Zavarena veza. Kao veze pri montaži služe navarene podvezice rebra koje se u početku učvršćuju zavrtnjevima, a kasnije zavaruju. Flanše nosača su sa stubom potpuno zavarene. Donji limeni ulošci spreča vaju isticanje materijala pri zavarivanju. Kod poprečnih preseka stubova sa debelim zidovima mogu da otpadnu navarena ukruće nja.
6 Veza ploče glave. Veoma čvrsto učvršći vanje zavrtnjevima služi za prenošenje poprečnih sila i momenata savijanja. Kod debelih flanši stubova i malih momenata ukrućenja mogu da otpadnu.
9
7
7 Zavarene veze nosača kod sandučastog stuba koji stoji spolja ispred zgrade. Jedan odrezak nosača je navaren na stUb, a nosač nastavljen pomoću čeone ploče.
fl Sandučasti stub sa obostrano postavljenim čvornim limovima treba da iz prečke okvira, raščlanjene na dva Urprofila, primi velike momente savijanja. Detalj za sl. 1 na str. 233.
Stub okvira pri kosom savijanju 9 Ako je neki stub vertikalni deo sa dva okvira koji su međusobno upravni, tada su pogodni zavareni sandučasti stubovi ili poprečni preseci sastavljeni od dva valjana profila. 235
Fa~5adlnl ~kvlrl
stuOo\fa
4 Oba tornja centra u Njujorku sa 110 i visine od 411,50 m su spoljašnjim zidovima koji su spregnuti u cev (v. str. 256, crtež 4). Kod montaže su se prethodno montirali trospratni elementi svaki po tri stuba, visokim punim nosačima.
Kod ove 8-etažne su tri strane formirane kao fasadni okviri sa rešetkastim parapetskim nosačima, dok je četvrta strana dobila svoje ukrućenje protivpožarnim zidom. Unija osiguranja Pariz (UAP). Marsej, arhitekta tom (Jaume).
236
lHjt:l:;)LVUit:l
veoma mnogo stubova
Osno~~na načela
vertikalnih reietki
Vertikalni rešelkasti "'"",e"",..,,,,,. su ekonom ični i efikasni sistemi za čeličnih skeletnih je širina Uopšte ekonoi krući. Krutost aJ"(o su mu zani da -okvir. 1.1 Gledano statički vertikalni ",nlf"',",,""'/I nosači izloženi savijanju i uklle~Heni
Uski vertikalni spregovi imaju velike sile u štapovima. Štapovi trpe velike promene dužina. Ovo utiče na veliko savijanje zbog malog između stubova spregova one izazivaju velika savijanja. 1.3 Široki rešetkasti spregovi su svojih manjih sila u lakši i imaju manje nastojati da se oni procele širine
1.4 Krutost uskog vetar povišava, ako se spreg nekom
Oznake:
W
sila vetra
AW
oslonač ka
sila
od vetra osll"lnačka
sUa
balasta temelja os!onačka sUa usled balasta temelja
2.3 Aw tAw
t Fundiranje vertikalnih reietkastIh spregoya
Vertikalni rešetke su po pravilu jednovremeno stubovi Oni, dakle, dovertikalne sile, kako od sprega za veod tavanice. Sile u izazivaju naizpritisak. Sile Lt stubu od \lQIFtiLr'!:!ll"lnn opterećenja izazivaju uvek pritiIOf'1:nAlfn stubu se, sile sabiraju, međusobstubu obe stabilnost mora u
AG
AG
temelju prevladati sila pritiska. No kod nepovljno oblikovanih spregova za vetar može biti veća sila tako da se kao temelji. Odnos iziast moraju pridodati među vertikalnih sila od vetra i od tavanič nog dakle, širine nie:H1l"VOO DOIOlzalla u "'''''>''''1(41'-' samo mala vertiI'\ntQr'ol'onii~ ali su sile u stubu nastavelike širine sprega isto ta-
><
I:><::f-
>< ><
><
tAW AG
AG
AB
t
t
AG
AB
Unutrašnji stubovi dobijaju velika vertikalna opterećenja, ali zbog male širine sprega vetar takođe i velike vertikalne sile vetra. 2.3 istim silama od vetra kao kod 2.2 ovde nasuprot samo mala vertikalna nn.ur,"'_ su stubovi ~m"lliašnii .;;> t I.lU\.1 V I. balast u vidu balast može da r.tr\!::!t'!no visokom da 17'1e:~r1nl~f'1
>< 3.2
Spregovi
Raspored reietkastih
sOIreaovIma mogu ipak da budu pomerena Tavanice prenose sile od gornje rešetke na onu nižu. Stubovi sprovode "pojasne sile" polja u temelje.
u osnovi
U osnovi treba da su vertikalni ~nlrp.f1lovi najmanje dva pravca i tri ravni. na spregovi u unutrašnjosti se u opštem slobodu pri korišćenju. spoljašnjih slučaju raspoređuju u - ili izbor zidnih i unutrašnjih zidova polja važi:
u Dromene u . ukloniti. u zidnim poljima vori za instalacije) moraju oc!IClo"anuI nju štapov.a rešetkastih Vidljive rešetke u spoljašnjim zidovima su upadljiv element Oblikovanja. Primeri - v. str. 238.
Zidovi stepenišnog prostora prema položaju prozora i vrata 1.1 A-spreg sa kolenastim dijagonalama u zidu s vratima. 1.2 A-spreg ili krst u podužnim zidovima. 1.3 A-spreg u prozorskom zidu sa visoko postavljenim podesni m prozorom. 1.4 Kod većih prozora spreg rombičnog oblika.
Već
1.2
1.3
Zidovi komunikacionih šahtova Kako osnova vertikalnih spregova treba da bude po mogućnosti što veća, treba težiti da se sve oblasti sa nepromenijivim zidovima skupe u jedan blok, kako bi se dobile što je mogućno šire površine za sprego .. ve: stepenišni prostor, šahtovi za liftove, šahtovi za instalacije, sanitarne prostorije. 2.1 Niska zgrada sa jednim liftom. 2.2 Visoka zgrada sa grupom liftova. Pregradni zidovi, zidovi hodnika 2.2
3 Pregradni zidovi treba da se predvide za primanje vertikalnih spregova samo onda ako se ne računa sa promenama pri korišćenju zgrade, dakle, npr., kod bolnica i hotela sa nepromenijivom raspodelom prostorija, fiksiranim mokrim čvorovima. Zidovi hodnika isto tako dolaze u razmatranje za spregove, ako se ne računa sa nekim kasnijim uklanjanjem zidova\ pa se za spregove nalaze područja bez vrata. Kalkanski zidovi 4 Iz postojećih načina građenja čeličnih skeleta uočavaju se razlike u podužnim i kalkanskim fasadama (v. i str. 201). 4.1 Kalkanski zidovi bez prozora omogućuju spregove koji se protežu po širini zgrade. 4.2 Pogodni su i zidovi bez prozora, prekinuti osvetljenim područjem hodnika. 4.3 Uski spregovi kod hodnika zadovoljavaju samo kod niskih zgrada.
~
4.2
4.1
4.3
Delovi spoljašnjih zidova bez prozora 5 Konsekventna primena ideja da vertikalne spregove treba daleko razapeti vodi do toga da se spregovi umeću u spoljašnje zidove sve dok je to· saglasno sa arhitekturom zgrade.
O I l>_
_::!l
-;)
r,::-
I
Spoljašnji zidovi 6.1 Kod raspodele spregova u obliku mreže preko svih spoljašnjih zidova mogu se štapovi spregova vrlo lako držati (npr., tanke okrugle čelične Šipke). Kod višespratnih zgrada moraju imati zaštitnu oblogu protiv požara. Ranije je već ukazano na uticaj spregova na arhitekturu zgrade. 6.2 O spregovima u spoljašnjim zidovima kod visokih zgrada vidi zgrade-cevi, str. 256. 238
I
rG-----------~
I
I
I
I
I D
I
I
I
I
I
~
I
___________ dI 6.2
ZalraCile sa vertikalnim
re~~etlkalna
'1 Oba podužno razvučena dela ukrućena su u poprečnom pravcu samo rešet"' ....·,a ......"i"""'" U kalkanskim zidovima prozora. su zategnuti vi u spoljašnjim poljima trodeine zgrade. taj način međuprostor izmedu spoljašnjeg zida i unutrašnje ljuske koja prekriva gove i obložena je porotivpožarnom tom, mogao je da se održi uskim. U podužnom pravcu ima rešetkaste ~nr·cu·""l\lO U jednom hodnika, ali iznad drugog već se po ~nl·~·I'I'\\li_ ma preskaču. Veterinarsko-medicinski fakultet, Berlin, arhitekte: Dr. luckhardt i Wandelt.
Ukrućenje za vetar pomoću rešetkastih platana poprečno na zgradu, koji prelaze preko dva broda zgrade, _a u udubljenju između "šajbni" zgrade vidljivo neobložena. Podužno ukrućenje zgrade između oba unutrašnja reda stubova. - Visoka firme Feniks-Rajnror AG u Disldorfu. Arhitekte: Hentrih i Pečnig.
239
3 Trodelna zgrada sa rastojanjima između stubova 7,0 m, 3,5 m, 7,0 m. Između po dva para unutrašnjih stubova uski'-- poprečni spregovi, između dva unutrašnja stuba jednog reda podužni spreg. Zbog male širine poprečnih spregova bili su horizontalni ugibi od vetra preveliki. Stoga su u 1. i 4. spratu u četiri ravni u spregovima dijagonale povučene prema spoljašnjim stubovima. Štapovi su nasatično postavljeni pljošti čelici. Oni su posle nanošenja svih stalnih opterećenja bili pod kontrolom tenzometara tako jako prednapregnuti. da se pod dejstvom vetra na jednoj strani napon udvostručio, a na drugoj pao gotovo na nulu, tako da u svakom slučaju obe zatege deluju zajednički (uporediti str. 243, sl. 11). - Upravna zgrada Bewag u Berlinu. Arhitekta: Baumgartner.
i ~
~
<4 Ova građevina ima samo spoljašnje stubove. Tavanični nosači imaju raspon od 12,50 m, a spoljašnji stubovi na rastojanju od 7,50 m. Najvećim delom spregovi za vetar imaju širinu zgrade između spoljašnjih stubova, što je zbog velikog raspona veoma ekonomično. Kako spoljašnji stubovi treba jednovremeno da nose i veliko opterećenje, kompenziraju se sile zatezanja usled vetra. Kalkan visokog dela zgrade iskače ispred stubova za 2,50 m. Spreg koji se nalazi u kalkanskom zidu nastavlja se ispod zgrade između stubova. Prenošenje horizontalnih sila od gornjeg na donji spreg sprovodi se u donjoj tavanici preko horizontalnog sprega. Za prenošenje rezultujućih oslonačkih sila služi pun limeni nosač visine sprata u tehničkom spratu koji se nalazi između pretposlednjeg i poslednjeg stuba, i prepušten je do kalkanskog zida. - Visoka zgrada odašiljača televizijskog centra Berlin. Arhitekta: Tepez; konstrukcija: Treptov.
240
I
t
T
ii
l
I~ Tj
T
i
: 1
i
i
i
:
:+
i
3
Ukrućenje visokih zgrada vertikalnim reietkama
~ ~V /
V
"-
~ :iL ~
1"-
"-
"-
"-
"-
1/ l"-
'" 1/
/
1"-
"-
""
I---
'-.
1/
"-
1"-
'-.
"-
/
'-.
/
"-
'/
/
/
"'-
/
1/
~~~~ /
1/
"-
/
/
"-
"-
"-
/
/
"-
"-
,
"-
'\
" 7
,
"-
/
/
"-
"-
I
I
I
/~
"-
I I
f:H::==
I
"-
"-
/
"-
"-
"-
"-
/
"-
"/
"-
"-.
"-
"-.
"-
"-
"-
"-
/
/
/
/
1/
"-
[x .J-J. tx
1/
P /
I~ I~ I~ I~ / / / / "-
"-.
"-
"-.
"'- "-.
"-
"-. '-.
""""""'"-
V
V
"-
'"'""'""-
"-
/
f---
f-f---
1/
, /
1"-
V
~
l"-
/
1"-
/
1 1/\/\ 1
./
'"'""-"-
./
1/
/
T T
"./, /
1/ I"-
l"-
"-
"-
"-.
,
/
/
/
v /1'\ ~ 1/1'\
"
1/
/
V
m
/ 1/
1/
"-
"-
/
/
/
/
"-
/
/ /
~ '"'"
'""'""'-"-
"
"/
1/
"-
'-.
"-
-
f--
/
/.
1/1'\
"-
"-
"<
Y
~
/ 1/ 1"-
/
/
/
'><
~"-
L
,,,-
/
V
'\
/
'" "-"- , ,
"-
i..-i..--
"-
/1,\
V
l,
1----'
/
/
/
/
I~
V~
'" '" "'" " /
/
/
V
"-
,
f-r-
/
\1/\ II \ II \
1\
"-.. "-.
i ~-+ .1.-,_ f--
f!i
}L
,-
~~
~j
r:':~ ~~
~f' i~~ fl f..1
'0 !-.5 Zgrada Sigrem (Seagram) u Njujorku (ar-jI ~; hitekta Mis van der Roe). Visina 158,50 m. 6 Ukrućenje najvišeg dela samo okvirima, od 29. sprata naniže pomoću rešetkastih spregova K-oblika, od 17. sprata naniže betonskim zidovima debljine 30 cm. E) Dominionski centar u Torontu (arh. Sidney Bregman). Visina 224,0 m. Ukrućenje vertikalnom rešetkom između šahtova za liftove, u poprečnom pravcu dodatno u tehničkim spratovima vertikalni spregovi, kako bi se pomeranje ograničilo na 1/500 visine. ~.
'T
'1
7 Administrativna visoka zgrada US Steel u Pitsburgu (arhitekti Harison, Abramović i Abe). Trougaona osnova. Ukrućenje vertikalnom rešetkom u zidovima trougaonog jezgra zgrade, dodatno vertikalna rešetka u poslednjem spratu kroz čitavu širinu zgrade. Na taj način smanjenje ugiba za 30%. Dopušten horizontalni ugib je 1/500 visine od 256,0 m, polovina od toga usled dinamič kog dejstva (v. str. 224). 8 Administrativna zgrada "One Astor Plaza" u Njujorku (arhitekte Kahn, Jacobs). Visina 222,73 m. Ukrućenje vertikalnim rešetkastim spregovima na četiri spoljašnje strane komunikacionog jezgra, i sa četiri dalja sprega u unutrašnjosti jezgra. Dodatno ukrućenje vezivanjem spoljašnjih stubova na glavne rešetke u 17. i najvišem, 54. spratu. . 241
Izrada rešetki Opite
Ose dijagonala treba· da prolaze kroz presek osa stubova i prečki. Ekscentrične veze izazivaju rešetkama dodatne momente. Dijagonalni štapovi se po mogućnosti vode pbd istim uglom, koji mnogo ne odstupa od 45°.
i I II 1.1
1.3
1.2
Uobičajeni su sledeći oblici: U kvadratnim poljima se primenjuju 1:1 Proste dijagonale, 1.2 Ukrštene dijagonale, 1.3 ijombične rešetke.
U širokim, nižim poljima postoje
1.4 A-spregovi,
1.4
1.5 V-spregovi, 1.6 krstasti spregovi kroz dva sprata. 2 U poljima spregova učvršćeni su zidovi. Vertikalni spregovi dopuštaju vrata, prozore ili otvore za instalacije, no otvori treba da se usklade sa vođenjem štapova sprega>Dijagonaini štapovi treba .da budu kolenasti. Tačke kolena se drže dodatnim štapovima.
1.S
1.6
Vertikalno opterećenje rešetki Dijagonale rešetki učestvuju u preuzimanju vertikalnog opterećenja, jer se stubovi kod građenja usled postepenog nanošenja opterećenja skraćuju. Usled pokretnog korisnog opterećenja oni se skraćuju i dalje. Pri tome učestvuju i dijagonale, dobijaju dakle pritisak. e O njemu se kod pritisnutih dijagonala·-bez narOČitog dokazivanja - vodi računa putem manjeg iskorišćenja. e Kod malo zategnutih dijagonala krajnje vezivanje sme da se sprovede tek posle nanošenja vertikalnog opterećenja. Da pod korisnim pokretnim opterećenjem ne bi postale labave, preporučuje se da se za sile koje ovako nastaju one prethodno napregnu. Veze dijagonala Veze dijagonala su većinom izvedene zavrtnjevima. Vezni elementi su navareni na stub, na nosač ili za dijagonalU, ili se isporučuju na gradilište sa nepritegnutim zavrtnje,(ima. Uski rešetkasti nosači mogu se u radionici zavariti i kao celina transportovati i montirati.
2
3 Detalji kod ukritanja dijagonala
3 Ukrštene dijagonale kao lak, vertikalni spreg između para stubova.
4.1 Tačke
4.2
ukrštanja
4.1 Dvodelne dijagonale sa
čvornim
!imom.
4.2 Jednodeine dijagonale sa dva čvorna lima, jedna dijagonala prolazi skroz.
Jedan par prolazi skroz.
5.2
Vezivanje za stub 5.1 Vezivanje lakih štapova sprega pomoću čvornog lima.
242
5.2 Vezivanje teških štapova sprega pomoću para čvornih limova u ravni flanše stuba.
5.3 Vezivanje para ravni rebra stuba.
čvornih
limova paralelno
8
Detalji kod Aasprega Ćvorovi A-sprega
1 Formiranje kolena dijagonala sa dopu nskim štapom.
6.1 A-spreg sa pravim štapovima. 6.2 A-spreg sa kolenastim štapovima.
o
o o
o
o
o o o
o
o
9.1
Stopa dijagonala 9.1 Ćvorni lim zavaren na nosač i njegovu
8 Vezivanje A-sprega na tavanični nosač.
o o o o o o
9.3
9.2
9.2 Ćvorni lim zavaren na stub.
9.3 Isečak profila kao vezni element vezan zavrtnjevima sa svih strana.
čeonu ploču.
Prethodno napregnute dijagonale
10 Na str. 228 je bilo navedeno da čisto zategnute dijagonale treba da budu postavljene u parovima, jer kod bočnog opterećenja samo jedna sila prima sile zatezanja dok druga pri opterećenju pritiskom ostaje nenapregnuta. Ovaj sistem se može poboljšati tako što se dijagonale prethodno napregnu. Pri opterećenju vetrom deluju tada obe dijagonale. U jednoj se sabire opterećenje od vetra sa prethodnim naprezanjem, u drugoj se gubi prethodno naprezanje.
12 čelika sa navarenom čeonom pločom. Ćvorni lim ima na stubu odgovarajuću čeonu ploču. Obe su m~ đusobno privučene visokovrednim zavrtnjevima i tako prednaprežu dijagonalu.
11 Dijagonala od pljošteg
čeličnih štapova vođen primenom bušenja stuba, a oslonjen na klin. Prethodno naprezanje pomoću navlačenja matica ili ugrađenih čaura za utezanje.
12 Par okruglih
243
Spoljašnje rešetke Spoljašnja rešetka može da bude dominantna za arhitekturu zgrade; kao na sl. 1 i kod sl. 4-6, str. 238, ili se može iskoristiti kao dekorativni element, kao kod sl. 2. Kako kod ovog primera nemaju polja spregova prozore, mogu prozori da se nalaze u zidnim panelima.
H
~. 244
I.-
W~!t
r r T
H
r-I
I
-1-
Kod višespratnih zgrada dobijaju dijagonale spregova, kao noseći delovi, zaštitnu oblogu protiv požara. Time čelični profili postaju širi za najmanje 5 cm. Spoljašnje rešetke. na spoljašnjim zidovima su veoma efikasna konstrukcija za ukruće nje. Primena kod visoke zgrade kao cevasta zgrada, v. str. 256.
1 Ukrućenje zgrade teškim rešetkama ispred fasade, koje učestvuje u preuzimanju vertikalnog opterećenja međustubova. Detalji na crtežu 3 - Upravna zgrada u San Francisku. Arhitekte Skidmour, Ouings i Meril.
2 Ukrućenje zgrade u poprečnom pravcu, u donjem delu pomoću teškog betonskog zida, u gornjem delu pomoću lake rešetke koja se nalazi ispred fasade. Rešetke su smaknute od sprata do sprata. Od dvanaest polja u svakom spratu nosi šest rešetki. Rešetke se sastoje od cevaste konstrukcije. Ukrućenje u podužnom pravcu pojedinač nim rešetkama u oba reda srednjih stubova. Detalj - vidi crtež 4. - Stambena zgrada Društva za nekretnine, ul. Croule-Barbre; Pariz. Arhitekte: Albert Boalo (Boileau). laburdet (labourdette).
e
4 Detalj uz sl. 2, a cevasti stubovi, b ivični nosač noseće tavanične konstrukcije, c navarena cevasta dijagonala. Rešetke su neobložene, a nalaze se ispred zatvorenih zidnih polja.
3 Detalj uz sl. 1. Dijagonaini štapovi a su zavareni šuplji profili koji su navareni na čvorni lim b. Dijagonal.e se nastavljaju kod c. d su vešaljke za podupiranje tavaničnih nosača. e je veza tavaničnog nosača na čvor dijagonale preko konzole.
o e b
~~~
,~
~~~
}.x, ~\~\ V,. \\ /i
(\
(\'
w~ '1\\
;\' \\
~<
(\
(\ ,\
;\ '0 ,\
'f; 5 Spoljašnja stubna rešetka. Dijagonaini štapovi preuzimaju vertikalno opterećenje i ukrućuju zgradu. Dijagonale a su dvostruki ugaonici. Izmedu njih su navarene podvlake b, na koje su pomoću veze sa zavrtnjevima vezani tavanični nosači c. Elementi visine 7,60 m i širine 4,10 m su prethodno prefabrikovani i vezani visokovrednim zavrtnjevima. Štapovi rešetke imaju zaštitnu izolaciju protiv požara i opšiveni su aluminijumskim Umovima. Visoka zgrada IMM, Pitsburg.
'
6.
6 Uprošćena predstava glavnog čvora vertikalne rešetke Centra Džon Henkok, Čikago~ v. str. 256. sl. 3. Teški čvorni limovi visoki skoro kao sprat sa zavarenim vezama i montažnim pomoću zavrtnjeva. Stubovi i dijagonale su teški zavareni tprofili. Štapovi imaju zaštitnu izolaciju protiv požara i limenu oblogu.
245
601l'''IIIII1U
platna
Osnovna
načela
Način građenja
za ukrućenje služe fl) samo noseći betonski zidovi (slike 1-3), platna smeštena u čelični skelet od ., zida od opeke (sl. 4), ., čeličnog lima (sl. 5), ili ., montažni betonski zidovi (str. 247, sl. 1-4) ., posle montaže čelične konstrukcije betonirani zidovi koji obuhvataju čelični skelet (str. 248, sl. 1-4) . ., Posebni slučaj su duktiIna betonska platna u trusnim oblastima (v. str. 248, sl. 5-7, dalje i str. 227).
Načini izvođenja
Betonska platna betonirana na licu mesta
Betonska platna betonirana na mestu, koja se mogu označiti i kao ., zidovi za pritisak zemlje, fl) požarni zidovi ili fl) zidovi stepenišnog prostora, koriste se, naravno, za ukrućenje zgrade u pravcu ravni zida. Oni se naslanjaju upravno
Prenošenje opterećenja Raspored zidnih platana Raspored zidnih platana u osnovi ~gr~de. ., Betonski zidovi liveni na licu mesta koji zavisi od njihovih funkcija. Inače, vaze Ista se vode do temelja pogodni su za prenošenačela kao i kod vertikalnih spregova (v. str. nje vertikalnih opterećenja, pa oni na tom mestu zamenjuju stubove. Nosači tavanične 237-238). konstrukcije moraju biti čvrsto (snažno) vezani. ., Zidovi od gotovih betonskih delova ili od Protivpožarna zaštita opeke, koji se kao ispuna ugrađuju u skelet, Zi.dna platna od betona predviđena su zbog svoje čvrste veze delimično primaju prvenstveno ·za ispunjavanje zadataka zašti- opterećenje od stubova, ali to se u račun ne te protiv požara kao unosi kao rasterećenje stubova. ., požarni zidovi (v. str. 315) i kao fl) Ubetonirani stubovi deluju kao spregnufl) zidovi za zatvaranje prostorija vertikalnih ti stubovi. Oni treba da se kao takvi dimenkomunikacija (stepenišniprostor, šahtovi za zionišu i izvode. liftove i za snabdevanje ). Kako za tu funkciju moraju zidna platna imati određenu debljinu i čvrstinu, razumljivo je da se koriste za nošenje.
na ravan zida na tavanične ploče, koje su u ovom pravcu već na neki drugi način ukrućene.' Detalji veza tavanica i nosača na zidove - v. str. 255. U toku građenja stvaraju visoki zidovi probleme, jer se oni ne mogu izvesti u punoj visini pre montaže čelične konstrukcije, već postepeno za vreme montaže.
1 Zidovi za pritisak zemlje suterena se oslanjaju na tavanična platna, međusobno se ukrućuju i preuzimaju sile vetra koje deluju u ravni zida. .2 Kalkanski zid, koji je istovremeno požarni zid betoniran na licu mesta, ukrućuje zgradu u poprečnom pravcu i naslanja se u podužnom pravcu na čelični skelet. 3. Podužni zidovi na kalkanskim stranama otvorenog stepenišnog prostora isto tako ukrućuju zgradu u poprečnom pravcu.
4
Po,.
Zid od opeke
4 Kod malih horizontalnih sila može zid od opeke preuzeti ukrućivanje čeličnog skeleta. Uslov je izvođenje zida prema DIN 1053 i čista obrada spojnica svih veza za čeličnu konstrukciju. Smernice su u pripremi - privremeno se daje dozvola u pojedinačnim slučajevima.
246
c:eUc:nog lima
stubova i nosača se pomolimova zatvaraju u .. puhe nosače". limovi se sa svih strana čvrsto vezuju za profile pomoću zavarivanja ili zavrtnjeva. Prema statičkim zahtevima moraju se polja limova ukrutiti protiv izbočavanja.
5 Polja
između
ću čeličnih
5
Prefabrikovana betonska platna Veoma celishodni sistemi ukrućivanja su prefabrikovana betonska platna. Kod malih sila platna se polože u postelicu od maltera. Najčešće se ipak pelični elementi za uč vršćivanje ubetoniraju, tako da se· ploča montira. zajedno sa čeličnim skeletom i odmah sposobna za nošenje može sa njima biti čvrsto vezana. Stubovi i nosači čeličnog skeleta dobijaju na uobičajen način zaštitu protiv požara (v. str. 253-254 i 289), u koliko nisu bili ubetonirani u betonske delove. Betonske ploČe imaju za vezivanje kod ugrađivanja čaure za zavrtnjeve ili nešto slično. PO mogućnosti se primenjuju ploče veličine zida. Veličina betonskih ploča je ipak ograničena dopuštenom širinom pri transportu i kapacitetom dizalica.
'1 Stepenišni prostor sa prefabrikovanim betonskim zidnim platnima koja su bila smeštena u noseći čelični skelet stepeništa.
+
H _ _ ,,_H _ _ _H
Veze prefabrikovanih betonskih ploča 2 Kod malih horizontalnih sila polažu se ploče u posteljicu od maltera i bočno i gore snažno isfuguju.
Dimenzionisanje prefabrikovanih betonskih ploča Prema Tablici 25 dobijaju se debljine ploča d u mm r armatura fe (u cm2/marmature u podužnom i poprečnom pravcu po stranici) za često korišćene visine i širine ploča u m, u zavisnosti od horizontalne sile H (kN) :za ploče od MB 25. Kod svih b/h.< 1 potrebna je na b/4 svake strane dodatna armatura.
1.1
većih sila se čelični čvorni limovi ubetoniraju u ploču i ankeruju se pomoću čeličnih šipki ili moždanika za sprezanje. limovi se vezuju na čeličnu konstrukciju na način kako je to uobičajeno kod čeličnih konstrukcija.
.. Kod ovog primera je na čvorni lim navaren l-profil ubetoniran u zidno platno. Stub je bio zaštićen protiv požara izolacionim pločama koje se vezuju za prefabrikovani betonski zid.
\
3,60
3 Kod
h
3,00
H'\
d
fe
d
fe
d
fe
20 40
150 150
150 150
1,3 1,3
150 150
1,3 1,3
60
150
150
1,3
150
80
150
150 1,4
150
100
150
150
1,75
150
150
150
150
2,6
150
200
175
175
4,6
150
250
175
1,3 1,3 0,4 1,65 0,8 2,2 1,0 2,75, 1,3 4,2 1,9 3,25 3,9 4,9 4,4
200
3,85
175
300
200
4,65
175 5,25
400 500
200 200
6,15 7,7
200 200
b/h
2,40
0,80*
3,00
1,0
3,60
2,40 d
4,20 3,60
3,00
fe
d
150 1,3 150 150 2,1 150 0,2 2,0 . 150 3,15 150 0,2 2,65 150 4,2 150 0,3 3,3 150 5,25 150 0,4 3,4 175 6,1 175 1,65 6,55 200 4,55 200 4,3 4,0 200 200
d
fe
d
1,3 1,3 0,2 1,6 0,55 2,15 0,65 2,65 0,85 4,6 0,8 2,9 3,45 3,5 4,5 5,25 4,5
150 150
1,3 1,4
175 175
150
2,1
175
150
2,8
175
150 3,5
175
175
2,65
200
175
3,05
200
175
5,2
200
3,9
200 225
Jf
4,55 7,35
1,2
0,67*
2,40
fe
0,83*
1,0
I
3,00
3,60
fe
d
fe
d
fe
1,3 1,25 0,9 1,85 1,35 2,5 1,8 3,1 2,25 3,5 4,05 7,0 4,1
175 175
1,3 1,3 0,5 1,75 0,7 2,3 0,95 2,85 1,15 4,3 1,75 3,5 4,7 7,0 3,9
175 175
1,3 1,3
175
1,65 0,2 2,2 0,25 2,75 0,3 5,5
175 175 175 175 200 200
175 175 175 200 225 250
0,57*
0,715*
4,35 1,6 3,95 3,3 3,5 5,1
0,86*
Betonski zodovi betonirani na licu mesta Kod ovog načina građenja najpre se završava skelet, a posle montaže se postavlja oplata, armatura i onda betonira. Ovi radovi su otežani zbog prisustva čeličnog skeleta, ali se ostvaruje vrlo efikasan, monolitni način građenja. Ubetonirani stubovi postaju spregnuti stubovi (v. str. 215). U vezi sa zidnim platnom nastaje jedan upravno postavljen spregnut nosač izložen savijanju. Kako ovi zid!>vi nose tek posle stvrdnjavanja, mora se skelet· najpre provizorno ukrutiti montažnim spregovima.
1 Šaht za lift kome su četiri stuba u uglu ubetonirana u obimne betonske zidove betonirane na licu mesta.
2 Kod ubetoniravanja nosača treba da se sigurno utvrdi da ispod flanši nosača nisu ostale šupljine. Čeličnim profilima nije potrebna nikakva zaštita protiv korozije. Kod dovoljno debele obloge beton štiti čelik od požara.
3 Štapovi armature zavareni između stubova predstavljaju krut, vertikalan nosač izložen savijanju. Stubovi postaju spregnuti stubovi. U zidu nema horizontalnih nosača.
/I Štapovi armature između nosača - nava-
reni na čvorne limove - obrazuju krut nosač izložen savijanju, pogodan za preuzimanje tavaničnog opterećenja i za ukrućenje zgrade (Sumitomo, Japan).
6.3
5
Dukiilne betonske
1
ploče
U trusnim područjima su betonska platna previše kruta. Da bi se ona učinila popustljivijim (duktiInim). razvijene su u Japanu sledeće konstrukcije: 5 Betonska ploča koja je prema sl. 6.1 kruto vezana na čelični skelet dobija pomoću šUceva (izvedenih uloženim trakama od stiropora) veću deformabilnost (Inst.· Muta, Japan).
248
6.1
Detalji veza 6.1 Kruta veza betonske ploče. 6.2 Veza postaje duktiIna time što se ploča sa izrezima učvrsti na spoljašnjoj ivici zavrtnjevima pa se kod opterećivanja može deformisati u pravcu nosača. 6.3 Kod jednog drugog rešenja duktilnost je postignuta pomoću uloženih paketa če ličnih ploča i slojeva od plastične mase.
7 Kod jedne druge konstrukcije je zidno platno zbog povišenja duktilnosti horizontalno podeljeno. Obe polovine zida kruto povezane sa čeličnom konstrukcijom. U šlicu silu prenose čelične šipke koje su gore čvrsto ubetonirane, a dole l
Visoka
kuća
u
oblasti
Za ukrućenje ove protiv vetra i zemljotresa • Pune podvlake 3) koje prolaze podužnim pravcem zgrade u 4 glavne ose, i tavanični nosači u pravcu kao nosači oblika (sl. 2) VISine 80 cm - zavareni su sa stubovima u prostorni okvirni sklop. Poprečna i podužna polja kod šahtova 40 liftova su zatvorena prefabrikovanim betonskim su povećanja duktilnosti (uporedi str. šlicevima (zidovi sa v. str. 298, sl. 5). Dijagram na sl A poboljšanje duktilnosti betonske ploče sa šlicevima prema masivnoj betonskoj ploči. Na preuzimanju horizontalnog opterećenja učestvuju okviri sa 70%, • zidovi sa šlicevima sa 30%. Pri proračunu deformacija je uračunato: • deformacija stubova usled savijanja, smicanja, i aksijalnog naprezanja, deformacija nosača usled savijanja i smicanja, • aksijalne deformacije spregnutih štapova. Sistemi za ukrućenje mogu da podnesu najteže zemljotresne uticaje sa ubrzanjem do 0,5 g. Da bi se vibracije kod jakih zemljotresa održavale u dopuštenim granicama, bio je izabran period sopstvenih vibracija zgrade T=5,9 s, manji od T1 =0,1 n, gde je n=60 broj spratova Istraživanja vibracija potvrdila su ispravnost računskog postupka. Pet merača ubrzanja - podešenih za jake vibracije bilo je ugrađeno za stalnu kontrolu ponašanja zgrade prema zemljotresu. Visina nadzemnih 60 spratova bila je 226 m, a pri tom još tri suterenska sprata. Visina normalnog sprata 3,70 m. Spratna površina 71 ,2x63,6 m. Ukupna površina spratova administrativnog tornja je 20400 m2 • Stubovi su sandučasti stubovi 55x55 cm na rastojanju 3,2 m. Utrošak čelika 120 kg/m 2 •
1 Zgrada Sunčani sjaj (Sunshine) 60, Tokio, Japan. Arhitekte: Mitsubishi Estate Comp., Ltd. Inženjeri: Institut Muto za teoriju konstrukcija, Inc.
8
6
Tu N/mm2 ~--.
anvelopa masivni zid za smicanje
anvelopa histerizisnlh petlji zida sa kanal ima
4
2
4
249
Tok
osno,ma
načela
Betonska Jezgra u
čeličnom
skeletu
Pod "jezgrom" se u opštoj jezičkoj upotrebi podrazumeva betonski šaht koji služi za vertikalne komunikacije u zgradi (stepenišni prostor, šaht za lift, šaht za instalacije), a često i za mokre čvorove. Izraz "jezgro" nije uvek jezički najsrećniji,.npr., ako se jezgro nalazi na ivici zgrade ili čak i izvan zgrade, no zbog kratkoće biće ipak zadržan. Način građenja potiče iz betonskih konstrukcija. Kod čeličnog skeleta nije za vertikalne komunikacije potrebno betonsko jezgro; U SAD i Japanu, gde se mnogo radi u čeliku, ovaj način- građenja je malo ppznat. Jer, u konstrukcijskom smislu. vertikalne komunikacije znače pri čeličnom skeletu samo prodore u tavanicama. Stepenišne ploče i podesti se mogu u noseću konstrukciju ugraditi kao elementi tavanice. Za vatrostalno zatvaranje vertikalne komunikacije ~ kod čeličnog skeleta ni,su potrebni teški betonski zidovi. Ima lakših i jeftinijih građevin skih materijala -(npr., zidovi od gipsa, v. str. 316). Za mokre čvorove ne postoji nikakav građevinski tehnički razlog da se ugrade u masivno jezgro. No kako kruta betonska cev jezgra veoma efikasno ukrućuje zgradu, često je kod viših zgrada najekonomičnije rešenje mešovit način građenja betonskog jezgra i noseće čelične ~onstrukcije. No u svakom slučaju treba se podsetiti da vrata i izlazni otvori veza za snabdevanje zahtevaju često tako velike prodore u zidovima šahtova da njihovo dimenzionisanje kod platana po:stale teško, pa kod visokih zgrada zidovi u donjim spratovima postaju često veoma debeli.
građenja
Jezgra se betoniraju na mestu, pre montaže betonskog skeleta, jer bi on smetao pri postavljanju oplate. Kod .veoma visokih zgrada radi se naizmenično na jezgru i skeletu, pri čemu jezgro ide pred skeletom za nekoliko spratova. Ako je jezgro završeno ranije, mogu se na njemu postaviti ili obesiti dizalice za montažu skeleta. Primenijivi postupci za izradu otplate:
Veze nosača treba da kod montaže budu odmah sposobne e da preuzmu nnir;;::'Il"~:l>i"t<:l'ff1Ii/!:ll 1i'f:Il\Jrf:Aff1Ilt"'/!:ll e da građevinu taže. Primeri za kod nosača i tavaničnih ploča, vidi
Pojedinačna oplata Izrada oplate po spratovima uobičajena je samo kod nižih zgrada. Oplata se može postaviti sa malim tolerancijama, pri čemu se ostavljaju po želji udubljeni ili ispupčen i spojni elementi za noseć u tavaničnu konstrukciju.
Prenosna oplata Prenosna oplata koja se može dizati vertikalno pogodna je za visoke zgrade. Nju nosi zgrada, a podiže se po sprat naviše. Nisu samo poželjni elementi koji su istureni. Klizna oplata Postupak pomoću klizne oplate pretpostavlja zatvorenu osnovu jezgra. Ne sme da postoje istureni delovi građevine. Njihovo fiksiranje je problematično i mogućno je samo na armaturi. Kod postupka kliznom oplatom treba da se kod porasta visine računa sa većim tolerancijama čime se poprečni presek kod ovog postupka veoma dobro odlržava. Stepenaste promene u debljini zida zahtevaju promenu u oplati.
Sile koje treba da se prenesu noseće tavanične konstrukcije treba da se na betonske zidove prenesu sledeće sile: tavanice, vertikalna sila V od horizontalna sila H u pravcu nosača kao sila pritiska ili 7!:l1r/!:ll7!:lnii!:l horizontalna sila T nf:llu'
3 Od
delova rašte. tome kod nosnažne veze, moraju sača uzeti u obzir tolerancije. Saglasno sa šest stepeni slobode veza, mogu se elementi veze pomeriti obaveznom pooko tri ose ložaju u tri pravca i i"/!:lllii"nih
nF~uit<:ldni~
PranoAenje sila Statičko dejstvo 1 Masivni zidovi su pogodni za prenošenje horizontalnih sila, jer oni zbog svoje velike otpornosti prema smicanju imaju maJe deformacije. Zatvoren sanduk (jezgro) preuzima sve horizontalne sile, a može kao dodatno preuzeti i torzione momente koji nastupaju zbog nesimetričnog položaja jezgra u osnovi, uz pretpostavku da jezgro zbog veza sa krutim tavaničnim platnima zadržava svoj oblik.
250
Elementi koji se vezuju moraju se vezati da preNa zidove nesu silu: podvlake i tavanični nosači noseće tavanične konstrukcije i tavanična ploča.
ox tolerancija viSina 01' tolerancija bočnog nrllmt:l!lr~ni~ oz tolerancija dužina u
pravcu Veze nosača Kod veza kojima se prenose sile moraju se obrtanje veznih elemenata oko vertikalne uzeti u obzir svojstva oba materijala - čelika ose i betona - da se izjednače različite tolerancije, i da se istovremeno zadovolje i zahtevi a.y nagib veznih elemenata oko horizontalne ose y zaštite od zvuka i požara. cl z obrtanje veznih elemenata oko podužne ose nosaća.
Primeri
II'A@~nl!'1IlIl';!I;!I/FIIA
Centralno jezgro 1 Centralni položaj jezgra je rešenje uobičajeno kod izduženih, okruglih, trougaonih ili kvadratnih ,osnova. Kod Ajermanovog projekta za zgradu Oliveti postaje noseća konstrukcija: Spratovi stoje na konzoli jezgra (v. str. 252, sl. 1). 3 Spratovi vise na konzoli
Bočno jezgro Jezgro se raspoređuje bočno' kod manjih osnova: 4 Jezgro na dugoj strani kod zgrade uske osnove (Evropski centar, Berlin, v. str. 253, sl. 1). 5 Jezgro na uskoj strani kod zgrade zbijenog oblika. (zgrada Alijansa, Hamburg, v. str. 253, sl. 2).
4
Zgrade sa dva jezgra Da bi se izbegli napo ni usled promena dužina tavaničnih ploča, ne smeju oba jezgra da budu kruto vezana· (v. str. 230). 6 Jezgra se nalaze u unutrašnjosti zgrade, ili 1 spolja odvojena od naslaganih tavaničnih područja polja, čime se omogućavaju proizvoljna delenja spratnih površina (Univerzitet Bielefeld, v. str. 254, sl. 1). 6
7
Zgrade sa više jezgara
8 Kod zgrada sa velikom površinom sa tavanicama bez spojnica i sa više jezgara mogu se spoljašnja jezgra vezati samo za tangencijalne sile, a mogu bolje da se zamene tangencijalnim platnima (zidovi otporni na smicanje ili vertikalni spregovi) . (Hambrug, Visoka kuća Manhajm, v. str. 254, sl. 2).
Jezgro i zidno platno Kod izduženih ili raščlanjenih zgrada potrebno je više fiksnih tačaka (v. str. 330), npr., g Zgrade sa vertikalnom rešetkom i jezgrom spolja, koje preuzima sve podužno usmerene horizontalne sile i polovinu usmerenih poprečno. 10 Zgrada ukrućena jezgrom i podužni zid otvorenih stepenišnih prostora kao tangencijalni zidovi otporni na smicanje (str. 253, sl. 3).
Jezgro i okvir Kod veom~ visokih zgrada kombinuje se više mogućnosti ukrućenja: 11 Usko jezgro izdužene zgrade ima u podužnom pravcu zgrade dovoljnu krutost. U poprečnom pravcu podupire se okvirima dejstvom čelične konstrukcije. 12 Jezgro i fasadni okviri deluju kao cev (v. i str. 256) delujući zajedno radi ukrućenja visoke zgrade.
9
11
251
7_'I'
sa centralnim
la:l'orr.Mlml
1 Slično kao kod obešene zgrade na sl. 3, str. 190, tako i kod dve visoke kuće oblika putira grupe Oliveti nosi njihovo masivno betonsko jezgro. Vrlo laka 9- (8-) spratna čelična konstrukcija stoji na betonskom putiru. Komunikaciono jezgro ostaje slobodno kroz četiri sprata, putir obuhvata dva sprata, tako da korisni nivoi počinju u 6. spratu. Jezgro ih nadvišava za tri dalja sprata. Ćelič na konstrukcija je okružena "velom" balkona koji prolazi naokolo, r brisolejima na če ličnim okvirima, zgrada Oliveti, Frankfurt, arhitekta Ajerman.
Grupa građevina se sastoji od 10-spratne upravne zgrade i 6-spratnog tehničkog centra sa zajedničkim među prostorom između njih. Kod spratne površine od 31x34 mm centrič no smešteno jezgro sa 10,8x14,4 m ima veliki presek i ono je sa svojim velikim zidnim površinama jednostavan i ekonomičan sistem ukrućenja visoke zgrade. U površini jezgra su osim stepenica i liftova instalacioni šahtovi, sanitarne prostorije,· prostorije za razgovore i centar za informacije. - Centralna upravna zgrada Vagner Biro AG, Beč, arhitekta Ćernin).
252
ZOlrAdl~
sa
bočnim 1~2'or.~m
'I 22-spratna administrativna zgrada ukrućena je betonskim jezgrom koje se nalazi ekscentrično na dužoj strani. Jezgro sadrži šahtove za lift, stepenišne prostore i šahtove za instalacije. Najpre je pomoću klizne oplate izgrađeno jezgro. Na jezgru su izrađena dva ispusta za montažu čelične konstrukcije. Za učvršćivanje tavaničnih nosača ubetonirane su čelične ploče koje se za vreme procesa klizanja održavaju u svom poI.ožaju pomoću ubetoniranog rebra iz L-profila (Evropski centar u Berlinu, arh. Hetrih i Pećnig).
2 14-spratna administrativna visoka zgrada okružena je širokim 5-spratnim ravnim traktom. Ukrućenje visoke zgrade pomoću velikog ekscentričnog jezgra. Ukrućenje ravne građevine pomoću dva sporedna jezgra i jednim požarno-zaštitnim zidom. Jezgra su izgrađena pre montaže skeleta pomoću prenosne oplate. Veza nosača na jezgro pomoću niša u betonskim zidovima postala je sposobna da prenese sile tek posle betoniranja, tako da su bili potrebni montažni skeleti. - Uprava Saveza osiguranja u Hamburgu. Arhitekta: Hermkes.
3 Devetospratna zgrada sa krevetima vojne bolnice u Ulmu je u srednjem delu zgrade ukrućena sa dva mala zatvorena betonska jezgra, a u četiri krila sa po jednim jezgrom. Jezgra sadrže samo stepenišni prostor i šahi za instalacije. Grupa liftova nije uključena u ukrućenje. Jezgra u krilima su ~a svoja trf zida kruta samo U· tangencijalnom pravcu i ona ne pružaju nikakav otpor unutrašnjim silama u podužnom pravcu krila. - (arhitekta Hajnle, Višer i partner). 253
7""'11P~1P!1~
sa više
Je~~a~lra
1 Podužne zgrade i poprečni traktovi obimhog . kompleksa zgrada Univerziteta Bielefeld ukrućeni su betonskim tornjevima koji stoje slobodno spolja, i koji sadrže vertikalne komunikacije. 6- dd 12-spratne oblasti slobodno od fiksnih tačaka mogu se proizvoljno deliti. Da bi se izbegla prinudna naprezanja, vezana su horizontalna platna za vetar na jezgra putem prelaznih ploča, tako da je samo po jedno jezgro fiksno (nepokretno), no koje je, ili druga. jezgra, vezano sa tavanicom zbog prihvatanja sila od vetra koje deluje poprečno prema zgradi. - (Arhitekte: Kepke, Kulka, Hercog, Simpan (Siepmann), Teper (Topper)). 1.1 Podužne zgrade imaju za opterećenje vetrom grede na 3 stuba. Jezgra se nalaze bočno prema zgradama. 1.2 Poprečna krila su grede na dva oslonca. Jezgra se nalaze na kalkanskim stranama. Zbog toga su bila potrebna tri različita oslonca koja su prikazana shematski:
I
y!
,
I
~ e
1.3
1.4
1.S
1.3 Nepokretan oslonac. 1.4 Oslonac samo za h0rizontalne sile u pravcu x, za poprečna krila. 1.5 Oslonac samo za horizonaine sile u pravcu y za podužne zgrade.
2 Administrativna zgrada velike površine ukrućena je srednjom grupom jezgara i sa tri jezgra u spoljašnjim područjima.
2.1 Da bi se izbegle dodatne prinudne sile, spoljašnja jezgra su vezana tako da mogu preuzeti samo tangencijalne, a ne i radijalne sile. Tangencijalne horizontalne sile prenose se zglobna vezanim štapovima u jezgra. Tavanica se može pomerati relativno premat jezgru. Zbog toga su nosači oslonjeni na kliznim ležištima. Između tavanične ploče i zida jezgra ostala je razdelnica koja je zatvorena kamenom vunom. - (Glavna uprava Hamburško-Manhajmskog osiguranja, Hamburg, arhitekta: Spengelin).
254
Veze nosete tavanice na betonske zidove
Na betonske zidove jezgra treba da se vežu čelični nosač itavanična
Kod vezivanja čeličnog nosača problem je u tome što veze moraju da odmah posle montaže budu nosive. Ovde postoje tri postupka, pri čemu se čelični vezni elementi sa če ličnim nosačima povezuju prema pravilima za čelične konstrukcije (vidi str. 217): • U betonski zid se ubetonirajl,J vezni delo\fi koji strče iz betonskog zida.
• U betonski zid se ubetoniraju čelični delovi koji se povezuju sa zidom, i na koje se na gradilištu navaruju vezni delovi. U betonskom zidu se ostavljaju otvori u koje ulaze čelični nosači, pri čemu su zbog nepravilnosti oslonačkih površina i zbog prenošenja horizontalnih sila u pravcu nosača potrebni posebni oslonci.
Čeone ploče glave kod prenosne i klizne oplate Ploča se pri betoniranju kod prenosne opla.. te učvršćuje eventualno na njoj, inače na armaturi. Postoje grube tolerancije. Poprečne sile se prenose pomoću čeonih boicnova, a sile zatezanja momenta nastalog usled ek.. scentričnih veza pomoću vešaljki. Na lištu se navaruju sledeći vezni delovi: 3 Vezna ploča. Tolerancije Oz i ay se izjednačuju pomoću isecanja nešto veće isporuče ne podvezice, tolerancije Oy, ax i UZ nava.. rivanjemu ispravnom položaju: Uporedi str.
Oslanjanje" u otvoru Ova veza dolazi u pitanje kod svih vrsta Iata, doduše ne kod jako armiranog Zbog izbegavanja neželjenog uklještenja treba da otvori ostanu što otvoreniji, barem toliko da tek posle nanošenja što je II BY'YY\Jno dela stalnog opterećenja budu tvoreni. Oslonačka ploča i uSidrenje se pre montaže ugrađuju, podešavaju izalivaju. 5 Jednostavna oslonačka ploča sa nosačem učvršćenim pomoću zavrtnjeva. Oslanjanje nosača iznad lajsne za centriranje i fiksiranje protiv horizontalnih sila pomoću dve lajsne na oslonačkoj ploči.
H~ Vezni limovi kod pojedinačne oplate Vezni limovi· ne dopuštaju nikakvo izjednačavanje tolerancija te zbog toga moraju da budu veoma tačno ugrađeni. Ova veza dolazi u pitanje za gotove betonske delove i za delove betonirane na licu mesta u preciznoj pojedinačnoj oplati. 1 Prenošenje sila H i V pomoću navarenog lima. sila pomoću moždanika za
ox,
334. <4 Oslonački podupirači. Mala podvezica sprečava preturanje nosača pri montaži.
.==:(D
9
Veza ploča One prenose horizontalne sile H i tangencijaine sile T kao smičuće sile iz ploče u zid. . 7 Sipke armature koje strče iz ploče raču naju se u armaturu ploče.
8 Ako, npr. kod klizne oplate, treba da se izbegnu štapovi koji .bi bili ispred zida, može se armatura ploče uvesti u izdubljenu nišu u zidu, koja se pri betoniranju ploče zatvara.
9 Ako postupak postavljanja oplate ta da se ubetonira čelični okvir (ovde profil sa moždanikom za sprezanje), može isturena flanša da jednovremeno slUŽi oslanjanje ploče i za prenošenje horizontalnih sila.
255
Visoka zQlraClla kao flel(slc:mo
kruta cev
Kod visokih zgrada sa kompaktnom osnovom (krug, kvadrat, ne suviše uzan pravougaonik) povezuju se spoljašnji stubovi sa spoljašnjim rešetkama ili sa parapetnim nosači ma u jednu cev. Ovaj sistem ukrućivanja je naročito čvrst i ekonomičan. To nije samo zbog optimalnog podupiranja spregova, već naročito zbog sadejstva svih stubova i spregova, odnosno, parapetnih prečki spoljašnjih zidova.
1 Kod vertikalnih spregova koji su široki kao i zgrada i koji se nalaze u unutrašnjosti zgrade, primaju sile vetra samo oni spoljašnji stubovi, kao pojasni stubovi sprega, koji se nalaze u. ravnima spregova (a). Drugi spoljašnji stubovi (b) učestvuju, doduše, u horizontalnom pomeranju zgrade, ali ne pružaju nikakav otpor naprezanju savijanjem, jer ne dobijaju nikakve dilatacije. 2 Kod rešetki koje su spolja, deluju kod vetra na zid a vertikalni spregovi u zidovima c i d tačno tako kao i vertikalni spregovi u sl. 1. Ugaoni stubovi su štapovi pojaseva. No preko spregova ili fasadnih okvira u zidovima a i b su svi stubovi u ovim zidovima vezani za ugaone stubove i prisiljeni da učestvuju u dilatacijama. ~a taj način deluju svi stubovi zidova a i b kao .. pojasevi" rešetki c/d. Poprečni preseci pojaseva su, dakle, veoma veliki, a dilatacije spoljašnjih stubova male. Zgrada je kruta, spreg jeftin.
3 Centar Džon Henkok u Čikagu (arhitekte Grama i Skidmour, Ouing i Meril). Kod ove kuće visoke 335,28 m sa 100 spratova prenose se horizontalne sile preko spoljašnjih spregova, čime je postignuta velika ušteda čelika u poređe nju sa ukrućenjem u unutrašnjosti zgrade. Spoljašnje rešetke predstavljaju bitno arhitektonsko obeleŽje. Dijagonale, koje prema visini zgrade imaju značajnu širinu, presecaju prozore. Detalji v. str. 245, crtež 6. 4 Svetski trgovački centar u Njujork Siti-u (arhitekta Jamasaki i sar.). Oba tornja imaju po 110 spratova, visoki po 411,50 m. oni su ukrućeni isključivo okvirnim konstrukcijama spoljašnjih zidova, koje se sastoje od gusto poređanih stubova i visokih prečki spoljašnjeg zida. Detalji, v. str. 236, crtež 4. 256
Funkcija i izgradnja međuspratne tavank;e Funkcije tavan ica u pojedinostima Visina međuspratne tavanice Zaštita od zvuka;' Zaštita od zvuka kod tavan ica i pregradnih zidova Prenošenje zvuka Konstruktivne mere
Primeri 257 258 259
260 261 262
izvođenja
konstrukcije od šupljih profila
Spregnuti nosači Osnove Čelični profili Tablice nosivosti Izvođenje spregnutih nosača Betonske ploče betonirane na licu mesta Spregnuti nosač sa montažnim
konstrukcija
264
Osnove Puni nosač Uski valjani profili Nosači sa širokim flanšama Zavareni nosači Složeni nosači Veze nosača kod punih nosača Virendelov nosač Prodori nosača Rešetkasti nosač Osnove
273 274
Čvorovi
Funkcija i izrada tavanice
265 266 267 268 269 271 272
me,đU:SDI'atrae
276 277 278 278 279 280 281
pločama Noseća tavanična
274
Noseće
Testerasti krovovi Noseće konstrukcije za testeraste krovove
282 Protivpožarna zaštita
Izrada tavan ica ;Tavanična ploča Osnove Ploče od čeličnog lima Ploče sa nosećim čeličnim limom Ploče sa nosećom betonskom pločom Čelični lim - spregnute ploče Betonske ploče
283 283 285 285 286 287
Protivpožarna zaštita tavanica Osnove
288
Izvođenje radova preko noseće tavanične konstrukcije a naravno i plafona, važe i za krov. Izrada krovnog pokrivača je obrađena na str. 354 i dalje.
ćenja
zaštita od zvuka između spratova o toplotna zaštita • zaštita od vlage • vođenje horizontalnih kablova i instalacija kućne tehnike. Za ispunjenje ovih zadataka često se traži višeslojna konstrukcija. Od njenog sastava, od konstrukcije i debljine pojedinih slojeva zavisi visina tavanice koja opet-utiče i na visinu cele zgrade. o
Međuspratne područja:
289 289
Protivpqžarna zaštita nosača
Zadaci tavanice Međuspratnom konstrukcijom vrši se horizontalno odvajanje spratova. Ona ima sledeće zadatke: o optičko zatvaranje prostora o primanje vertikalnih i horizontalnih optere-
tavanične
ploče
tavanice obuhvataju sledeća
Plafon i. pod Osnove Elementi obešenih plafona Raščlanjeni plafoni Malterisani i fugovani plafoni Pod
290 291 292 293 293
." Autor: Fric Haferland
Plafon Njime se tavanica zatvara odozdo, a može d ase sastoji od: .. jednog sloja Oa donjoj strani tavanične ploče i na tavaničnim nosačima, ili .. iz jednog obešenog, često višeslojnog plafona.
Izrada poda Ovde spadaju slojevi .. za izravnanje .. za izolaciju .. za prigušenje za raspodelu opterećenja i .. za podnu oblogu Noseća tavanična konstrukcija (gruba faza tavanice) Kod čeličnih konstrukcija ona se sastoji od .. tavanične ploče i .. čelične noseće tavanične konstrukcije.
noseća tavanična
konstrukcija
3 oblast i:zmeđu ploča
4 plafon
1. Slika pokazuje koji slojevi;mogu učestvo vati na ispunjavanju različitih zadataka. .
251
fUlrlk(~lJe
tavanice u
U narednom tekstu posmatraće se u pojedinostima funkcije koje treba da ispunjava međuspratna konstrukcija. Nošenje opterećenja Tavanica sakuplja vertikalno opterećenje od sopstvene težine i pokretnog korisnog opterećenja i savijanjem ih prenosi na osIonač ke tačke čeličnog skeleta. Dalje, tavanična ploča- preuzima horizontalne sile od vetra i drugih uticaja, npr., zemljotresa, i predaje ih nosećim konstrukcijama ukrućenja zgrade. Tavanica kao nosač instalacija Sa rastućim obimom tehničke opremljenosti naših zgrada ova funkcija tavanice dobija sve veći značaj. Da bi se omogućila promena rasporeda prostorija, vodovi vertikalnih instalacija se koncentrišu u malom broju ša~ htova, unutrašnji zidovi se po mogućnosti drže slobodnim od instalacijskih vodova, a tavan ica sa svim svojim slojevima pokriva horizontalnu raspodelu vodova. Osim samih vodova u tavanici se smeštaju agregati za osvetljenje i ventilaciju, grejanje, uređaji za gašenje požara, cevna pošta i mnogo drugog, sa uređajima za uključivanje i regulaciju. Od obima instalacija i koordinacije noseće tavanične konstrukcije sa angažovanjima u prostoru između dve ploče zavisi visina tavanice, v. str. 259. Konstrukcijska rešenja v. str. 306-308. Protivpožarna zaštita Tražena protivpožarna postojanost noseće čelične konstrukcije može da se postigne:
Zaštita od zvuka Zaštita od zvuka dobija sve veći značaj time što mnogo ljudi mora sa svojim tehničkim uređajima da stanuje, radi ili uči na te~mom prostoru. Ploča mor ada poseduje moguć nost prigušenja zvuka usled hodanja i zvuka iz vazduha. U smislu zaštite od zvuka tavanica se sastoji od jednog ili više slojeva. Razlikuje se:
2.1 Jednoljuskasta tavan ica se sastoji samo od gole noseće ploče. Ona se u smislu akustike naziva i kao jednoljuskasta, ako ona kao čvrsto zalepijene slojeve ima gore izravnavajući premaz, ili dole, sloj mattera. Jednoljuskasta tavanica može pružati dovoljnu izolaCiju od zvuka iz vazduha, ako joj je težina dovoljno velika, ali nikada ne daje dovoljnu zaštitu od zvuka nastalog hodanjem. 2.2 Dvoljuskasta tavan ica ploče sa plivajućim ....."",""'''',.",''','''' nom međusloju
Za toplotnu zaštitu tavanica iznad prolaza, praznih ili podruma noseća tavanica ili se na plafon polože zaštitni nnlrll'i\j'~t'\>j
Zaštita od vlage 3.2 Zazaptivanje tavanice po kojoj se neposredno hoda ili vozi (npr., u otvorenim garažama) v. str. 294. 3.2 Zaptivanje tavan ica napolju, npr., terase iznad dvorišnih podruma ili u garažama. Sam asfaltni sloj nije dovoljan, jer asfalt čes to puca. Kod manjih zahteva dovoljno je da se na golu tavanicu, a pokrivača nanese sloj asfaltne mase 1 cm. Iznad zatvorenih prostorija zahteva se izolacija od aluminijumskih ili bakarnih folija koje se trake od lažu u bitumen, ili tične mase, iznad zaštitni ga ili
1.1
3.3 Hidroizolacija sanitarnih ........,tf>i-"'...ii .. vodi se pomoću ne~)roIPu~~tlii'/it jeva, npr., Ii"@V'f!lfYI,ir.li"ih v1odc:me!pr<)pustljivih lepljenih nlf!l,~ti""nih
1.2
1.1 Za tavaničnu ploču izborom prema dovoljno postojanog (npr., logom, v. str. 289, sl. 1-4). 1.2 Za nosače oblaganjem, kao što je obmotavanje betonom i nanošenje zaštitnog sloja (v. str. 289, sl. 5--106. 1.3 Za konstrukciju tavanice u celini zatvaranjem odozdo (plafonom, v. str. 288) i sa strane (zidovima ili pregrađivanjem) .. Konstrukcijske mogućnosti, v. str. 290-293. 258
2.3 Od gole sa dole obešenim nom. Troljuskasta tavan ica od ploče sa plivajućim premazom i plafonom. Kod akustičkih ispitivanja mora uključiti celokupni sklop tavanice. Sažet prikaz pitanja vezanih zaštitu od zvuka u čeličnim konstruKcijama ViSOKC)Qradnje, v. str. 260=-263. Toplotna zaštita Kada tavanica razdvaja zaClrellanl jani sprat, toplotni je potreban tavanica spratova. Za toplotnu zaštitu sa važe načela kao i kod str. 351 i dalje).
Zaštita od y .....·"'''''iia O merama koje su nft'i~ .."",t" ... "" zaštitu čelične konstrukcije v. str. 388 i Ije.
Visina
mE~dllisP!ra1:ne
tavanice
LlI"""""",,,,..,,,_,,,,
nosača
nosača (tavaničnih nosača
i
oOć1vlslkal
Visina zgrade zavisi od korisnih spratnih visina i od konstrukcijskih visina meiCfu:spratnil1 vanica. Više tavanice dodatne izdatke, npr., dužine ;:'llAU\'/lI~ visine stepenica površine spoljašnjeg GJ površine unutrašnjeg zida.
mogu nosači da SleICle(:e načine:
m
p
Konstrukcijska izgradnja tavanice mora se stoga utvrđivati jednovremenim uzimanjem u obzir svih njenih funkcija. Konstruktivna visina tavanice zavisi od: GJ visine i ugiba nosača GJ rasporeda nosača u jednom ili dva nivoa GJ debljine tavaničnih ploča GJ zahteva za prostorom u tavaničnom međuprostoru zbog vođenja instalacijskih vodova, naročito za dovod vazduha GJ visine konstrukcije plafona GJ debljine izgrađenog poda.
!iIilililililli!!llI!li!iililililill!l!l"!li!iII!!1!1!i!ilIIl!!IIiii!!II!1i!iill!illlll!!l!!ill!iiliil!!!illllil
Primeri
sklopova Tavanica sa jednim redom nosača
<4 Laka tavanica sa 3 kN/m2 pokretnog korisnog opterećenja i sa rasponom od 6,0 m, umerena količina instalacija 5 mm podni pokrivač 100 mm betonska ploča 240 mm tavan ični nosač 80 mm plafon 425 mm
mm 30--100 mm 25 mm
11 Nosači se nalaze u istom nivou. Konstruktivna visina zavisi samo od visine višeg nosača. Vodovi se vode ili kroz nosač ili ispod nosača.
2 Nosači leže položeni jedni iznad drugih. U visinu tavanice sada ulazi zbir visina oba nosača. Konstrukcija je jednostavna. Vodovi se mogu voditi prema toku nosača u dva nivoa.
Najniži sklop tavanice nastupa kod tavanice bez nosača, gde, prema str. 208, stubovi neposredno nose debelu betonsku ploču. Ista situacija se dobija kada se kod tavanice sa čeličnim nosačima nosači nalaze u pregradnim zidovima, v. str. 317, s1.5.
4
t81vanlčnlh
5mm mm
premaz sa ele~ktr'oirlst~lla(~ijo,m premaz Tavan ična armiranobetonska ploča . od traReza.stog lima prekrivena slojem betona betonska ploča bez nosača ili rebrasta betonska ploča tavan ični nosač podvlake GJ Plafon obešeni plafon kao zaštitna obloga protiv požara
S druge strane, visoka konstruktivna visina tavanice olakšava provođenje vodova (kablova) u tavaničnom međuprostoru i može dovesti do ušteda u kućnoj tehnici. Dovo ljan prazan prostor u tavanici je važan za naknadne instalacije i za promene instalacija. Utvrđivanje visine tavanice je, dakle, važan korak u optimizaciji, jer izbor ispravne visine tavanice može da bude od velikog uticaja na ukupne troškove igrade. Međutim, ne utiču samo instalacijski vodovi na visinu tavanice, već takođe i drugi zahtevi.
Debljine slojeva tavanice Kao orijentacija za ""r. ''''''r\I.:rt'll 'i90 tavanice da IJU;::;IU"~~ izrada podni plivajući premaz 35izolacija zvuka od ho-
100--150 mm 120--160 mm 150-400 mm 240-400 mm 360-600 mm
40- 80
!I!!Ii1l!1i1!WilllII!!!i""W!iililiI!ili!i1I1!!I!1!!!I!11!II!!11Ii!i1I!11I!I!!iI!!Ii!!I!II!I!Ii!l!l""!I!!!I11i
Tavanica sa dva reda nosača 5 Upušteni nosači, pokretno korisno opterećenje 3,5 kN/m 2, raspon 7,2x7,2 m, umerena količina instalacija 5 mm podni pokrivač 15 mm izravnavajući premaz 140 mm tavan ica od trapezastog lima 400 mm podvlaka 80 mm plafon 640 mm
mm
6
«; Tavanica sa
nosačima jednim iznad drugih, pokretno korisno opterećenje 5 kN/m 2, raspon 9,Ox12,O m, velika količina instalacija podni pokrivač 5 mm premaz sa elektroinstalacijom 100 mm betonska ploča 120 mm tavanični nosač 360 mm podvlaka 450 mm plafon 80 mm 1115 mm
259
Za:šti1ta od zvuka kod tavanica I nli"~::ihlflli"!i:i!ltinilh zidova U okviru aspekta građevinske fizike dobijaju konstrukcije koje razdvajaju prostore, kao međuspratne tavanice i pregradni zidovi, poseban značaj u odnosu na zaštitu od zvuka. One imaju naročiti dopunski zadatak da štite od zvučnih smetnji iz susednih prostorija. R~likuju se dve vrste zaštite od zvuka: CP zaštita od zvuka iz vazduha CP zaštita od ljudskih zvukova (specijalno, zaštita od zvuka usled hodanja). U prvom slučaju se radi o prigušenju prenošenja zvuka od izvQra zvuka u vazdušnom prostoru susednih prostorija, a u drugom slučaju o prigušenju izvora zvuka neposredno u ili na građevinskim delovima konstrukciJe zgrade. Ovo poslednje nastupa pre svega delovanjem zvuka usled hodanja po međuspratnoj konstrukciji.
O~Uh" • nepo,redno prenošenje
o
,I'.i "'-
--------~I ~
prijemnik
____________~
Pobuđivanje i Širenje zvuka Zvuk može da se pobudi mehaničkim pobudivačem u gasnim, tečnim ili čvrstim sredinama i širi se u obliku talasa razlike pritiska radijaino na izvor zvuka.
I··· .. ···························· ................... ·········1 (= talasi razlike pritiska)
poprečni taila_.Si__~_
f 260
Da bi se moglo raditi sa očiglednim numeričkim veličinama, uvodi se dekadni logaritam, a jaČina zvuka meri ulogaritamskoj skali sa "decibelima" (dB). Vrednosti ove dB-skale nazivaju se jačina zvuka (L). Decibelska skala ide u intenzitetu prema približno 12 potencija broja 10, od vrednosti O (prag slušanja) do vrednosti 120 (prag bola). Mereni zvuk (L) obrazuje tada logaritamski odnos: L= 10·log P2/P02, odnosno, =20·log p/Po (u dB). Referentna jačina zvuka kod praga slušanja je internacionalno utvrđena i kod 1000 Hz iznosi 10= 10-12 W/m2, odnosno, Po = 2·1()-5 N/m2. Jačina zvuka u dB-skali je isto tako fizička r~mera,v i ?a "jačinu zvuka" nadenu ljudskIm slusanJem određena je samo kod 1000 Hz. Kod svih drugih frekvencija oseća čo vek istu jačinu zvuka drugačije glasno. To važi i za različite veličine jačine zvuka. Iz ovih razloga uvodi se još i tzv. fon-skala, koja uzima u obzir razliku zavisnosti kako od frekvencija tako i od jačine zvuka. Ona se sa dB-skalom podudara samo kod 1000 Hz.
neposredno prenošenje
1 Kod međuspratnih konstrukcija je značaj na zaštita kako od zvuka iz vazduha tako i od zvuka usled hodanja; kod pregradnih zidova bitna je samo zaštita od zvuka iz vazduha - bez osvrta na pobudu zidova zvukom od ljudski preko zidnih instalacija u sanitarnim prostorijama, kuhinjama, itd. Pored prenošenja zvuka kroz same pregradne konstrukcije dolazi po pravilu još i do prenošenja zvukova sporednim bočnim putevima kroz delove konstrukcije koja zatvara prostor, na način poput nekog zvučnog mosta. Minimalne vrednosti oprigušenju zvuka iz vazduha i zvuka usled hodanja u DIN 4109, "Zaštita od zvuka u visokogradnji".
r=
1$==1 W/m2 •
.
O
prenošenje
podužni talasi (zvuk)1
se izrazi kao intenzitet zvuka (I) ili kao pritisak zvuka (p). U slušnoj oblasti ona oscilira; uz pretpostavku da je f= 1000 Hz, od tzv. praga slušanja sa 10= 10-12 W/m2 do tzv. praga bola sa
konstrukcija sa čekičem
bočno
prijemnik
Jačina zvuka i jaČina glasa (Fizička) jaČina zvuka može da
zvuk od tela (zvuk od hodanja)
r----"<-----+--·-.-:.:.· .. ··::.:..:.;·······l .~====$~~
"
2 Talasi razlike pritiska (dilatacioni talaSi) su, suprotno od transverzalnih talasa, longitudinalni talasi. U vazduhu se dilatacioni talasi superponiraju atmosferskom pritisku vazduha. Brzina zvuka (c) zavisi, saglasno obrascu c = VEd/p od dinamičkog modula elastičnos ti (Ed) i gustine (p) sredine, i ona je u elastičnijim i lakšim sredinama manja nego u težim. Ona iznosi, na primer: u vazduhu cv~ 340 mIs zidu od opeke Cz = 2000-3000 ml s betonu Cb = 30Q0-4000 m/s čeliku Cč ~ 5000 ml s Talasna dužina (1\,) dilatacionih talasa dobija se uZimanjem u obzir frekvencije f u hercima (Hz) prema obrascu 1\,= cIf. Za 1000 Hz u vazduhu je 1\,=340/1000=0,34 m. Za građevinsku zvučnu zaštitu od naročite važnosti je područje 100 do 300 .Hz. Oblast ljudskog sluha obuhvata 16 do 16000 Hz. Za opažanje zvuka značajna je nadalje i jačina zvuka. Č ove čji sluh može opažati zvuk samo u ograničenoj oblasti jaČine zvuka.
visina amplitude (visina pritiska)
3 Linije nanesene na fon-skali, nazvane izofone, predstavljaju mesta jednakih jačina zvuka. Pri tome treba.da se utvrdi da se fizički jednako jak zvuk kod nižih frekvencija posmatra kao fiziološki mnogo slabiji nego kod srednjih. Fon-skala Sef za merne i računske svrhe teško može koristiti kao skala jačine zvuka.
jačina
zvuka - fon
t
dB
140
I
120"'-
~ i'--. " "-r--r--....'- 1----
""~
~
0: ",-" t"'",8~ :'0 ""-" "'-.. t"''-~ "-'" ""'- "-
~ 60-
~ ~f" ,,"- I"'-
'E ~ 40 E
Im ---- SG.. "-
---
y-
r--.
--
r-
~
--
O
"-
20 10
1--1---
'='
'"
JlO. l"----.. liQ' I'---
--....
30
~t--
'" ~
70
40
c:::""-""~ ---..........
20
200 2000
2
v /' -..... ",-' ~I/ 1/ I--V V100
--
~~ ""- t'--~ ~
VV
120
N/rif flbar
200
illO ----- f'-..
~ ;:\f', ~ ~ ~
)A
10
130
-I-- r--..
i'---
W/m2
140
O
,
2 20
V V r---..
V r V V "L/V v' "," ./
l/Y V 1'\ l'--- --vV V'"'I\
0,2 2 ~
2.10-2 0,2
........
.t:
o.
2.10- 3 2·1O- 2 ·č >o :I :> 2.10-4 2,10-3 N
v V ~ ~ _I--' ~ _/ /
/,..
:ll
f:'
v/
I'--- I-- v / rl" lJ ~ v'/ --!--
4 5
10
:>
3 4 5
frekvencija
Iz tih razloga se u praksi uopšte koristi dB-skala. Pokazane razlike se ipak u drugom obliku približno uzimaju u obzir. Tako su referentne krive za zaštitu od zvuka (obavezne krive) određene za sve odnose u dB-skali. Kod podatka o buci od saobraćaja u jedinicama jačine zvuka sprovodi se to, na primer, u dB (A), pri čemu se koristi dB-skala za koju izofona 40 važi kao referentna linija. Sve izofone koje se nalaze iznad ili i$pod usvajaju se zbog jednostavnosti da su joj paralelne. Postoji nadalje još jedna dB-skala (B), gde kao referentna linija služi izofona 70, i dB-skala (C), sa izofonom 100, kako bi se zvuk u ovim oblastima mogao bolje oceniti.
----=--
7 1000
?
34571000016000 Hz
Sve ove skale predstavljaju relativne, a ne apsolutne razmere. Zbog logaritamske razmere one ne daju direktno nikakav podatak o nađenoj jačini zvuka. Udesetorostručenje jaČine zvuka sa 10'log P2/P02, npr., od 10S na 106 , dakle, od 50 na 60 dB, otprilike odgovara udvostručenju nadene jačine zvuka. Prema fon-skali vrednosti odgovaraju navedenim bukama: . 10= šaputanje 30 = tihi govor
70 = ulični saobraćaj 80 = pneumatski če kić
50 = normalan govor 100 = kazandžije 120 = mlazni avion 60 = usisivač
prE~n(!ISenJe
zvuka
Zvuk iz vazduha Kod prenošenja zvuka kroz zatvorene delove građevine - iz vazduha kroz deo građevi ne u vazduh - u prvom redu se jedan, relativno mali deo energije reflektuje ili apsorbuje na površini. Drugi deo se usled otpora mase pretvara u toplotnu energiju, ili, usled vibracija u mehaničku energiju. Od ovog poslednjeg se jedan deo zrači u prijemnu prostoriju kao zvuk iz vazduha. Na kraju, direktno prenošenje zvuka može da nastupi" f kroz mesta sa pukotinama. U prijemnoj prostoriji se prenesena energija zvuka ponovo raspodeljuje i pri tome apsorbuje na povrŠinama koje zatvaraju prostoriju. Apsorbovani deo se kod ocene apsorpcione vrednosti građevinskog dela mora pažljivo registrovati, jer on može da pokvari meru prigušenja. Iz razlika izmerenih zvukova u prostoriji odašiljača (L1) i prostoriji prijemnika (L2) dobija se u prvom redu diferencijacija merenih zvukova (D): D II -l2 u ~B) Da bi se uzeo u obzir uticaj apsorpcije u prostoriji prijemnika, kao i uticaj delujuće veličine pregradnog dela građevine, dodaje. se jedan dopunski član: + 10'log S/A (u dB), tako da se za meru prigušenja zvuka (R) dobija R = D + 10·log SI A, odnosno, R -10 . log S/A=D (u dB), pri čemu je S = veličina pregradne konstrukcije građe vine (u m2 ) A = ekvivalentna površina upijanja zvuka (A= F'a u m2), iz povrŠine prostorije (F) puta njen specifični koeficijent apsorpcije (a). Razlika jačina zvukova (D) je utoliko veća, ukoliko je manja pregradna konstrukcija građevine (S) i ukoliko je veća povrŠina upijanja ("gutanja") zvuka (A) u prostoriji prijemnika. Iz razloga upoređivanja mernih vrednosti uvedena je stoga za određivanje tzv. "normirane" razlike jaČina zvukova (Dn) referentna povrŠina upijanja zvuka Ao=10 m2 . Kod određivanja iznosa za prigušenje zvuka pretpostavlja se da ne postoji nikakvo boč no prenošenje zvuka'. Kod laboratorijskih merenja ova je pretpostavka mogućna, ali u praksi ipak nije. Iz tih razloga se za merenje na građevini uvodi tzv. građevinski iznos prigušenja zvuka (R'), pri čemu se uzimaju u obzir izvesni odbici zbog prenošenja sporednim putem približno reda veličine reda 2-5 dB, saglasno sa miimalnim zahtevima iz DIN 4109. Zvuk od hodanja Za stvaranje zvuka od hodanja, kao jednog posebnog oblika zvuka od ljudskih uticaja, služimo se normiranim uređajem sa čeki ćem. Tada se evidentira samo još jačina zvuka u sused nim prijemnim prostorijama. I ovde utiče' veličina ekvivalentne površine upijanja zvuka u prijemnoj prostoriji na evidentiranu vrednost jačine zvuka. Iz razloga omogućenja upoređivanja vrednosti uvodi se ovde referentna povrŠina upijanja zvuka Ao= 10 m2 • Tada se za "normiranu" jačinu zvuka od hodanja (Lo) dobija '-0= LT + 10·log A/Ao (u gB).
jačina zvuka od hodanja (po oktaVi) u prostoriji prijemnika, pri čemu je isključeno bočno prenošenje zvuka (laboratorijsko merenje ). Za merenja na gradilištu analogno se za iznos prigušenja zvuka (R') uvodi normirana jaČina građevinskog zvuka od hodanja (L'n) pri čemu su opet utvrđeni, prema minimainim zahtevima norme DIN 4109, određeni odbici zbog prenošenja zvuka sporednim putem.
LT je evidentirana
Za zaštitu od zvuka usled hodanja kod tavanica važi sledeća referentna kriva:
.l:
dB
~
70 F--+=----=--+-----/---t-----J
'2' til
"'o
o
.c.
"'o 60
o
~
:::J
::-
Ocenjeno prigušenje zvuka
N
Za ocenu prigušenja zvuka služe u DIN 4109 tzv. "referentne krive". Za zaštitu od zvuka iz vazduha kroz pregradne građevinske konstrukcije važi sledeće referentna kriva:
Č 00r---T---~~~~---t--~~.
~
E 'i:
.~
4Or---+-----+-~_t_---h___J
E
o
I:
200
kriva propisana prema DI N 4109,
II: til
330
> N
Q)
'c
.m:::J 20
Ji!!
li til
~ 10
E
s' O
-10 ' - - l - - - ' - - ' L - l - ' - - ' - - ' - L . - - L - ' - - ' - - - l - . L - L - 1 - - ' - - L - - I 100 200 400 000 1600 3150 6300 Hz
4
frekvencija f
«1 Referentna kriva (S) ima granu koja pada ulevo, pa se time uzima u obzir manja slušna osetljivost, kao i, uopšte, manje prenošenje zvuka kroz delove građevine u oblasti nižih frekvencija. Za određivanje iznosa (mere) zaštite od zvuka iz vazduha (LSM), pomera se referentna kriva tako dugo naniže (ili naviše) dok prekoračenje pomerene referentne krive (Sv) kroz krivu (M) dobijenu merenjem ne iznosi u središtu više od 2 dB. Merene vrednosti koje se nalaze iznad krive Sv (povoljnije vrednosti) ne mogu da se koriste za izravnavanje. 8-kriva je do sada važila kao tzv. "obavezna kriva" = minimalne vrednosti. U međuvreme nu su prema DIN 4109 minimalne vrednosti bile povišene, tako da ona važi samo još kao referentna kriva. U projektu normi je stoga nova referentna kriva pomerena naniže za cca 52 dB (S') pa joj se stoga srednja vrednost nalazi na O dB, Vrednosti prigušenja koje odatle rezultiraju su uvek pozitivne, i nazivaju se "ocenjen" iznos za zaštitu od zvuka (R'w). Određivanje veličine R'w dobija se, kao i ranije, pomeranjem referentne krive,
000 1000 frekvenCija
s
2000 Hz
5 Referentna kriva (S) rezultira iz pobuđe nja zvuka hodanjem putem normiranog uređaja sa čekićem i sa granom krive koja sada pada udesno, uzima se na analogan način kao i pre u obzir manja slušna osetljivost, i u ovom slučaju (suprotno nego kod prenošenja zvuka iz vazduha) već prenošenje zvuka usled hodanja u oblasti nižih frekvencija. Zaštita od zvuka nastalog hodanjem je u toliko bolja u koliko je niža evidentirana merena vrednost zvuka od hodanja. Za izračunavanje iznosa zaštite od zvuka usled hodanja (TSM) referentna kriva se pomera naniže tako dugo, dok prekoračenje pomerene referentne krive (Sv) kroz krivu dobijenu merenjem (M) u središtu ne iznosi više od 2 dB. Merene vrednosti koje se nalaze ispod krive Sv (povoljnije) ne razmatraju se. Kriva S je do sada važila kao "obavezna kriva" = najviše vrednosti. U središtu ona se nalazi kod 65 dB. U međuvremenu su najviše vrednosti smanjene, tako da ona služi zapravo samo još kao referentna kriva. Analogno kao kod zaštite od zvuka iz vazduha moglo bi se i ovde raditi sa jednom referentnom krivom koja ima svoje središte kod O dB, pa se vrednosti razlika prema krivoj dobijenoj merenjem koje odatle rezultiraju, na analogan način nazivaju "ocenjen " iznos merenog zvuka usled hodanja (L'w). Najmanje vrednosti zaštite od zvuka iz vazduha I zvuka usled hodanja
Za zaštitu od zvuka iz vazduha i zvuka usled hodanja kod tavan ica i pregradnih zidova važe sledeće vrednosti (iz projekta normi od 1979). R'
LSM
'I Višespratne zgrade sa prostorijama za boravak (radne i stambene prostorije) 1.1 Tavanice između stanova i tuđih radionica, ispod potkrovlja, koje se koriste, iznad podruma. kućnih hodnika, prolaza, ulaza,
itd. :::: 55 ~ 3 :::: 13 1.2 Zidovi između stanova i tuđih radionica, na hodnicima, stepenišnim prostorima, ulazima ili prolazima, i dr. :::: 55 .:::: 3 2 Gostionice, bioskopi, zanatske radionice (ograničeno na stanove ili tuđe radionice) 2.1 Tavanice, uopšte: ::::62 :::: 10 ::::20 2.2 Zidovi, uopšte ::::62 ::::10 3 Hoteli, pansioni, bolnice 3.1 Tavanice između mirnih i glasnih prostorija (radionica)
::::62
:::: 10
::::20
Tavanice između dve mirne prostorije (na primer, bolničke sobe) ::::55 :::: 3 ::::10
261
Kons1trulkCIJSI4:e mere
Pod određenim okolnostima mogu rezonantne pojave pokvariti tok krive prigušenja. Rezonantna pojava koja je bitna za ove slučajeve je tzv. efekt usklađivanja traga, koji može u određenim oblastima frekvencija nastupiti usled superpozicije koso upadnih (zavisnih od ugla) talasa pritiska zvuka .~a talasima savijanja pobuđene konstrukCIJe. To je zavisno od krutosti savijanja i mase (m = površinska težina), odn., dinamičkog modula elastičnosti (Ed) i (p). Takozvana kritična frekvencij~ ). izanad koje odmah nastupa efekt .. pnla nja tragova", može se približno izračunati prema sledećim obrascima:
Da bi se postigle tražene vrednosti zaštite od zvuka, moraju se pronaći odgovarajuća konstrukcijska rešenja. Odluke o tome treba da se često donesu već u ranoj fazi projektovanja, jer se osnovne konstrukcijske koncepcije većinom teško mogu menjati u kasnijoj fazi. Red veličine tražene zaštite od zvuka postignute konstrukcijskim merama može se teorijski izračunati samo približno, zbog čega treba da se uvede određen stepen sigurnosti. Tačne vrednosti stvarno'postignute zaštite od zvuka moraju se naći merenjem.
Dvoljuskaste tavanice i zidovi I kod dvoljuskastih konstrukcija mora da na efekt "usklađivanja . Iz budu izverazloga moraju ili obe ljuske dene tako tanke i meke prema savijanju da njihova granična frekvencija bude iznad 2 c- ' ~ 1 (u Hz) 3000 Hz, ili se pak jedan krut sloj - sa grafgr =2p - iIi·f =2·105 '-' B . gr d ničnom frekvencijom u neželjenoj oblasti od 100 do 3000 Hz mora kombinovati sa fleksigde je ono mekim slojem. U tom slučaju postoji d = debljina građevinskog elementa (u cm) kod dvoslojnih konstrukcija prednost da sup = gustina materijala (u kg/dm3 ) Ed = .dinamički modul elastičnosti (u N- perpozicija vibracija koja nastupa u krućem sloju može biti upijena (progutana) od druIcm 2 ). Radi upoređenja podaci za nekoliko materi- gog sloja sa različitom graničnom frekvencijom. Pri tome je pogodno, da bar jedna od jala: dve unutrašnje površine ima apsorpcionu sposobnost. Kod toga praktično ne igra ni9 35 .105 kakvu ulogu na kojoj se strani u odnosu na 2,4 armirani beton 2400 35'10 prostoriju prijemnika nalazi mekši ili krući 2,0 zid od opeke 2000 25'109 25 '105 0,8 gipsane ploče 800 4'109 4'105 sloj. 9 5 0,5 masivno drvo 10 '10 500 10'10 Posebna zvučno-tehnička prednost dvoljus0,6 ploče od iverice 600 3'109 3'105 kastih konstrukcija se pre svega sastoji u 7,8 210 . 109 210' 105 7800 čelik tome što se prisutna energija zvuka može kroz elastični međusloj mnogo bolje poništiKritična granična frekvencija je utoliko niža ti, čime te konstrukcije mogu postići mnogo ukoliko je deblje (d) i - s time najčešće po- bolje vrednosti prigušenja nego jednako vezano - ukoliko je ploča kruća (Ed)' Obrnu- teške jednoljuskaste konstrukcije. Oba sloto, ona je viša, ako je ploča tanja i fleksiono ja moraju konstruktivno da budu međusob mekša. Treba samo nastojati da granična no spojena što je moguće elastičnije, jer frekvencija u manje važnim oblastima frek- zvučni mostovi mogu jako da pokvare vredvencija bude ili ispod 100 Hz, ili iznad 3000 nost prigušenja. Hz. Kod jednoljuskastih ploča sa većom površinskom težinom pokušava se da se granična frekvencija učini što je moguće No dvoslojna konstrukcija obrazuje sada jemanjom od 100 Hz. Na to se, npr., kod plo= dan oscilatorni sistem, kod koga može da če od teškog betona postiže tek od debljine nastupi još jedna rezonancija osim one po,. d ~ 15 cm, a kod zida od opeke od menute ranije, ona svojstvena frekvencija koja nastaje usled zajedničkih vibracija. Sad~24 cm. mo iznad ove svojstvene frekvenCije, nazvane "rezonantnom frekvencijam" , su dvoslojne konstrukcije bolje od jednoslojnih. Stoga važi da se rezonantna frekvencija dovede u oblasti ispod 100 Hz. Obrazac za rezonantnu frekvenciju (fR) za dva sloja međusobno spregnuta samo slojem vazduha glasi:
Mere za zaitltu zvuka Iz vazduha
Jednoljuskaste tavanice i zidovi Prigušenje vazdušnog zvuka kod jednoljuskastih, pločastih konstrukcija raste linearno sa logaritmom gustine materijala (Q), odnosno, masom povrŠinske težine (m) i' logaritmom frekvencije (f). Čisto teorijski izveden obrazac tada glasi: f R=20 . 19.. m +20 .lg +12 (u dB). 500 Kako delovi građevine nisu beskonačno veliki te konturne veze utiču na vrednost prigušenja, mnogobrojnim merenjima izveden je približni obrazac za .. praktični zakon težina"~
f ·Ig m+17,5 .lg +3 (u dB). 500 Ovaj obrazac važi približno samo za jednoslojne homogene ploče sa površinskom 2 težinom m>50 kg/m • Za srednju frekvenciju u oblasti između 100 do 3200 Hz iz (100+200+400+800+ 16oo+3200):6~ ~565 Hz dobija se tok vrednosti prigušenja sličan kao i u narednoj slici za težine m> 50 kgR'~17,5
2
Im
:
~60._dBl ~ o :50
e a
~~~
a
=I=+=t;:lZf=I:==:f:::=i~H -20 E 1a
~
o~
j
z§
t3 3011===1==+=
~, cl! ~ ~
e
~ ~
'2
~~~ ~ Š
2
(j)
~E
B
0101
2
3 45678910
~
2030405070100 200300500700kgfrn2
površinska teŽina m'
1 Iz desnog dela krive vidi se da se za ocenjen iznos prigušenja zvuka (na građevini) od, npr., R'w=52 dB traži površinska težina 2 m ~ 350 kg/m • Za upoređenje daju se tražene debljine (d) nekih građevinskih materijala:
:~
g 1000r-+-I~-t--+-"""'k-~~:-t--t---t-T----I ~
~
e
500r-+-I~-t--t-~~~~~~---t~---I
~ >o
300r-+-I~-t--t-~~~~~~~~r---l
'i: 200ir-+-t-t-~~--t----t-:;-;f--f'.....-t~,.--f'~~
zid od opeke zid od opeke
1750
20
1450
24
Isprekidana linija važi za fleksiono posebno meke ploče od gume, olovnog ili čeličnog lima. Tok krive približno odgovara onom koji se dobija iz čisto teorijski izvedenog obrasca za zakon težina.
262
m1+ m2 (u Hz)
mi' m2' d gde je: mi, odn., m2
e
d
= povrŠinska težina (u 2 kg/m ) = debljina vazdušnog sloja (lj cm)
tD
2
3 4 5
7
10
15 20 30cm
debljina 2350 15 1250 28
V
~ 400r-+-r+-r~--~~~~~~~---t
Q2 0.3Q40.5 0.7 1
teški beton laki beton
f R =60'
ploča
Granične frekvencije za ploče od različitih građevinskih materijala: 1 staklo, 2 teški
2
=
=
Rezonantna frekvencija biće utoliko niža ukoliko je veća debljina vazdušnog sloja. Istovremeno se iznad rezonantne frekvencije za vrednosti prigušenja kod dvoljuskastih konstrukcija sličan tok kao i kod jednolju~ kastih sa jednakom površinskom težinom.
beton, 3= šperovano drvo, 4=puna opeka, 5 = ploča od gipsa, 6 = ploča od tvrdih vlakana, 7 = gasbeton. Kod armiranobetonskih ploča i masivnih zi- Otprilike jednu oktavu iznad tačke rušenja dova može se zahtevima većinom odgovori- usled rezonantne frekvencije, nasuprot, ona ti. Kod skeletnih konstrukcija od drugih gra- se penje mnogo jače:
/"
odstojanje slojeva
// malo
3
Kod oba druga tipa od istog materijala nosećih ljuski važi za drugi tip sa dve mekane ljuske, uprkos njihove manje težine.
cl
putanja zvuka
b I I
/
I
/
Hz
m'
400
~ 300 fR
oscilatorni sistem
~ i'.. 200 l'-.. ~ i:'-. ~ ~ r--.~ 150
::----
"',
,,~ r--.r---. r---. ~ "'- ""
100
~
~ .......
70
frekvencija u Hz
3 Shematski prikazan tok vrednosti prigušenja jednoljuskaste ploče (a) u poređenju sa dvoljuskastim konstrukcijama sa velikim (b) i malim (c) odstojanjem izmedu slojeva kod istih površinskih tetina. DejStvo prigušenja može se, nadalje, poboljšati ispunjavanjem šupljeg prostora zvučnQ -izolirajućom vlaknastom materijom. To je isto tako pogodno i za izbegavanje tzv. "stojećih talasa" u oblasti viših frekvencija. U DIN 4109 dati su obrasci odredeni na raznim konstrukcijama pri rezonantnoj frekvenciji.
dve jednake ljuske između
l
2345710
kglm2 5 ,,,- 7,5
"
10
15
-..... 20
1520emd
'5 Dijagram rezonantni h frekvencija kod tipa 2 su dve fleksiono meke tanke noseće ljuske u zavisnosti od rastojanja izmedu ljuski (d) i od površinske težine (m', jedne ljuske) kod ispune šupljeg prostora lakom vlaknastom materijom. Tok vrednosti prigušenja ovih dvoljuskastih konstrukcija može se u približno jednoj oktavi iznad rezonantne frekvencije (rušenje pri datom prigušenju) približno računati sledećim obrascem: R'=R'1 +R'2+ 20 ·
. f· d (u dB).
c
Pri tome treba .da se odgovarajuće vrednosti R' obe ljuske odrede prema "praktičnom zakonu težina". Ova načela o konstrukcijskim mogućnostima pri ispunjenju dovoljne zaštite od zvuka iz vazduha važe za zidove i tavanice. Kod tavan ica obrazuju obešeni plafoni i plivajući premazi fleksiono meke ljuske. Prigušujući materijali ispod teških betonskih podova moraju biti elastični. Zvučni mostovi treba da se kod betonskih podova principijelno izbegavaju, ili da se što je mogućno više smanje.
rezonantna
slojeva ljuski
""'''''-...
50 40
ai
fleksiono meke tanke ljuske Typ2
obe Ijuskej1 obe ljuske fleksiono/ fleksiono krute meke
Mere za zaštitu od zvuka hodanja
270V!(; Hz
fR:
=
190\[f;; Hz
rezonantna frekvencija u Hz
m': površinska težina ljuske u kg/mZ d: s':
odstojanje
između
dinamjčka
krutost prigušujućeg sloja u
ljuski u cm
4
N/cm
4 Rezonantna frekvencija dvoljuskastih konstrukcija sa zvučno izolirajućom ispunom šupljeg prostora za dve jednake ljuske za dve fleksiono krute ili dve meke ploče (definicije su date na sl. 4), kao i kombinacija od po jedne krute i jedne meke ploče. U obrascima je uzeta u obzir samo plo~a koja fleksiono mekša. Kod dve jednake ploče ulazi u račun samo jedna. Rezonantna frekvencija je ako je noseća ljuska teža, i ako je između slojeva veće, pri čemu su ispunu šupljeg prostora bolji izolacioni slojevi sa manjom dinamičkom krutosti nego oni sa većom. Od tri tipa je rezonantna frekvencija trećeg tipa sa kombinacijom mekše i kruće noseće ljuske najjednostavnija u oblasti nižih frekvencija ispod f= 100 Hz.
usled
Kod mera za postizanje zadovoljavajuće zaštite od zvuka nastalog usled hodanja radi se uglavnom o sprečavanju rasprostiranja zvuka na izvoru zvuka isključivanjem mehaničkog pobudivača. Doduše, i ovde kod jednoljuskastih tavaničnih konstrukcija imaju one koje su teže nešto bolje prigušenje zvuka od hodanja, no po pravilu se moraju i ovde preduzeti dodatne mere za poboljšanje tog prigušenja. Zaštita oq zvuka usled hodanja kod golih tavanica daje se ekvivalentnom zaštitom od zvuka usled hodanja (TSM ekv)·
o
o
:!:. 1--++1+l+1+H--f-l---f--I----+-.1f-+-H
Slojevi (za hodanje): slojevi PVC sloj od linOleuma gumeni sloj fUcana staze od PVC linoleum + pluta prostirka od koJ
if!?
~.!2.
~ "o ~
(jj
-10H+H-t+H+t-+-!---:A!;t-t-t--t+-H
E~
Ši ai; -20 l.> (lj
~
(jj
~ :::I
:> N
-30100
500
1000kglm2
6
površinska težina gole tavanice
Kod homogenih jednoljuskatih tavaničnih ploča vrednost TSM evk raste linearno sa opadanjem težine (crne merne tačke). Kod
(5
cementni premazi na: 1 cm ploča od stiropora 1 cm profilni h ploča od stiropora 1,5 cm ploča od mineralnih vlakana Drveni podovi na: drvo 2 cm ploča od plute 1 cm ploča od mekanih vlakana
1 cm ploča od mekanih vlakana + 5 mm ploče od mineralne vune
?;dB
"o
nehomogenih konstrukcija kao što su tavanice od šupljih elemenata itd., sa većim praznim prostorima 0> 5 cm i bez ispune za prigušenje zvuka, mogu rezonantne karakteristike pokvariti porast vrednosti prigušenja (beli kružići), zavisno od veličine, vrste i položaja šupljih prostora. Kod jednoljuskastih homogenih betonskih ploča dobija se TSM ekv računski prema obrascu m' TSM ekv =35' Ig--101 (u dB), 100 2 gde je m' = površinska teži,pa u kg/m . Kod gustine p = 2500 kg/m3 dobijaju se sledeće vrednosti TSM ekv u zavisnosti od debljine ploče (d): d= 14 12 10 8 (u cm) TSM ekv = -10 -12 -15 -19 (u dB). Vrednost TSM se kod tavaničnih ploča na čeličnim nosačima može pomoću obešenog plafona, već prema zvučno-tehničkom oblikovanju, poboljšati do na 10 dB, ponekad i više, pri čemu je merodavno sledeće: • fleksiona mekoća obešene tavanice • šuplji tavanični prostor (rastojanje po mogućnosti> 10 cm) vlaknasta materija na plafonu radi apsorpcije zvuka elastično vešanje ploče (e > 1 cm) • sprečavanje otvorenih razdelnica i dr. Kod nosećih masivnih zidova probija se bočno prenošenje zvuka na osloncima tavanica najčešće tako jako da se poboljšanje veličine TSM u polju tavanice za čitavu prostoriju opet vnajvećim delom gubi. Veće dejstvq pokazuju plivajući premazi (od betona) i elastični podni pokrivači na gornjoj strani tavanice. Plivajući premazi imaju prednost što ne izazivaju nikakvo bočno prenošenje zvuka, pretpostavlja se izolacija na ivicama. Elastični podni pokrivači direktno apsorbuju nanesenu mehaničklj. energiju. Za delovanje strukture poda i podnih krivača uvodi se mera poboljšanja (VM) vivalentnog iznosa zaštite od zvuka pri hodanju (TSM ekv). Obe veličine se dobijaju iz merenih vrednosti. Za VM mogu da se uzmu sledeće vrednosti: dB 18 26 31
16 6 16 2s
(mm)
2,0 2,5 2,5 3 2
dB
5 7 10 15 15 17-22 17-22 20-30
Ukupni iznos zaštite od zvuka pri hodanju dobija ss iz TSMekv za golu tavanicu plus VM od strukture poda ili podnQg pokrivača. Nija dopušteno sabiranje ove vrednosti od strukture poda (npr. plivajući premaz ili drveni pod) i prevlake za hodanje. Pri tome treba da ss dodaju korekcioni faktori (vidi DIN 4109). ObeŠĐne tavanice i plivajući premazi poboljšavaju i iznos zaštite od zvuka pri hodanju (LSM), podni pokrivači ne poboljšavaju.
Visina nosača Do neke određene granice nosač je ekonomičniji ako je viši, jer poprečni presek njegovog pojasa opada sa porastom visine nosača. Iznad ove granice dodatni izdaci za rebra ili štapove ispune prekoračuje uštedu na poprečnom presku pojasa. Elastično ponašanje nosača zavisi od njegove visine. Kod iste nosivosti viši nosači su krući nego niži.
Osnove Definicija su vodoravni, ili kod krovova, nagnuti noseći elementi koji preuzimaju vertikalna opterećenja, pa ih svojim savijanjem prenose na svoje oslonce. Opterećenja izazivaju u nosaču sile upreseku - momente savijanja i poprečne sile. Nosači
Vrsta nosača U nosećim konstrukcijama međuspratne konstrukcije i krova primenjuju se sledeće vrste nosača:
Dimenzionisanje nosača Za dimenzionisanje nosača nije merodavna samo njihova nosivost, već i njihova krutost. Načelno o deformacijama vidi str. 180 i dalje. Ugibi usled stalnog opterećenja mogu da se eliminišu prethodnim deformacijama (nadvišenjem), dok kod promenljivih optrećenja moraju da budu podnošljivi za primenjenu svrhu. Da bi se ugibi održavali u željenim granicama treba da se nosači ponekad dimenzionišu jače nego što to zahteva njihova nosivost. Ovakvi nosači su stoga skuplji od onih čija je nosivost poptuno iskorišće na.
11
10 Kod cevastih konstrukcija uobičajeni su sa tri pojasa kod kojih se zategnut pojas sastoji od jedne, a pritisnut pojas iz dve cevi povezane cevastom rešetkom. 11 Na oslonci ma, ili na mestima gde se uvode velike sile, može biti potrebno da se nosači osiguraju ukrućenjima protiv izboča vanja ili izvijanja. vezači
Nosač
sa jednim poljem - kontinualan
nosač
3
1 Puni nosači se sastoje od flanši i rebra ., valjani profil sa uskim i širokim flanšama, zavareni prifili zavareni od pljoštih čelika, posebni oblik kao saćasti nosači. 2 Rešetkasti nosači se sastoje od pojaseva, vertikala i dijagonala. Oni su zavareni ili spojeni zavrtnjima. Njihovi elementi su veći nom valjani profili, čelični nosači ili cevi. Čelični nosači nose ili sami, ili ustatičkoj sprezi sa betonskom pločom iznad njih kao 3 Spregnuti nosač. Za vezu čeličnog nosača sa betonskom pločom služe sredstva za sprezanje. Zajedničko dejstvo dva materijala različitih čvrstoća i drukčijih elastičnih i plastičnih ponašanja i tehnologije izgradnje zahtevaju posebnu pažnju. Specijalni oblik su profilisani nosači sa ubetoniranim donjim pojasom.
Način statičkog delovanja Zbog svog jakog profilisanja čelični nosači veoma su ekonomični, jer su im svi delovi poprečnog preseka iskorišćeni : ., Delovi profila koji su određeni za preuzimanje normalnih sila (zatezanja od savijanja i pritisak od savijanja) koncentrisani su na spoljašnjim vlaknima, u kojima su oni najefikasnije iskorišćeni : flanša ili pojas. Kod spregnutih nosača sastoji se pritisnut pojas od betonske ploče, zategnut pojas od najnižeg dela čeličnog profila. ., Prihvatanje vertikalnih poprečnih sila odvija se kod punih nosača preko smičućih napona u rebru nosača, kod rešetkastih nosača pomoću dijagonale i vertikale koje su napregnute zatezanjem i pritiskom.
264
Nadvišenje nosača 4 Valjani nosači dobijaju, u opštem slučaju, prethodnu krivinu potrebnu za nadvišenje previjanjem u jednoj ili više (ređe) tačaka, obradom u hladnom ili toplom. 5 Zavareni nosači i rešetkasti nosači se grade sa krivinom.
12 Nosači sa jednim poljem su jednostavni za izradu. Spregnuti nosači se u visokogradnji po pravilu ugrađuju kao nosači sa jednim poljem, jer betonska ploča trpi po čita voj dužini nosača pritisak i učestvuje u nošenju. Često puta se konstrukcija - i kada čelični nosač ide preko više polja - računa kao lanac spregnutih nosača sa jednim poljem. Ćelični nosači imaju tada iznad oslonca pokretne zglobove. 13 Kontinualni nosači preko više polja su ~konomičniji od nosača sa jednim poljem, Jer nastupaju manji momenti savijanja i manji ugibi. 14 Kod kontinualnih nosača preko više polja sa jednakim rasponima su u krajnjim poljima momenti savijanja veći nego u unutrašnjim poljima. Do ekonomičnijih profila nosača se dolazi, ako se rasponi krajnjih polja učine manji od srednjih: oko 80 do 90%.
Oblici nosača Pojasevi nosača su kod međuspratnih konstrukcija gotovo uvek paralelni. 6 Ako je potrebno, mogu krajevi nosača biti uvučeni (npr., trapezasti nosači) ili '1 prošireni (npr., uglovi okvira). 8 Krovni nosači slede nagib krova, a mogu da imaju raznovrsne oblike.
Ukrućivanje nosača
9 Kod vitkih nosača treba da se pritisnut gornji pojas osigura protiv bočnog izvijanja. To se kod tavaničnih nosača može izvesti tavaničnim pločama, kod krovnih nosača pomoću čeličnih trapezastih limova, ako oni obrazuju kruta platna i ako su sa nosačima dovoljno povezani.
Noseći roštilj 15 Noseći roštilji nastaju ako su dve grupe nosača međusobno upravne i ako na ukrasnim tačkama nosači obe grupe prolaze 1leksiono kruti. Na taj način svaka od grupa ovih nosača prima deo opterećenja zavisno od njihovih krutosti i raspona. Ovaj sistem nije pogodan kod čeličnih nosača, jer barem jedna grupa nosača mora da bude na presečnim tačkama prerezana, a onda opet povezana da nosi. Celi čne konstrukcije su sistemski način građenja. Nesistemski sistemi, kao što su noseći roštilji, doduše, izvodljivi su u čeliku, ali to zahteva veće izdatke.
Od svih oblika nosača u visokogradnji najse primenjuju puni nosači. Kod jednakih visina nosača valjani profil je uglavnom ekonomičniji od zavarenog, jer zavareni nosači iziskuju veće troškove pri izradi. Valjani nosači se stoga po pravilu u visokogradnji pretpostavljaju zavarenim nosačima takođe' i kod veće težine. Zavareni puni nosači nalaze svoje primene kod velikih raspona ili kod velikih opterećenja, kao i kod nosača visine iznad 1,0 m. Puni nosači mogu da izdrže prodore kroz svoje rebro u cilju vođenja raznih vodova. Laki puni nosači obrazuju se većinom kao spregnuti nosači (v. str. 277 i dalje). Napomene uz tablice: U tablicama nosivosti • kod ravnomerno podeljenog opterećenja nije sopstvena težina nosača uzeta u obzir i stoga treba da se doda u shemu ravnomernog opterećenja, • kod koncentrisanih sila sopstvena težina nosača je već uračunata. češće
:2
Uski valjani profili 1 r PE-profil, po svojim dimenzijama unutar visina od 80 do 600 mm, predstavlja najčeš će korišćeni profil nosača u visokogradnji. Zbog svog tankog rebra veoma je ekonomičan, a zbog paraleinosti flanši veoma praktičan. Dalje dimenzije imaju dopunske serije nosača r PEa, 1 PEo i l.PEv. Ovaj oblik je najčešći profil kod spregnuti h nosača.
2 I-profil sa zakošenim flanšama se nakon uvođenja L PE-profila sa paralelnim flanšama još samo malo u primeni. Pretežno se primenjuje za male nosače, posebno rožnjače.
granični rasponi u m za valjane profile serije IPE· i
reće-
nje
240
ravnomemo podeljeno
8,5 6,0 4,9 4,3 3,8 3,5 3,2 3,0 2,8 2,7
9,8 6,9 5,7 4,9 4,4 4,0 3,7 3,5 3,3 ~,1
11,2 7,9 6,5 5,6 5,5 4,6 4,2 3,9 3,7 3,5
12,6 8,9 7,3 6,3 5/7 5,2 4,8 4,5 4,2 4,0
14,2 10,1 8,2 7,1 6,4 5,8 5,4 5,0 4,7 4,5
16,1 11,4 9,3 8,1 7,2 6,6 6,1, 5,7 5,4 5,1
18,0 13,0 10,6 9,2 8,2 7,5 6,9 6,5 6,1 5,8
14,7 12,0 10,4 9,3 8,5 7,9 7,4 6,9 6,6
12,1 8,6 7,0 6,1 5,4 5,0 4,6 4,3 4,1 3,8
10,4 7,4 6,0 5,2 4,7 4,3 3,9 3,7 3,5 3)
13,7 9,7 7,9 6,9 6,1 5,6 5,2 4,8 4,6 4,3
15,5 11,0 8,9 7,7 6,9 6,3 5,9 5,5 5,2 4,9
17,4 12,3 10,1 8,7 7,8 7,1 6,6 6,2 5,8 S/S
18,0 14,0 11,4 9,9 8,8 8,1 7,5 7,0 6,6 6,3
15,9 13,0 11,2 10,0 9,2 8,5 7,9 7,5 7,1
18,0 14,7 12,7 11,4 10,4 9,6 9,0 8,5 8,1
4,7 . 6,1 5,1 3,9 3,9 3,0 2,4 3,1 2,6
7,7 6,5 4,9 4,2 3,3 2,7
9,6 8,1 6,2 5,0 4,2 3,4
12,0 10,2 7,9 6,4 5,3 4,3 3,3
15,1 12,9 10,1 8,2 6,9 5,5 4,2
18,0 13,1 12,7 1-0,4 8,7 7,1 5,3
9,0 7,6 5,8 4,6 3/9 3,1
11,4 9,6 7,3 5,9 4,9 4/0 3/0
14,1 12,0 9,2 7,4 6,2 5,0 3,8
17,4 15,0 11,6 9,4 7,9 6,4 4,8
18,0 14,9 12/0 10,2 8,2 6,2
12,0 8,5 6,9 6,0 5,4 4,9 4,5 4,3 4,0 3,8
16,0 13,1 11,3 10,1 9,2 8,5 8,0 7,5 7,1
14,9 12,2 10,5 9,4 8,6 8,0 7,4 7,0 4,7
17,3 14,2 12,3 11,0 10,0 9,3 8,7 8,2 7,8
18,0 16,0 13,8 12,4 11,3 10,5 9,8 9,2 8,7
10,8 9,2 7,1 5,8 4,8 3,9 2,9
13,1 11,3 8,8 7/2 6,0 4,8 3,7
18,0 14,6 11,6 9/6 8,1 6,5 4/9
18,0 14,3 11,9 10,1 8,3 3/6
15,5 13,6 10,5 8/6 7/2 5,8 4,4
18/0 16,3 12,9 10,6 9/0 7/3 5,5
18,0 16,7 14,0 11,9 9,7 7,4
10,7 7,5 6,2 5,3 4,8 4,4 4,0 3,8 3,6 3,4
18,0 16,1 14,4 13,1 12,1 11,4 10,7 9,1
11,0 7,8 6,4 5,5 4,9 4,5 4,2 3,9 3,7 3,5
13,1 9,2 7,5 6,5 5,8 5,3 4,9 4,6 4,4 4,1
14/9 10/5 8,6 7,4 6,7 6,1 5,6 5,3 5,0 4,7
16,7 11,8 9,7 8,4 7,5 6,8 6,3 5,9 5,6 5/3
18,0 13,3 10,8 9,4 8,4 7,7 7,1 6/6 6,3 5/9
4,0 3,3 2,5
5,6 4,7 3,5 2,8 2,4
7,1 6/0 4,5 3,7 3,1 2,5
8,8 7,5 5,7 4,6 3,9 3,1
8,2 6,9 5,2 4,2 3,5 2/8
10,5 8/9 6,8 5,5 4,6 3,7 2,8
12,9 11,0 8,4 6,9 5,8 4,6 3,5
opterećenje
17,2 12,2 9,9 8,6 7,7 7,0 6,5 6,1 5,7 5,4
400
I 450 I 500 I 600
240
I 260 I 300 I 350 I 400
St 37
18,0 14,2 11,6 10,0 9,0 8,2 7,6 7,1 6,7 6/3
15,3 10,8 8,9 7,7 6,9 6,3 5,8 5,4 5,1 4,9
9,0 6,4 5,2 4,5 4,0 3,7 3,4 3,2 3,0 2,8
ravnomemo
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
13,7 9,7 7,9 6,8 6,1 5,6 5,2 4,8 4,6 4,3
opterećenje
18,0 15,1 13,1 11,7 10,7 9,9 9,3 8,7 7,4
[
IPEv
I 270 I 300 I 330 I 360 I 400 I 450 I 500 I 600 ~lml~I~I~I~I~I~I~
kN/m
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
U
IPEo
IPE
9pte-
3 u-profili se kao twanični nosači primenjuju na ivicama tavaničnih ploča (ivični tavanični nosači), kao i uopšte tamo gde je poželjan nosač sa jednostranom flanšom. Profil se koristi i kao dijagonalan štap u vertikalnim spregovima. 4 u-profili se primenjuju i u parovima, npr., kao podvla.ke. Stub stoji između profila.
18,0 17,0 14,7 13,2 12,0 11,1 10,4 9,8 9,3
18,0 12,9 10,5 9,1 8,1 7,4 6,9 6,4 6,1 5,8
15,0 12,3 10,6 9,5 8,7 8,0 7,5 7,1 6,7
18,0 18,0 16,1 14,7 13,6 12,8 12,0 11,4
15,8 12,9 11,2 10,0 9,1 8,4 7,9 7,5 7,1
18,0 15/0 13,0 11,6 10,6 9,8 9/2 8,7 8,2
17,6 15,2 13,6 12,4 11,5 10,7 10,1 9,6
18,0 15,9 13,4 10,5
14,9 12,4 9/8 8,0 6,8 5,4 4,1
18,0 15,7 12,8 10,6 9,0 7,3 S/S
18,0 17/3 13,9 11/9 9,8 7,5
18,0 15,3
18,0 14,3 11/8 10,0 8,1 6,1
17,6 14,3 12,4 11,1 10,1' 9,4 8,8 8,3 7,9
18,0 18,0 16,0 14,3 13,1 12,1 11,3 10,7 10/1
8,2 5,8 4,7 4,1 3,7 3,4 3,1 2,9 2,7 2,6
9,1 6,5 5,3 4,6 4,1 3,7 3,5 3,2 3,0 2,9
11,0 7,7 6,3 5,5 4,9 4,5 4/1 3/9 3,7 3,5
12,8 9,1 7,4 6,4 5,7 5,2 4,9 4,5 4,3 4,1
15,1 10,7 8,7 7,6 6,8 6,2 5,7 5,3 5,0 4,8
18/0 18,0 17,5 16/0 14,8 13,9 13,1 12,4
10,0 7,1 5,8 5,0 4,5 4,1 3,8 3,6 3,4 3,2
11,2 7,9 6,4 5,6 5,0 4,6 4,2 3,9 3,7 3,5
13,4 9,5 7,7 6,7 6,0 5,5 5,1 4,7 4,5 4,2
15,7 11,1 9,1 7,9 7,0 6,4 5,9 5,5 5,2 5,0
18,0 13,1 10,7 9,3 8,3 7,6 7,0 6,5 6,2 5,9
3,3 2,8
4,1 3,4 2:6
5,8 4/9 3,7 3,0 2,5
7,8 6/6 5,0 4/1 3,4 2,7
10,4 9,0 6,9 5,6 4,7 3,8 2/9
4,9 4,1 3,1 2,5
6,1 5,1 3/9 3,T 2,6
8/6 7,3 5,5 4,5 3,7 3,0
11,4 9,7 7/5 6,1 5,1 4,1 3,1
15,0 13,1 10,3 8/3 7/0 '5/6 4,2
St 52
kN
50 60 80 100 120 150 200
3,6 3,0
50 60 80 100 120 150 200
, 5,3 4,5 3,4 2/7
7/0 5,9 4,5 3,6 3,0 2,4
18,0 15,2 12,9 10,5 8,0
18,0 15,7 13,4 11,0 8,4
18,0 16,1 12,1
5/9 5,0 3,8 3,0 2,5
18,0 17,1 15,2 12,2 9,4
18,0 15,4 13,7 10,8 8/2
18/0 17,3 14,4 11,1
18,0 15,3 12,1
18/0 17,5
265
!Nosači
do 300 mm visine i/l:)t1n~&(l:l na 300 mm. sinne nosači dobru krutost upravno na ravan njihovog nn~~&:\ni~ ralelnost flanši olakšava veze. Za naročito teška opterećenja osim tri normalne serije još i serije nosača sa čanim flanšama.
širokim flalrlaSlma
Ako profil nosača kod neke ras;poloziVe konstruktivne visine ne zadovoljava, mogu u oblastima većih momenata navarenim pojasnim pločama.
1 Idealni nosači za ekonomično nošenje teškog opterećenja kao podvlake i teški tavanični nosači su tri serije HE-profila sa svojim visinama od 100 do 1000 mm (HE-A, HE-B, i HE-M).
:3 Ako neki HE-profil treba da primi i hori-
zontalno opterećenje, npr., kranski nosač ili testerasti nosač, može se flanša na mestima gde napadaju sile, npr., 'putem navarenog u -profila.
granični
optenje
300
I340 I360 I400 I450 I500 I600 I700 I800
~I~I~I~I~I~I~I~I~ ~I~I~I~I~I~I~I~I~
kN/m
10 15 20 25 30 35 40 :45 50
mvnomemo podeljeno
16,8 11,9 9,7 8,4 7,5 6,9 6,4 5,9 5,6 5,3
18,0 13,7 11,2 9,7 8,7 7,9 7,3 6,9 6,5 6,1
14,6 11,9 10,3 9,2 8,4 7,8 7,3 6,9 6,5
16,1 13,1 11,4 10,2 9,3 8,6 8,0 7,6 7,2
18,0 14,7 12,7 11,4 10,4 9,6 9,0 8,5 8,1
HEM
HEB
HEA
reće-
5
rasponi u m za valjane profile serije HE
16,3 14,1 12,4 11,5 10,7 10,0 9,4 8,9
18,0 16,4 12,6 13,4 12,4 11,6 10,9 10,4
18,0 14,7 15,3 14,1 13,2 12,5 11,8
16,7 16,9 15,7 14,7 13,8 13,1
18,0 13,7 11,2 9,7 8,7 7,9 7,3 6,9 6,5 6,1
15,6 12,7 11,0 9,8 9,0 8,3 7,8 7,3 7,0
16,4 13,4 11,6 10,4 9,5
18,0 14,7 12,7 11,4 10,4
8,8
9,6
8,2 7,7 7,3
9,0 8,5 8,0
opterećenje
St 37
16,3 14,1 12,6 11,5
17,9 15,5 13,9 12,7 10,7 11,7 10,0 11,0 9,41 10,3 8,9 9,8
17,9 16,0 14,6
18,0 16,6
13'~ 15,3 12,6 14,3 11,9 11,3
13,5 12,8
18,0 17,0 15,9 15,0 14,2
18,0 16,1 14,0 12,5 11,4 10,6 9,9 9,3 8,8
17,4 15,1 13,5 12,3 11,4 10,7 10,0 9,5
17,9 15,5 13,9 12,7 11,7 11,0 10,4 9,8
18,0 16,4 14,7 13,4 12,4 11,6 11,0 10,4
17,0 15,7 14,3 13,3 12,4 11,7 11,l
18,0 16,6 15,2
14,1 13,2 12,4 11,8
18,0 16,9 15,7 14,7 13,8 13,1
18,0 17,2 16,1 15,1 14,4
18,0 17,5 16,5 15,6
nlvnomemo pooeljeno
10 15 20 25 30 35 40 45 50
14,6
'11,9 10,3 9,2 8,4 7,8 7,3 6,9 6,5
16,8 13,7 11,9 10,6 9,7 9,0 8,4 7,9 7,5
17,8 14,6 12,6 11,3 10,3 9,5 8,9 8,4 8,0
18,0 16,1 13,9 12,5 11,4 10,5 9,9 9,3 8,8
18,0 15,6 14,0 12,8 11,8 11,0 10,4 9,9
16,8 13,7 17,3 14,4 14,1 13,1 12,2 11,5 10,9
18,0 17,9 16,4 15,2 14,2 13,4 12,7
11,9 18,0 18,0 17,3 16,2 15,3 14,5
18,9 18,0 16,9 16,1
10,6 9,7 9,0 8,4 7,9 7,5
18,0 15,6 13,5 12,1 11,0 10,2 9,5 9,0 8,5
16,4 18,0 14,2 15,6 12,7 13,9 11 ,6 12,7 10,7111,8 '10,0 11,0 9,5 10,4 9,0 9,8
-
kN
50 60 80 100 120 150 200 250 300 400 500
12,7 10,9 8,4 6,9 5,8 4,6 3,5 2,8 2,4 1,8 1,4
50 60 80 100
18,0 15,9 12,4 10,1
17,7 15,5 12,2 10,0 8,5 6,9 5,2 4,2 3,5 2,7 2,4/ 1,9 2,1
16,2 14,0 11,0 9,0 7,6 6,1 4,7 3,7 3,1
18,0 16,0 13,2
I
17,6 14,7 ,2
',8
~:~
:,2
18,0 14,6 12,0 10,28,3 6,3 5,1 4,3 3,2 2,6
17,6 14,8 12,6 10,3 7,9 6,4 5,4 4,0 3,2
17,5 15,1 12,5 9,6 7,8 6,5 4,9 4,0
18,0 16,3 12,7 10,4 8,7 6,6 5,3
18,0 16,2 13,3 11,2 8,6 6,9
18,0 16,1 13,6 10,5 8,4
15,5 13,9 10,9 8,9 7,6 6,1 4,6 3,7 3,1 2,4 1,9
18,0 16,8 13,6 11,3 9,6 7,8 5,9 4,8 4,0 3,0 2,4
18,0 14,9 12,4 10,5 8,6 6,6 5,3 4,4 3,3 2,7
]5,41
14,1 13,1 12,2 11,5 10,9
15,5 14,4 13,4 12,7 12,0
podeijeno
17,2 14,5 12,5 10,2 7,8 6,3 5,3 4,0 3,2
18,0 17,4
18,0 17,1 15,3 14,0 12,9 12,1 11,4 10,8
18,0 15,7
16,3 14,2 11,9 9,2 7,5 6,3
17,31;8,0 17 ,0 18,0 17,9 16,6 ,15,5 14,6 13,8
18,0 17,6 16,6 15,7
18,0 16,5 15,1 13,9 13,0 12,3 11,7
17,0 15,5 14,4 13,4 12,7 12,0
18,0 16,4 15,2 14,2 13,4 12,7
17,6 16,3 15,2 14,3 13,6
18,0 17,2
7,8
:~:~ '7:~
16,1 15,2 14,4
18,0 17,9 16,9 16,0
18,0 17,6
St
18,0 17,2
15,0
I
18,0
12,4 14,7 9,6 1 7,81 ~,3 6,5 7,8 ,9 4,91 4,0 i,8
i
;;;
~:~
7,5
,9 f,8
~,8
!::
I~:~ 10,0
I
18,0 17,4 18,0 15,2 11,7 9,5 8,0 6,0 4,8
18,0 14,1 11,5 9,7 7,4 5,9
18,0 15,3 12,9 9,8 ,9
18,0 16,5 12,7
18,0
13,1 11,6 9,1 6,9 5,6 4,7
17,9 15,4 12,7 9,7 7,9 6,6
5;0
15,5 12,5
16,4 14,8 11,5 8,8 7,1 6,0
2,8
4,0
18,0 15,0 11,6 9,4 7,9 6,0 4,8
180 18,0 14,1 11,5 9,7 5,9
II !
17:1 118,0 16,7 13,7 11,6 8,8 7;1
18,0 17,8 15,2 11,6 9,4
13,5 18,0 14,8 12,0
17,8 14,5
'15,5
11,1 1'2,8 9,4 7,21 5,81
16,4 13,5 11,5 8,8
18,0 '15,1
,,9
12,8 9,8
14,5
18,0
11 ,1 ~,O
10,1
:::~
18,0
Zavareni
nosači
Zayaren puni nosač Nosači koji su viši od 1,0 m zavaruj u se od pljošteg materijala. Pojasne ploče se većinom sastoje od širokih čeličnih flanši, rebra od limova. Optimalni izbor debljina limova omogućava dobro iskorišćenje materijala. Kako su zavareni nosači skuplji nego valjani, zavareni nosači se za visine manje od 1,0 m koriste samo u izuzetnim slučajevima.
1
Nesimetrični, zavareni profil za spregnute nosače, kod kojeg gore postavljena betonska ploča sarađuje kao gornji pojas, uobiča
2
jen kod mostovskih konstrukCija, retko se koristi u visokogradnji. Vidi i str. 278, sl. 3.
sandučastl nosač
5 Dvorebrasti zavareni profil :za velika opte-
nosač
od dva u-profila i dve
rećenja kao oslonački nosači ispod visokih
pojasne ploče. Kod ovog nosača kao šupljeg nosača zaptivanje se ostvaruje zavarivanjem, pa u unutrašnjosti ne treba nikakva zaštita od korozije.
zgrada ili konzolnih delova zgrada, ili kao nosač glave kod obešenih zgrada. Zbog velike torzione krutosti nosač može da nosi nesimetrično opterećenje. Mogućna je izrada sa glatkim ivicama. Ako su nosači tako veliki da se u njima hoda ili puzi, za održavanje su potrebni otvori za prolaz.
Zayaren
4- Teži, ali i širi
3 Kod vrlo velikih punih zavarenih nos~ča velikih raspona stepenovanje debljine pojasa može biti ekonomično. Ovaj način građe nja je uobičajen, npr., u mostovskim konstrukcijama.
(; Niži zavareni profil kao tavanični nosač sa isturenom donjom flanšom zbog oslanjanja tavaničnih ploča. Visina nosača kao tavanič nog nosača je 220-270 mm. Skuplji nosač, no on ipak daje veoma nisku tavanicu i ravnu donju stranu tavanice. Razvoj Granges Hedlund AS, Švedska.
========================~
Nosači saćastog
vođenje
preseka
'1 Nastaje profila I PE i rebra nakon me~aLISCllonoa dela za pola dužine 8 pa se mogu graditi viši profili. Profili su ekonomični za prenošenje velikih momenata savijanja pri velikim rasponima. jakog slabljenja lima· rebra mogu se preneti samo ograničene poprečne sile. Kod oslonca često treba da se jedno do dva saća zatvore. 9 Ubacivanjem komada lima mogu se visine nosača još više povećati. Ovako nastali otvori su pogodni za provođenje vodova za snabdevanje, ali su za provođenje klima-uređaja ipak suviše mali. Za veličinu vodov. str. 306. va koji se mogu Izrada uređaja zatlte\'a se obe polovine nakon nja napona od sači su stoga ekonomični tek kod likih serija.
nosač sa rupama bez međulimova
nosač
sa rupama sa
međulimovima
8
visine 200 mm
nii."ra"'''''u9I or()iZ\fOdraća.
VU'Yt3tV<::l
nema moNo oni se naročito u
Savetovališta
Nosač sa rupama u rebru 10 Nosači sa rupama u rebru se Of{)iz,rodle u Švajcarskoj. Kružni otvori se izbij~j~ Oni dostižu i do VISImale uštede na težini njihoRr~,ti ... I"\""'i' je u slobodi vocfenia inlst;:tlac:ija.
Složeni Nosači
nosači
formirani od valjanih profila
1.1 Za izradu kolenastog krovnog nosača donji pojas i rebro se klinasto iseku, nosač se u dodirnom preseku zavari i 1.2 ako treba, ubaci se ukrućenje, ili, 1.3 nosač se potpuno preseče i između se umetne čeona ploča.'
1.1
2 Nosač promenljive visine može se izraditi tako što se valjani profil izreže ukoso, i posle zaokretanja za 1800 zavari.
2
3 Za povećanje visine na kraju nosača u rebro se navari komad lima klinastog oblika.
4
4 Za smanjenje visine nosača na kraju iseče se iz rebra jedan klin, zatim zavari flanša.
Zavar~nl nosači
Nosači promenljivih visina, npr., konzole međuspratnih konstrukcija u području fasade, mogu se u svim veličinama i proporcijama zavariti od pojasnih ploča i trapezasto
5
isečenih
limova rebra.
Visoki zavareni limeni nosač (; Dok se kod valjanih profila izbegava intenzivno zavarivanje ukrućenja, dotle su kod visokih limenih nosača sa tankim rebrima ukrućenja često.neizbežna. Rebro se protiv izbočenja osigurava navarivanjem vertikalnih ukrućenja. Pored toga mogu biti potrebna i horizontalna ukrućenja. Kod oslonca mogu da se zahtevaju još i dodatna ukruće nja.
'-..,
"""
n \
~
~
",:
~
F)
I--
~~
oslonački nosač nosača su potrebna ukrućenja
Teški savijeni
1 Kod ovog
ispod tačaka gde se unose sile kao i na kolenima zbog preuzimanja skretnih sila u flanšama. 268
7
Veze nosača kod punih nosača
Veza rebra
Na mestima ukrštanja dva nosača moraju se poprečne sile priključenog nosača (npr., tavaničnog nosača) preneti na oslonački nosač (npr., podvlaku). Ako priključeni nosač treba da kao kontinualan nosač na mestu veze prođe skroz, moraju se tada preneti i momenti savijanja, tj., zbog prenosa sila pritiska i zatezanje pojasevi se međusobno čvrsto povezuju. Veze nosača sa stubovima su opisane u odeljku "Stubovi", str. 217 i 218.
Prenošenje poprečnih sila odigrava se u vezama rebra. Postoje veze sa potpunim uč vršćivanjem zavrtnjevima j delimično zavarene, koje kod montaže omogućuju vezu pomoću zavrtnjeva, kao i potpuno zavarene veze sa montažnim zavarivanjem.
(9
:1
Tablice nosivosti (u kN) One važe za delove građevine od St 37, a uzete su iz knjige "Tipizirane veze u čelič nim konstrukcijama visokogradnje" Nemač kog save~a za čelične konstrukcije (" Typisierte Verblndungen im Stahlhochbau"). Uslov za primenu tabličnih vrednosti je zadržavanje minimalnog rastojanja između otvora za zavrtnjeve (3d između, 1,5d od ivice). Kod primene veza za nosače sa veoma tankim rebrima. (t
(9
II (9
::
(9
II (9/1<9 __ -M
2
5
4
3
Veze ugaonika 1 Veza je potpuno sa zavrtnjevima. Ugaonici se primenjuju uvek u parovima. Ova veza je naročito meka prema savijanju.
Priključenje podvezice rebra 2 Podvezica rebra se zavaruje na lim rebra podvlake. Tavanični nosač je vezan jednostrano (Tablica -2) ili 3 pomoću para podvezica dvosečno.
Veze sa zavarivanjem rebra 4 Veza čeono m pločom. Čeona ploča navarena na tavanični nosač vezuje se na podvlaci zavrtnjevima (Tablica 3). S Potpuno zavarena veza. Za fiksiranje povezanih nosača potrebne su pomoćne veze.
Tablica 1
Tablica 2
Tablica 3
L-profil zavrtanj
granični debljina tm rebra nosača
mm
90 -9 100-10 100-12
Nosači
M16 M20 M24
nosivost
rn rn rn kN
nosača
mm
kN
kN
kN
mm
9,4 11,7 14,1
37 71 101
70 130 184
206 294
90-8 100-10 120-12
400
jedan Iznad drugog
Ovaj način veze je najjednostavniji postupak u izradi i montaži. On pruža velik poprečni presek za vođenje instalacija (vidi i str. 306-308), ali zahteva veliku visinu tavanice. 6, 7 Gornji nosači mogu prolaziti kontinuaino ili 8 da imaju razdelnicu iznad podvlake. 6 Kod velikih opterćenja dobijaju nosači ukrućenja lima rebra koja moraju da idu do flanše samo na strani gde se uvodi opterećenje.
traka rebra
graničnJt m nosivost debljina zavrtanj rn rn rebra M16 M20 M24
mm
kN
kN
kN
4,7 5,8 7,1
19 36 50
35 65 92
103 147
nosivost
granična
rn
čeona ploča
kN
mm
200
10 10 10
7,8 U većini slučajeva nosacIma nije potrebno nikakvo ukrućenje. U tablici je dato nekoliko vrednosti koje su uzete iz knjige DS1V "Tipizirane veze u čeličnim konstrukcijama". Tablične vrednosti važe za ukrštanje nosača istih profila. Kod ukrštavanja nosača različitih profila treba da se primene podaci manjeg nosača. Prenešene poprečne' site u kN kod ukrštavanja nosača <> bez ukrućenja za elemente iz st. 37_
zavrtanj debljina rebra nosača
M16 M20 M24
mm
kN
kN
kN
kN
7,2 9,8 11,3
90 141 203
135 211 304
282 405
507
Tablica 4
nominruna visina
300 330 340 360 400 450 500 600 700 800
IPE
HEA
HEB
HEM
195 234
362
538
1558
434 470 538 591 646 733 855 945
584 666 746 808 872 972 1110 1212
1583 1583 1583 1583 1583 1583 1583 1641
262 314 357 405 556
269
3
Čiste vele poprečnih sila
1 Priključeni nosač je niži od oslonačkog, njegov gornji pojas stoji dublje, pa se bez isecanja može dovesti na rebro većeg nosača. Najjeftinija radionička obrada.
2 Gornje ivice oba nejednako visoka nosača leže na istoj visini. Gornji pojas priključe nog nosača mora biti podsečen.
3 Oba nosača i(l1aju jednake visine i leže na istom nivou. Priključen nosač mora biti podsečen na gornjem i na donjem pojasu.
s Veze pri poprečno) sili I mOM.:mtu saVijanja
4 Priključni nosač je niži i njegova gornja ivica leži dublje od ivice oslonačkog nosača. Za prenošenje sila zatezanja gornjeg pojasa preseca se rebro oslonačkog nosača i provuče podvezica. Sile pritiska donjeg pojasa mogu isto tako da se prenesu podvezicom ili kontaktom kroz rebro oslonačkog nosača. Ponekad se koriste ulošci. Oni se zbog sigurnosti od ispadanja tačkasto zavare.
5 Oba nosača imaju različite visine, ali su im gornje ivice ipak na istom nivou. U tom slučaju može zategnuta podvezica, koja vezuje gornji pojas priključenog "nosača, da se učvrsti iznad gornjeg pojasa nosača.· Prenošenje sile pritiska donjeg pojasa ostvaruje se kontaktom uključivanjem tačkasto zavarenog uloška.
nosača su jednako viSOka i leže na istom nivou. Gornja i donja flanša priključe nog nosača treba da se podseku. Sile zatezanja i pritiska se prenose podvezicama koje se nalaze iznad, odnosno, ispod nosača.
«; Oba
~========' ~ Potpuno zavarene veze nosača
Zavarene veze nosača daju čistu sliku i jasno izražavaju vođenje sila u čeličnoj konstrukciji. Glačanjem šavova dobijaju se če lične konstrukcije koje deluju monolitno. Izdaci za njihovu izradu, naročito kod montaže, ipak su nesrazmerno veći nego kod konstrukcija spojenih zavrtnjevima. Stoga se potpuno zavarene veze nosača izvode samo kada to zahteva estetika konstrukcije. Pre zavarivanja moraju se delovi koji treba da se međusobno spoje tačno upasuju. To uslovljava pažljivo crtanje i rad sa gorionikom. Šavov! treba da se pripreme na odgo-
210
., varajući način.
Da bi se delovi tokom zavarivanja držali zajedno, potrebni su kod većih delova provizorni držači koji omogućavaju učvrŠĆivanje delova zavrtnjevima. Ovi držači treba da se kasnije od varivanja izgllačlaiu. držati u porno(:u
7 Veza nosača za viši nosač.
PosebniobUcivezel
1 Spojeni nosač je' viši oc;t oslonačkog nosača. Jeftinija veza. U daleko isturenoj podvezici nastaju momenti savijanja, a time u oslonačkom nosaču torzioni momenti.
4.1
2 Rešenje na sl. 1 estetski ne zadovoljava. Kod vidljivih čeličnih konstrukcija podiže se dOf)ja flanša vezanog nosača naviše. Kratka potezica smanjuje moment torzije.
4.2
Veze čeličnih stepenica 4 Vezivanje stepenišnog nosača na nosač podesta: 4.1 pomoću ugaonika, 4.2 rebrima navarenim u nosaču podesta, 4.3 čeonim pločama navarenim na obraznom nosaču, 4.4 zavarivanjem.
4.3
/
Virendelov nosač je sličan rešetki, ali on ima samo pojaseve i vertikale, ~ez dijag
A
:J
J:D
irrrrrrr
3 Gornja ivica spojenog nosača iznad oslonačkog nosača. Ovaj treba da se podseče. Prepušteni kraj nosača dobija kao donji pojas urezani lim.
~
>sl>
=
=
&
~
j
A' W
~Ff
A
A
~
~
A
b
.1
I~ w
L
,I
A w
\2'
1f(
1r( 7
Procjeni
nosača
na gradilištu. Veliki prodori mogu toliko da oslabe rebro nosača da se za prenošenje poprečnih sila traže u rebrima ojačanja ili ukrućenja. Veliki prodori stoga po moguć nosti ne treba da se nalaze u oblasti velikih transverzalnih sila, već u sredini nosača. Ako treba da se vodi v~liki broj ~nstalacij-
čelični nosači imaju nosačima veliku prednost
Puni
prema betonskim što se kroz njihova tanka rebra mogu veoma lako provoditi instalacijski vodovi. .Manji otvori se mogu napraviti gorionikom, a ako su okrugli, bušenjem. To se po mogućnsoti radi u radionici, a samo u izuzetnim slučajevima može i
nosača.
Često je celishodnije da se visina nosača u određenim delovima smanji i da se instalacije proved~ odozdo.
~==r-=--=--=-~~-==--=-?r====
~",.
/
skih vodova, tada se preporučuje da se nosači ukrštaju jedan iznad drugog, kako bi se vodovi mogli voditi u dva nivoa, iznad i ispod
~~
(§jj
O
O
~
/'
4
3 Kod velikih prodora može da se ukaže potreba za lokalnom zamenom lima rebra debljim limom koji mora da se navari. 4 Ojačanje pomoću navarivanja cevastog komada.
Okrugli prodori načine
~
3
2
'1 Mali prodori se u rebru izbuše ili
t-A
frrrrrrrrr
/'
A!f!Jl
gorionikom pa nema
potrebe ni za kakvim ojačanjem. 2 Lim rebra može da se ojača navarivanjem limova jednostrano ili obostrano.
. II
I
j
I~
7
6
Pravougaoni prodori 5 Pravougaoni prodori treba da budu širi nego viši, kako bi iznad i ispod otvora ostalo dovoljno lima rebra za prenošenje poprečnih sila.
8
7 Podešavanje manžetni, naročito onih sa zaokrugljenim uglovima, veoma je skup postupak, pa se mora ograničiti na takve slučajeve gde nosač ostaje vidljiv na izloženom mestu. 8 Primer za jako ukrućenje kod većeg proboja nosača.
6 Ukrućenja se celishodno postavljaju tako da zbog uštede radnog vremena nije potreban nikakav rad na podešavanju. Ojačanja se postavljaju jednostrano,. a kod većih sila obostrano.
9
Smanjivanje visine nosača 9 Kontinualan tavanični nosač a ima kod veze za podvlaku b povećanu visinu pa u polju pruža prostor za instalacije. Na kolenima pritisnutog pojasa nosača potrebna su ukrućenja. Zbog većih troškova pri izradi ovaj način građenja se primenjuje samo u izuzetnim slučajevima.
272
10 Tavanični nosač a koji je priključen samo na poprečnu silu ima pri ostoncima male momente savijanja, pa je stoga mogućno da se ovde radi provođenja vodova donji pojas izdigne. Treba da se ispita da li naponi smicanja u rebru nisu preveliki; u ·suprotnom je potrebno ojačanje. Ojačanja kod kolena donjeg pojasa većinom nisu potrebna, jer su u blizini oslonca sile male.
Osnove Primena rešetkastih nosača Rešetkasti nosač je oblik nosača sa najmanjim utroškom materijala. Ali kako su troškovi rada pri njegovoj izradi veći nego kod punih nosača, mogu ovi poslednji i pored veće težine da budu ekonomičniji. Rešetkasti nosači se mogu konstruisati za sv~ opterećenja i raspone, od najlakšeg filigranskog nosača pa do najtežeg mostovskog nosača. U visokogradnji oni su prisutni 11» kao nosači za primanje vertikalnih opterećenja,
kao horizontalni spregovi za vetar (v. str. 231), 11» kao vertikalne noseće konstrukcije za ukrućenje zgrada (v. str. 237-245). 11»
nosači se primenjuju kao 11» tavanični nosači (primeri vidi str. 203,
Rešetkasti
sl. 2, str. 253, sl. 1 i str. 236, sl. 4) • podvlake (primeri v. str. 203, sl. 2, str. 205, sl. 1-4) • nosači visine sprata (primer vidi str. 191, sl. 2) • konzolni nosači kod obešenih zgrada (primer v. str. 190, sl. 2) • teški - eventualno visine sprata - oslonački nosači (primer v. str. 192, sl. 2) krovni nosači (primer v. str. 189, sl. 4). Rešetkasti nosači u tavaničnoj konstrukciji imaju prednost da se vodovi za snabdevanje mogu kroz njih slobodno provoditi. Tablice dimenzija provođenih vodova u zavisnosti od oblika nosača i visine, vidi strana 306.
2
3
4
Oblici rešetkastih nosača Kao nosači u nosećoj tavaničnOj konstrukciji pogodni su samo rešetkasti nosači sa paralelnim pojasima, 1,2 takođe i sa odsečenim uglovima kao trapezasti nosači. Rešetkasti nosači kod nosećih konstrukcija kosih krovova prilagođava ju se nagibu krova. 3,4 Primeri za blago nagnuti krov. 5,6 Kod strmih krovova mogućno je rešenje sa dva rešetkasta nosača koji su međusob no vezani zategom.
Elementi rešetkastog nosača Rešetkasti nosač se sastoji od gornjeg pojasa, donjeg pojasa i štapova ispune (dijagonale i vertikale, ili samo kosi štapovi). Pritisnuti štapovi imaju zbog potrebne krutosti prema izvijanju veći poprečni presek nego jednako opterećeni zategnuti štap ovi. Stoga se kao celishodan bira sistem rešetke kod koje su duži štap ovi ispune zategnuti. Čvorovi lakih rešetki sa vitkim štapovima obično se idealizuju kao zglobovi. Stoga su štapovi rešetke izloženi samo normalnim silama (zatezanja ili pritiska). Opterećenja se većinom nanose u čvorovi ma. Ako su štapovi pojasa opterećeni između čvorova, biće opterećeni pojas pored sile u pojasu opterećen dodatno lokalnim savijanjem, prema tome mora da ima poprečni presek koji je dovoljno krut u pogledu savijanja.
Kod rešetaka sa krutim štapovima uzimaju se u obzir dodatni naponi koji nastaju usled deformacija rešetki.
Vođenje kosih štapova kod rešetkastih nosača sa paralelnim pojasima Znaci u skicama označavaju naprezanje šta-
pova • od delovanja rešetke • od delovanja lokalnog
Kao štapovi ispune služe • okrugli štap ovi (primer 1) • prosti ugaonici (primeri 4, 5, 8) • parovi ugaonika - jedan pored drugog (primer 7) - dijagonalno jedan prema drugom • u - profili - prosti (primer 6) - dvostruki (primer 10) • r PE-profili (primer 9) • HE-profili (primeri 11-13) • pravougaoni šuplji profili (primer 3) • kružne cevi (primeri v. str. 276). Literatura: Upuhtva savetovališta za primenu čelika MB 358, 387 i 426.
pritisak zatezanje
opterećenja
- pritisak
(+ ) zatezanje
tSJSJSJSi
lJ
+
+
+
I
'7
1 Rešetka sa vertikalama i paralelnim dijagonalama. Duže dijagonale su zategnute, kraće vertikale pritisnute.
[/===
n Profili štapova rešetki Kao štapovi pojasa primenjuju se: • jednorebrasti nesimetrični profili (primeri 1,5 i 6 na str. 274 i 275) - valjani T-profili do visine 140 mm; oni su teži od prepolovljenih!PE-profila iste visine - prepolovijenih HE-profila za velike sile • jednorebrasti simetrični profili (primeri 9 i 10) - stojeći 1 PE - ili HE-profili 11» dvodelni profili - dva raznokraka ugaonika. Oba duga kraka leže kod pritisnutog pojasa horizontalno, kako bi se pojavila krutost pojasa prema izvijanju. - dva u - profila (primer 8) • dvorebrasti profil - horizontalan u - profil (primer 7) - položen r PE ili HE-profil (primer 11) • sandučasti profil - dole otvoren sanduk (primer 12) - zatvoren sanduk (primer 13) • pravougaoni šuplji profil (primer 3) • cevi (primer v. str. 276).
-
+
{r lj
1\~1I +
+
-j-
I
is
8 Rešetka sa kosim štapovima ineaktivnim vertikalama. Dijagonale primaju naizmenič no zatezanje i pritisak. Vertikala koja se nalazi u poljima otvorenim prema gore služi samo za prenošenje koncentrisanih sila u donje čvorove.
9 Rešetka samo sa kosim štapovima. Nagib dijagonala oko 600 • Ovaj oblik rešetke ima prednost da štap ovi ispune imaju samo dva ugla nagiba, pa se kod optičkog sagledavanja više rešetki dobija mirnija slika nego kod rešetki sa stubovima i. kosnicima.
!
10
10 Rešetke oblika 8 imaju lake sekundarne rešetke velikog raspona, zbog prenošenja koncentrisanih sila koje; napadaju između glavnih čvorova. '
213
Ćvorovi
• pomoću jednostrukih čvornih limova (crteži 4, 6, 7, 8 i 10) ili • pomoću dvostrukih čvornih limova (crteži 11, 12i 13). Kada visina i težina rešetke to dopuštaju nosači se sklapaju u radionici i, većinom, zavaruju. 12
Geometrija rešetke
11 Težišne linije štapova rešetke koji se sustiču u jednom čvoru, treba da se seku u jednoj tački. 12 Kod rešetke sa paralelnim pojasima su vertikalne komponente sila u štapovima ispune u čvoru suprotno usmerene i međusobno se potiru. Kod ekscentrične veze javlja se i dodatni moment. Horizontalne komponente se sabiraju, a drže se u ravnoteži porastom sile u pojasu.
Spajanje štapova ispune Štap ovi ispune vezuju se za pojase • zavarivanjem ili zavrtnjevima neposrednim priključivanjem (crteži 1, 3, 5 i 9) ili
13
13 Veličina čvornog lima dobija se iz dužine veza a štapa ispune. • Kod zavarene veze merodavna je zahtevana dužina šava. • Kod veze sa zavrtnjevima dužina veza se izračuna iz potrebnog broja zavrtnjeva, njihovih međusobnih rastojanja (e1 = 3 d) i odstojanja od ivice (e2 = 1,5 d); d je preč nik zavrtnja.
14 Raspoređivanje štapova 14 Nesimetrični profili pojaseva raspoređuju se tako da se veći delovi poprečnog preseka nalaze spolja ili, drugačije izraženo, da kod jednakih visina nosača težišne linije pojaseva imaju što le mogućno veće rastojanje. Štap ovi u paru sa čvornim !imom između njih ne smeju da se primenjuju napolju i u vlažnim prostorijama, jer se u tesnom međuprostoru premaz ne može obnoviti. Dvostruki ugaonici kao dijagonale rasporeduju se napolju u međusobno dijagonalnom položaju. Horizontalni profili u kojima se može skupljati voda (položeni I PE-profili i HE-profili, i u ~profili sa flanšama prema gore), ne treba da se primenjuju napolju. Kao minimum mere mogu da se predvide rupe za oticanje vode. Ovakav raspored se treba izbegavati i u prašnjavim prostorijama. Stoga otvoreni sandučasti profili dolaze u obzir samo za gornji pojas.
Primeri izrade
3
1 Rešetkasti nosač sa okruglim štapovima, R-nosač. Pojasi Su T-profili ili prepolovijeni l PE profili, štapovi ispune su okrugli čelični 1tapovi koji mogu biti pojedinačni, ili kao neprekidna zmija. R-nosač je za izradu ekonomičan samo u velikim serijama. On ima malu nosivost i pogodan je za malo opterećene krovne nosače. U Nemačkoj nije momentalno poznat nijedan proizvođač. Literatura: Uputstva savetovališta za primenu čelika MB 35S.
2 Nosači od lakih profila. Oni se sastoje od tankih čeličnih traka ili limova, pa stoga moraju da imaju naročito dobru zaštitu od korozije, po mogućnosti paljeno pocinkovanje. Jedan primer je automatski izrađen X-nosač. On je pogodan za krovne rožnjače, naročito ispod pokrivača od frapezastog lima. Nosač je pocinkovan (proizvođač Fa. Keller AG, Minhen). Nosivost dozvQx kN dozv Mx kNm
274
St 37
St 52
22
30 90
63
Nosač od pravougaonih šupljih profila. Elegantna, čista konstrukcija sa tupo zavarenim vezama. Dalje - vidi Uputstva MB 357 i MB 426, str. 7, Savetovalište za primenu
3
čelika.
Nosač je jednostavan za proizvodnju. ali je prema ceni materijala skuplji nego oblici prem sl. 4-7. On se stoga pre svega primenjuje tamo gde to zahtevaju razlozi ~stetike.
4 Rešetkasti nosač od ugaonika sa čvornim limovima. Pojasevi su ravnokraki dvostruki ugaonici. Ovaj oblik nosača se izvodi zavaren ili sa zavrtnjevima.
8 Pojasevi: Dva u -profila, čvorni limovi uč vršćeni pomoću zavrtnjeva. Pojasni štap je pogodan za prenošenje lokalnih naprezanja od savijanja. Kako prostor između u -profila ostaje otvoren, iz razloga zaštite od korozije nosač treba da se primenjuje samo u unutrašnjim prostorijama.
11
11 Pojas: '1 PE - ili HE-profili sa rebrom u horizontalnom položaju. Dvozidni čvorni limovi na obe f!anše. Kod primene napolju predviđati rupe za isticanje vode.
5 L ili u -dijagonale zavarene neposredno na rebro pojasa od T - ili prepolovijenog I PE-profila. Veoma ekonomičan nosač. e Kod većih sila povećava se priključna površina navarenim čvornim Jimom.
9 Pojas: IPE ili HE-profil. Kod lakŠih nosača mogu se štap ovi ispune tupo zavariti. Kod većeg opterećenja pojas dobija ukrućenja. Ova konstrukcija je za izvođenje skupa.
12
7 Donji pojas u -profil sa zavarenim čvor nim limom. Dijagonale su parovi ugaonika. Gornji pojas fleksiono krut HE-profil.
1(lPojas:lPE - ili HE-profil. Zavareni čvorni lim za vezu štapova ispune. Često primenjivana ekonomična konstrukcija za jako napregnute rešetkaste nosače;
13
12 Otvoreni sandučasti profil sa navarenim 13 Zatvoren zavareni sandučasti profil Sa čvornim limovima za najteže rešetkaste no- dvozidnim čvornim limovima. sače (šeširasti profil).· Primenljiv samo kao gornji pojas. 275
Noseće
konstrukcije od šupljih
profila Valjana cev kružnog poprečnog preseka je omiljen osnovni materijal za rešetkaste nosače svih vrsta. Cev primenjena u nosećoj konstrukciji naziva se kružni šuplji profil. Šuplji profili se međusobno spajaju zavarivanjem ili zavrtnjevima. Zavareni reietkasti iupljlh profila
nosači
od kružnih
Kako se čelične cevi isporučuju sa vise debljina zida pri jednakom nominalnom prečniku, mogu se štapovi pojaseva i ispune široko prilagođavati kako estetskim predstavIlanjem oblika tako i statičkim zahtevima. Stapovi ispune većinom imaju manje prečni ke nego štapovi pojaseva. Na veznim tačka ma se cevi, koje prolaze jedna kroz drugu, zavaruju. Krajevi cevi se, zavisno od oblika priključnog profila, frezuju posebnim mašinama radilicama ili seku gorionikom.
1
2
3
3
Ravni rešetkasti nosači sa tri pojasa. Gornji pojas je izvedenim horizontalnim, spregom ukrućen prema izvijanju i može da deluje kao spreg za vetar Zavaren cevasti čvor Vezač
5 Prostorne
noseće
konstrukcije
Kod prostorne konstrukcije se dve ravni, koje se sastoje od 2 ili 3 grupe paralelnih štapova, međusobno vezuju najmanje u dve ravni. Tako nastali rešetkasti roštilji su veći nom ravni. Oni se mogu uvrstiti u prostorne noseće konstrukcije. Mogućne su prostorne noseće konstrukcije sa jednoosno ili dvoosno zakrivljenim ravnima nosača. Sistemi građenja Razvijen je niz sistema građenja od kojih se ipak samo mali broj probio. Neki sistemi su ograničeni na mali inventar elemenata. Najviše razvijen i najpoznatiji je sistem Mero, koji se sastoji od štapova i čvorova.
Osnovni elementi prostorne rešetke 5 Tetraedar koji se sastoji od 4 jednakostranična trougla. fi Polovina oktaedra koja se sastOji od četiri jednakostranična traougla i. jednog kvadrata.
Primeri prostornih rešetki ., Osnovni elementi su polovine oktaedra. Čvorovi obe ravne kvadratne mreže ne leže jedni iznad drugih. 8 Osnovni elementi su kocke sa dijagonalama u četiri bočne povrŠine i dijagonalama u ivičnim poljima gornjeg nivoa.
4
Sistem Mero 4 Čvorni komadi Mero čvorovi su pune, kovane čelične kugle sa do 18 izbušenih rupa sa navojima. Stapovi su cevi različitih dužina, prečnika i debljina zidova. U konusnim krajnjim delovima štapovi imaju zavrtanj koji se ·uvrne u čvorne rupe sa navojima.
276
9
nosači
Osnove Definicije Kod spregnutih konstrukcija građevinski materijali različitih materijalnih svojstava međusobno se sprežu tako da deluju zajednički. Spregnuti nosači u užem smislu su nosači opterećeni savijanjem koji se sastoje od čeličnog nosača sa betonskom pločom na njemu. Ovde betonska ploča preuzima u oblasti pozitivnih momenata funkciju pritisnutog gornjeg pojasa, a donji deo čeličnog nosača ulogu zategnutog donjeg pojasa. U oblasti negativnih momenata može se usvojiti da betonska ploča sarađuje, ako su sile zatezanja u betonu savladane prethodnim naprezanjem betona. Prethodno napregnuti spregnuti nosači isplate se samo kod velikih raspona. Oni se stoga često primenjuju u mostogradnji, a retko u visokogradnji. Prednosti spregnutog nosača Dejstvom sprezanja između betonske ploče i čeličnog nosača postiže se tj ušteda na težini kod čeličnog nosača (do 50%), tj smanjenje maksimalnog ugiba, a time i kruća tavanična konstrukcija. Jedan deo planirane uštede zbog manje te~ine čeličnog nosača mora se upotrebiti za proces sprezanja. Oblast primene Kod tavanice od čeličnih nosača oba elementa spregnutog nosača - čelični nosač i tavanična ploča - gotovo uvek su prisutna. Razumljivo je, uopšte svuda tamo gde be-
tonska ploča leži neposredno na čeliČnom nosaču, da se za nošenje angažuje dejstvo sprezanja. Ali to ne važi - kako je već izloženo - za područja gde gornji pojas nosača trpi zatezanje (kontinualni nosači, kon-:zolni nosači). Stoga je postalo uobičajeno da se tavanični nosači, koji neposredno nose betonsku ploču, smatraju jednopoljnim spregnutim nosačima. Skupljanje i
tečenje
Svež betori se zbog gubitka vode skraćuje (skupljanje). Ako se optereti, u toku vremena povećava mu se elastična deformacija (tečenje). Kod spregnutog nosača samo betonska ploča podleže ovim promenama, ali ne i čelični nosač. Kada se betonska ploča koja je spregnuta sa čeličnim nosačem usled skupljanja i tečenja - ovo poslednje zbog unešenog stalnog naprezanja savijanjem - skrati, tada se za izvestan iznos smanji njena zamišljena nosivost. Ovo opterećenje treba da preuzme čelični nosač. U stanju korisnog opterećenja nastupa preraspodela sila. To doduše utiče na deformaciju spregnutnog nosača, ali u opštem slučaju ne i na njegovu sposobnost nošenja. Kod velikih spregnutih konstrukcija treba da se sprovede tačno računsko ispitivanje. Kod raspona koji su uobičajeni u visokogradnji nije potrebno nikakvo posebno dokazivanje. Veza otporna prema smicanju Za postizanje spregnutog dejstva traži se da se čelični nosač betonskom pločom koja leži na njemu tako poveže da se smičuće sile koje se ovde javljaju sigurno preuzmu.
2.1
Napon i maksimalni ugib 2.1 Kod grede s pločom se ploča koja se nalazi na betonskoj gredi računa kao pritisnuti poprečni presek. Postoji ravnoteža između sile pritiska u pritisnutnoj zoni betona i sile zatezanja u zategnutoj armaturi. 2.2 Ako čelični nosač ispod betonske ploče mora sam da nosi opterećenje, tada kao statička visina h stoji na raspoloženju samo odstojanje njegove flanše. Neutralna osa nalazi se u sredini nosača. Dijagram napona ima veliki ugao a, maksimalan ugib je veliki, nosač mekan.
Tome služe sredstva za sprezanje. Kada oba dela ne bi bila međusobno spregnuta i kad bi jedan na drugom ležali labavo, tada bi se doduše sabirale moći nošenja oba elementa, ali ipak ne nastala visoka sposobnost nošenja spregnutog poprečnog preseka.
1.1
1.1 Ovo može da se objasni na primeru dasaka prosto naslaganih jedna iznad druge, 1.2 koje imaju istu nosivost kao kada bi ležale jedna pored druge. 1.3. Tek vezivanje dasaka ekserima, koji deluju kao sredstvo sprezanja, stvara veliku nosivost grede. Naknadno sprezanje Čelične skeletne građevine imaju prednost brže montaže, nezavisne od vremenskih uslova. Ukupno vreme građenja se skraćuje kada je i betonska tavan ična ploča prefabrikovana u elementima i montirana. Da bi se i kod prefabrikovanih betonskih ploča moglo iskoristiti dejstvo .sprezanja, betonska ploča i čelični nosač sprežu se "naknadno", tj. posle stvrd njavanja betonske ploče, pomoću zalivanja spojnica, ili, kao kod čelika, pomoću zavrtnjeva ili zavarivanja. Primeri, vidi str. 281.
2.3
2.3 Kod spregnutog poprečnog preseka kao statička visina h na raspoloženju stoji odstojanje od težišta pritiska betonske ploče do donje flanše nosača, dakle, veća je nego kod samog nosača. Time se smanjuje poprečni presek donjeg pojasa. Neutralna osa pomera se naviše. Čelični gornji pojas nalazi se gotovo u neutralnoj osi i može biti mali. Na taj način kod istog napona u donjem pojasu ugao a u dijagramu napona postaje manji nego kod 2.2, ugib spregnutog preseka manji.
2.4 Kada bi se kod samog čeličnog nosača htelo da se maksimalni ugib ograniči na istu veličinu kao i kod spregnutog nosača 2.3, morala bi se polovina nosača koja se nalazi ispod neutralne ose spregnutog nosača pomeriti naviše, kako bi se dobio dijagram napona sa istim uglom.
277
Ćelični profili
1 Najviše upotrebljavani profil spregnutog nosača za manje raspone je l PE-profil. HE-profili se primenjuju rede, jer se gornji pojas ne može iskoristiti. 2 u -profili su pogodni kao ivični nosači. Ako se poleđina u -nosača izravna sa čeonom stranom ploče, dobija se kod vidljivih spregnutih nosača čistiji glatki završetak. Na u-profil se na jednostavan način mogu uč vrstiti parapetni elementi, fasade ili držači.
većih raspona i većeg opterećenja isplati se da se umesto HE-profila primeni zavareni profil sa manjim gornjim pojasom. Vidi i str. 267, sl. 2. 3.1 Nesimetrični profil se može formirati zavarivanjem dva isečena nosača različitih veličina ili 3.2 zavarivanjem malog gornjeg pojasa na presečeni nosač sa širokom flanšom ili
3 Kod
Tablica sadrži granične raspone spregnutih nosača na dva stuba u mm; 'Čelični nosač: I PE; marka betona MB 25. Ravnomerno podeljeno opterećenje, d = debljina tavanice
Tablica nosivosti
širina
opte-
ploče
rećenje
m
2
IPE- profili
d 240
270
300
400
36.0
330
450
500
550
600
cm
5137
5152
5137
5152
5137
5152
5137
5152
5137
5152
St37
5152
5137
5152
5137
5152
5137
5152
5137
5152
5
10 12 14
8,73 9,14 9,53
10,52 11,03 11,52
9,74 10,18 10,59
11,72 12,26 12,78
10,84 11,30 11,74
13,02 13,59 14,14
11,99 12,47 12,94
14,37 14,97 15,55
13,23 13,74 14,23
15,81 16,45 17,06
14,70 15,23 15,75
17,54 18,20 18,85
16,48 17,03 17,57
19,61 20,31 20,98
18,44 19,02 19,59
21,90 22,60 23,32
20,41 21,02 21,61
24,27 24,93 25,66
22,61 23,24 23,87
26,95 27,57 28,26
10
10 12 14
6,14 6,44 6,73
7,44 7,80 8,15
6,88 7,20 7,49
8,29 8,67 9,04
7,67 7,99 8,30
9,20 9,61 10,00
8,48 8,82 9,15
10,16 10,59 11,00
9,35 9,71 10,06
11,18 11,63 12,06
10,40 10,77 11,14
12,40 12,87 13,33
11,65 12,05 12,43
13,86 14,36 14,84
13,04 13,45 13,85
15,48 15,98 16,49
14,43 14,86 15,28
17,16 17,63 18,14
15,98 16,44 16,88
19,06 19,50 19,98
15
10 12 14
4,97 5,22 5,46
6,01 6,33 6,63
5,57 5,83 6,08
6,74 7,07 7,38
6,22 6,50 6,76
7,52 7,85 8,16
6,91 7,20 7,47
8,30 8,65 8,98
7,64 7,93 8,21
9,13 9,50 9,85
.8,49 8,80 9,09
10,12 10,51 10,88
9,51 9,84 10,15
11,32 11,72 12,11
10,64 10,98 11,31
12,64 13,05 13,46
11,78 12,14 12,48
14,01 14,39 14,81
13,05 13,42 13,78
15,56 15,92 16,32
20
10 12 14
4,27 4,49 4,70
5,16 5,44 5,70
4,78 5,02 5,24
5,78 6,07 6,35
5,35 5,59 5,82
6,46 6,77 7,06
5,94 6,20 6,44
7,18 7,49 7,78
6,59 6,85 7,11
7,91 8,22 8,53
7,35 7,62 7,87
8,77 9,10 9,42
8,24 8,52 8,79
9,80 10,15 10,49
9,22 9,51 9,79
10,95 11,30 11,66
10,21 10,51 10,81
12,13 12,47 12,83
11,30 11,62 11,93
13,47 13,79 14,13
5
10 12 14
7,12 7,47 7,80
8,66 9,09 9,50
7,98 8,34 8,69
9,70 10,16 10,59
8,92 9,30 9,66
10,84 11,30 11,74
9,91 10,31 10,69
11,99 12,47 12,94
10,97 11,38 11,77
13,23 13,74 14,23
12,21 12,64 13,05
14,70 15,23 15,75
13,71 14,15 14,58
16,48 17,03 17,57
15,36 15,83 16,28
18,44 19,02 19,59
17,04 17,52 18,00
20,41 21,02 21,61
18,91 19,42 19,92
22,61 23,24 23,87
10
10 12 14
4,97 5,22 5,46
6,01 6,33 6,63
5,57 5,83 6,08
6,74 7,07 7,39
6,22 6,50 6,76
7,54 7,88 8,21
6,91 7,20 7,48
8,37 8,74 9,09
7,66 7,96 8,26
9,28 9,66 10,03
8,56 8,88 9,18
10,37 10,77 11,14
9,65 9,98 10,30
11,65 12,05 12,43
10,86 11,19 11,51
13,04 13,45 13,85
12,05 12,39 12,73
14,43 14,86 15,28
13,37 13,73 14,08
15,98 16,44 16,88
15
10 12 14
4,01 4,22 4,42
4,84 5,10 5,35
4,50 4,72 4,92
5,43 5,71 5,97
5,02 5,26 5,48
6,07 6,36 6,63
5,58 5,83 6,06
6,74 7,05 7,34
6,19 6,44 6,68
7,48 7,80 8,10
6,92 7,18 7,43
8,36 8,69 9,01
7,80 8,08 8,34
9,44 9,78 10,11
8,89 9,07 9,35
10,63 10,98 11,31
9,79 10,09 10,37
11,78 12,14 12,48
10,92 11,21 11,50
13,05 13,42 13,78
20
10 12 14
' 3,44 3,62 3,80
4,14 4,37 4,59
3,86 4,05 4,23
4,64 4,89 5,12
4,31 4,51 4,71
5,19 5,45 5,69
4,79 5,00 5,21
5,77 6,04 6,30
5,31 ' 6,40 5,53 6,68 5,75 6,95
5,94 6,17 6,39
7,16 7,45 7,73
6,70 6,94 7,17
8,08 8,39 8,68
7,55 7,80 8,04
9,11 9,43 9,73
8,41 10,16 8,67 10,49 8,93. 10,81
9,39 9,66 9,92
11,30 11,62 11,93
5
12 14
6,44 6,73
7,83 8,19
7,20 7,50
8,75 9,12
8,02 8,34
9,75 10,14
8,89 9,22
10,80 11,22
9,83 10,18
11,95 12,38
10,95 11,32
13,31 13,77
12,31 12,69
14,95 15,41
13,82 14,22
16:~! 17,1
15,33 15,74
18,49 19,00
17,01 20,48 17,43 '21,01
10
12 14
4,49 4,70
5,44 5,70
5,02 5,24
6,07 6,35
5,59 5,82
6,77 7,06
6,20 6,44
7,51 7,81
6,85 7,11
8,30 8,62
7,64 7,91
9,25 9,59
8,59 8,87
10,41 10,76
9,65 9,94
11,70 12,06
10,73 11,03
13,01 13,39
11,94 12,26
14,48 14,86
15
12 14
3,62 3,80
4,37 4,59
4,05 4,23
4,89 5,12
4,51 4,71
5,45 5,69
5,00 5,21
6,04 6,30
5,53 5,75
6,68 6,95
.6,17 6,39
7,45 7,73
6,94 . 8,39 7,17 8,68
7,80 8,04
9,43 9,73
8,67 8,93
10,49 10,81
9,66
11,68
on"
''')(\1
12 14
3,11 3,26
3,74 3,93
3,47 3,64
4,18 4,38
3,87 4,04
4,66 4,87
4,29 4,47
5,16 5,39
4,74 4,93
5,71 5,95
5,29 5,49
6,37 6,62
5,96 6,16
6,69 6,91
8,07 8,34
7,45 7,67
8,98 9,26
8,29 8,53
10,01 10,30
kN/m
2,40
3,60
4,80
20
278
čelika i jednog limenog rebra. 4 Kod rešetkastih nosača kao spregnutih nosača treba gornji pojas da bude toliko veliki koliko je potrebno za učvršćenje sredstava za sprezanje i za montažu. U granič nom slučaju učvršćuju se sredstva za sprezanje na gornji čvorni lim, pa potpuno otpada čelični gornji pojas.
3.3 zavarivanjem dva pljošta
7,18 7,44
7,7L.
'.L/Vl
Izvođenje
spregnutih nosača
Sredstva za sprezanje
Za prenošenje smičućih sila između čelič nog nosača i betonske ploče u opšte m slučaju se uvodi • sprega pomoću čepa sa glavom i • sprega trenjem. Ćep sa glavom (moždanik) za sprezanje ne primenjuje se samo kod spregnutih konstrukcija, već i inače u građevinarstvu za spajanje čeličnih i betonskih delova, npr., kod ploča za usidrenje, v. str. 255. Moždanikom za sprezanje mogu se preneti i sile zatezanja. Oblik i način delovanja moždani ka za sprezanje 1 Moždanik za sprezanje se sastoji od stabia i glave. Tekuće dimenzije za spregnute konstrukcije su: stablo
glava
dužina
0mm
0mm
0mm
16 19
32 32
22
35
75-100 75-150 100-175
_--'-_ _~____ 5
2
i ok zavarivanja Čepovi s glavom se zavaruj u na čelični nosač uz uštedu vremena pomoću poluautomatskog, elektronski upravljanog postupka zavarivanja. Pri tome se čep uklješti u pištolj za zavarivanje. Jedan prsten od keramike sprečava ulazak vazduha u zavarivanu masu. Za zavarivanje se koristi jaka struja, tako da se zavarivanje sprovodi većinom u radionici, a ređe na gradilištu kod montaže.
4 Čep sezavari svojim punim poprečnim presekom, ne samo nđevrekom" od zavarivanja, kako pokazuje slika. 5 Čep deformisan kod jednog ogleda pokazuje da se smičuća sila prenosi samo na najnižem delu stabla čepa.
6
Stablo se punom površinom zavari za čelič ni deo. Smicanje se prenosi najnižim delom stabla. Stablo i glava služe za sidrenje moždanika u beton. Glava sprečava odizanje betonske ploče, a kod zategnutih sidara prenosi zatezanje. Spirala 2 Žičane spirale koje su položene oko čepa povišavaju njegovu nosivost za 20-25%. Stoga treba da se pazi da se prostor unutar spirale potpuno ispuni betonom. Zbog toga kod prefabrikovanih ploča ne treba primenjivati spirale, jer mali razmak moždanika sprečava potpuno ispunjavanje u dnu moždanika.
Tok montaže
Dejstvo sprezanja nastaje u toku građenja, pa može dakle, da bude aktivno tek posle njegovog završetka. Tok montaže je različit kod pojedinih tavaničnih sistema. Tavanični
sistem sa betoniranjem na licu mesta Kod čiste betonske tavanice betonirane na licu mesta ispregnutih tavan ica sa betoniranjem na licu mesta na tankim betonskim ljuskama i tavanicama od čeličnog lima nastaje spregnuto dejstvo tek posle stvrdnjavanja betona. Sve do tada mora sam čelični nosač da nosi čitavu sopstvenu težinu spregnutog nosača. Ako on to nije u stanju ili je pod tim opterećenjem suviše deformisan, mora do stvrd njavanja betona nosač da se u sredini ili u trećinama raspona podupre pomoćnim podupiračima. Pomoćnim stubovima može se čeličnom nosaču dati nadvi-
3.1
3.2
3.3
3.4
Zavarivanje se sprovodi u sledećim fazama: 3.1 Nameste se čep i prsten od keramike. 3.2 Prsten se automatski podigne za nekoliko mm i uključi se svetlosni luk. 3.3 Elektroda i donja površina čepa se rastope do dubine 2-3 mm. Proces topljenja traje jedva 1 sekundu. Čep se automatski utisne u rastopljenu masu. Nešto rastopljene mase iscuri napolje i obrazuje "đevrek". 3.4 Keramički prsten se izbije. Ćep je odmah sposoban za nošenje. Mogućno je da se čep zavari kroz ploču od čeličnog lima (v. str. 286).
šenje, tako da oslobođeni spregnuti bude kasnije ravan.
nosač
Tavanice od montažnih delova sa malterskim spojnicama Slično u načelu važi i za spregnute tavanice sa montažnim delovima, kod kojih dejstvo sprezanja nastaje betoniranjem otvora za moždani ke i otvorenih spojnica. Pri tome treba da se uzme u obzir sopstvena krutost betonskih ploča, naročito kod nadvišenja čeličnih nosača.
Tavanice od montažnih delova sa sprezanjem pomoću zavrtnjeva Kod betonskih ploča učvršćenih zavrtnjevima nastaje spregnuti poprečni presek koji odmah nosi, uz pretpostavku da betonske ploče nemaju poprečne spojnice koje ispunjene malterom - postaju sposobne za nošenje tek posle njegovog stvrdnjavanja.
Ispitivanje 6 Za ispitivanje zavarenosti dovoljno je da se izvestan broj moždanika previje čekićem za cca 600 • To još ne utiče na njihovu nosivost. Sprezanje trenjem Kod sprezanja trenjem pdtisnu se betonske ploče pomoću visokovrednih zavrtnjeva na čelični nosač, tako da nastaju sile trenja koje prenose smicanje od sprezanja. Ploče se polože u posteljicu od maltera, ili u suvo. Sprega se može razrešiti. Primeri vidi str. 281 i 287.
Sistemi spregnutih tavanlcs Sledeći
sistemi tavan ica formirali su se kao pogodni za spregnute poprečne preseke: l j betonske tavanice betonirane na licu mesta l j beton betoniran na licu mesta na prefabrikovanim tankim betonskim ljuskama o prefabrikovana betonska ploča sa naknadnim sprezanjem beton betoniran na licu mesta na tavanici od čeličnog lima. Ovi načini građenja biće razmotreni u .daljem tekstu, ali samo kada bude govora o sprezanju nosača. Radi potpunog pregleda isti tavan ični sistemi biće još jedanput delimično obrađeni na str. 287, u poglavlju Betonske tavanične ploče.
279
Betonske tavanice betonirane na licu mesta
Čiste betonske tavanice
1 Spregnuti nosači sa pločom betoniranom na licu mesta se zbog visokih troškova oplate u visokogradnji jedva više i grade. Dok je čelični nosač montiran za nekoliko minuta, ploča betonirana na licu mesta zahteva za oplatu mnogo dugotrajnog i skupog rada. Ipak, ovaj način građenja se primenjuje kod malih građevina ili kod nepraviinih površina.
Tavanice od
čeličnog
3 Prefleks - spregnuti nosač To je jedan poseban oblik spregnutog nosača kod koga se donji pojas u radionici oblaže betonom. Obloga dobija prethodno naprezanje pritiskom sa ciljem da se nosač pre betoniranja savije u saglasnosti sa kasnijim opterećenjem. Zavarene šipke armature ojačavaju držanje betona na nosaču. Ovom merom se samo malo povećava nosivost nosača, ali se smanjuje maksimalni ugib. Obloga dolazi i statički do toga da nosi u područjima u kojima donji pojas prima pritisak, npr., kod konzola (vidi primer na sl. 5, str. 189).
lima
Sloj betona iznad tavanice od čeličnog lima može da se usvoji kao gornji pojas spregnutog nosača koji učestvuje u nošenju. Ovde su bez značaja način profilisanja lima i funkcija betonskog sloja (samo beton za punjenje, samonoseća betonska ploča, spregnuta ploča). Naravno da beton mora, ako je on i beton za punjenje koji ne nosi, odgovarati zahtevima propisa za sprezanje. Betonski poprečni presek koji učestvuje u nošenju 4 Kada rebra idu uspravno na nosač ne sme se statički uzeti u račun cela debljina ploče h, već samo deo betonske ploče hs koji leži iznad rebara. Visina moždanika za sprezanje hd mora biti veća nego što je visina talasa čeličnog lima hb. 280
2 Spregnutim nosačem sa betoniranjem na licu mesta na tankoj (oko 4 cm) prefabrikovanoj betonskoj ljusci izbegavaju se nedostaci čiste betonske ploče betonirane na licu mesta. Ljuska služi kao oplata, sadrži čitavu donju armaturu ploče i ostaje u građevini kao betonski poprečni presek koji učestvu je u nošenju. Kod projektovanja i izvođenja treba da se pazi da se kod nosača sa uskim flanšama može postaviti samo jedan red moždanika za sprezanje, kako bi se ostavilo mesto za oslanjanje ploča. Mora takođe da se pazi na pažljivo sipanje betona u uski prorez između ploča i:
5 Kada rebra idu paralelno sa nosačem, može se uračunati čitav poprečni presek betona. 0.1, 0.2 Vezivanje trapezastog lima na podvlake koje idu paralelno sa rebrima. Zavarivanje moždanika za sprezanje Nasuprot čistom spregnutom nosaču čelič ni lim se većinom nalazi između betonske ploče i čeličnog nosača te smeta zavarivanju moždanika. Uobičajeni su sledeći postupci: 1 Limovi dosežu samo od nosača do nosača. Da bi se sprečilo isticanje betona ploče, moraju se dna talasa na preseku zatvoriti deformisanjem ili pogodnim upasovanim komadima. Čepovi se na nosač zavaruj u u radionici.
S Limovi se probuše, a čepovi se navare isto tako u radionici. Ovaj postupak zahteva pažljivo projektovanje i održavanje malih tolerancija pri radu. Projektovanje je olakšan o striktnom rasterizaeijom ploča irastojanja između rnoždanika. Za bušenje služe probojci za rupe koji celu limenu traku automatski buše u svakom predviđenom mestu. 9 Čepovi se mogu zavariti na gradilištu i posle montaže nosača i postavljanja lima jednim specijalnim postupkom zavarivanja kroz lim. Pri tome moraju nosač i lim biti čisti.i suvi. Zavarivanje zahteva veliku jačinu struje do koje se na gradilištu često ne može doći.
Spregnuti
nosač
Posteljica od maltera Kod nosača sa širokim flanšama (mostogradnja) betonske ploče se polažu na posteljicu od maltera. Time se izravnavaju neravnine na donjoj strani ploče, a istovremeno deluje i kao zaštita nosača od korozije. Kod uskih flanši spregnutih nosača u visokogradnji jedva je mogućno da se nanese posteljica od maltera. Ona bi takođe smetala normalnom odvijanju montaže, a montažu po mrazu bi učinila nemogućnom. Stoga je u visokogradnji uobičajeno da se ploče polažu u suvo, tim pre što su u unutrašnjosti zgrade zahtevi za zaštitom od korozije mali. Polaganje ploča u suvo traži kod betonskih ploča male tolerancije, naročito kod sprezanja trenjem.
sa tavanieom od montažnih delova
Za prefabrikaciju tavanična ploča se rastavi u elemente koji se mogu transportovatL To zahteva da spojnice. budu paralelne i upravne na tavanične nosače. Tako nastaju podužne i poprečne spojnice. Podužne spojnice 1 Logično je da se između nosača rasporede podužne spojnice kako ne bi bilo smetanja zoni naknadnog sp rezanja. Spojnica u polju traži oplatu. Šipke poprečne armature moraju da uđu u beton spojnice gde se i nastavljaju. Ploče imaju širinu od dva rastojanja među nosačima. To zahteva mala rasto2) ili mnogo pojanja između nosača prečnih spojnica 1), kako bi se ploče mogle transportovati javnim putevima. Primer za oblik moždanika za sprezanje - sl. 6.
3
4
2
U visokogradnji se stoga radi tako da se podužne spojnice postave u osu nosača, a da se ivice ploče formiraju na taj način da se mogu preneti smičuće sile spregnute konstrukcije. Kod ovog načina građenja kod manjih raspona do oko 8,0 m dužina ploče odgovara rasponu nosača. Kod dužih nosača dobijaju ploče 1 ili 2 poprečne spojnice. Za oblik moždanika vidi sl. 7.
I
5
Spregnuti poprečni preseci sa zalivanjem spojnica
Poprečne spojnice Beton u spojnici treba da prenese silu pritiska gornjeg betonskog pojasa spregnutog
. nosača. 3 Spojnica treba da ima zakošene ivice kako bi se sprečilo propadanje betona. 4 Betonskim nosevima koji se nalaze odozdo ušteđuje se oplata za spojnicu. 5 Jedan nos i na gornjoj ivici ploče prenosi poprečne sile i sprečava nejednako ugibanje ivica ploče. On se zahteva samo kod ploča velikih raspona i velikih tavaničnih opterećenja.
Spregnuti poprečni preseci sa sprezanjem zavrtnjeva
6 Montaža betonske ploče sa podužnim spojnicama između nosača. U otvore za moždanike umeću se pojedinačno ili grupno moždanici za sprezanje. Otvori su veći gore nego dole, kako bi se sprečilo odizanje ploče usled delovanja klina od betonskog punjenja.
'1 Montažne betonske
8 Sprezanje trenjem. Kovanjem obrađene pritisne ploče (nemački naziv »Druckplatte», prim. orev.) prenose pritisak visokovrednih zavrtnjeva na betonsku ploču. Tražena ravnost oslonačkih površina betonske ploče postiže se betoniranjem u čeličnim oplatama (Sistem građenja Krup-Monteksy).
9 Rešetkasti nosač bez gornjeg pojasa spregnut zavrtnjevima sa montažnom betonskom pločom. Lim koji hvata ploču pomoću moždanika za sprezanje čvrsto se vezuje zavrtnjevima sa savijenim čvornim /imom. Na lim se navare dijagonale rešetke.
ploče sa podužnim spojnicama u osi nosača. Moždanici za sprezanje se stavljaju u kružne otvore na ivicama ploče i opasuju se petljom od armature. (Sistem građenja Krupp-Montexy).
pomoću
Kod sprezanja zavrtnjevima betonske ploče se vezuju u suvo sa čeličnim nosačima pomoću zavrtnjeva. Spregnuta spojnica je stoga odmah sposobna za nošenje. Betonske ploče se mogu demontirati bez oštećenja i ponovno upotrebiti. Ovakav način građenja je pogodan za građevine ograničenog trajanja i za građevine sa unapred predviđenim promenama. Sprezanje trenjem nastupa kada visokovredni zavrtnjevi pritiskom stvaraju trenje između betonskih ploča i čeličnog nosača, čime se prenose smičuće sile spojnica sprezanja. Betonske ploče moraju da odgovaraju naročitim zahtevima o tolerancijama. Kod veze zavrtnjevima prema sl. 9 prenose se smičuće sile i pomoću visokovrednih zavrtnjeva sa trenjem, kako je to uobičajeno u čeličnim konsturkcijama između čelika i če lika.
281
TESTERASTI KROVOVI Noseće konstrukcije za testeraste krovove
talnog ukrućenja, pa bi se cela krovna konstrukcija srušila lančanom reakcijom. Naročito opasno kod kosih staklenih površina. Statički
Testeraste ("šed") konstrukcije služe za 05vetljavanje odozgo i daju velike ravnomerno raspodeljene vrednosti osvetlenja u luksevima u ravni radnih površina. Visina prozora, dužina kosina, a prema tome i nagib krova zavise od željenog osvetlenja. "Šed" se sastoji od staklene i od krovne površine. Staklena površina je u opštem slučaju okrenuta prema severu kako bi se izbegao direktan upad sunca. Staklena površina može biti postavljena vertikalno ili koso. Površina krova je ravna ili zasvođena. U podnožju "šeda" je potreban oluk koji treba da je dovoljan i za velke oborine. Stoga se staklena površina ne sme pružati do podnožja "šeda". Krovni pokrivač nose rožnjače ili neposredno prečke "šeda" . Od testeraste konstrukcije treba da se preuzmu i dalje sprovedu vertikalne i horizontalne sile. Kod oblika testaraste konstrukcije gde se horizontalno ukrućenje nalazi u ravni krova, mora prvi testerasti nosač imati ispod staklene površine posebno horizontalno ukrućenje. Na tom kraju treba da počne montaža! Kod suprotnog smera montaže u slučaju pada jednog šeda naredni šed bi bio lišen svog horizon-
Testerasti krov sa kosom staklenod površinom Tasterasti krov sa vartikal. stakl. površinom vertikalne sile
horizontalne Sile
vertikalne sile horizontalne sile
sistem za testeraste nosače
1.1. Okvir sa tri zgloba. Najjednostavniji sistem testerastog vezača. Kod kosih staklenih površina nastaju pod vertikalnim silama i horizontalne reakcije. Sile vetra izazivaju u oba oslonca horizontalne sile. 1.2 Okvir sa dva zgloba. Kod šeda sa kosom staklenom površinom kod vertikalnih sila izbegnute su horizontalne reakcije. Može da se shvati i kao kolenasta greda na dva oslonca. Sile vetra se prihvataju samo jednim osloncem. 1.3 Okvir sa tri zgloba i zategom. Samo vertikalne reakcije. Prihvatanje sila od vetra na jednom kraju nosača. 1.4 Rešetkasti nosač. Ima smisla ako šed-vezači imaju veliko međusobno rastojanje, a krovna konstrukcija leži na rožnjačama. 2 Delovi šeda aslemena rožnjača
1.2
1.3
b a
brožnjača
c rožnjača stope d prečka šeda } estubić šeda
šed-vezač
f međustubić g nosač šeda h glavni nosač šeda B širina šeda L dužina šeda
3 Opterećenje šeda se preko rožnjača prenosi na vezače šeda koji ga neposredno predaju stubovima. Za prihvatanje oluka i opterećenja stakla potrebna je ispod staklene table snažna rožnjača. Horizontalno ukrućenje pomoću rešetke.
Puni nosači šeda primaju vertikalne sile ispod staklene trake, a horizontalni puni no..; sači horizontalne sile.
Rešetkasti nosači po celoj širini staklene površine. Prednosti: veoma lak, krut nosač. Mane: staklene površine su presečene dijagonalama. Moguć je i svaki drugi raspored dijagonala, npr., samo kose. Horizontalno ukruće nje pomoć sprega u ravni krova.
6 Kod vise šedova postavljenih jedan iza drugog mogu pojedini stubovi šedova da smetaju. Velike prostorije bez stubova se dobijaju ako nosače šeda nose glavni nosači šeda sa velikim rasponima. Pun nosač je visok i težak.
7 Najekonomičnije rešenje za šedove velikih raspona: vezači šeda postaju delovi rešetkastog glavnog nosača. Kako donji pojas prima samo zatezanje, on je veoma tanak i iznutra jedva vidljiv. Pritisnuti pojas iznad šeda prodire kroz krov i stakeine površine. Tačke prodora se moraju pažljivo zaptivati i . izolovati, jer ovde lako nastaju oštećenja.
8 Jedno elegantno rešenje: Spoljašnji vezači šeda kod serije od više šedova jedan iza drugog su međusobno kruto vezani i obrazuju kolenasti nosač velikog raspona. Kako su pri tome potrebni teški profili, ovakvo rešenje dolazi u obzir samo za dva, najviše tri, šeda.
282
Tavanična ploča treba nadalje sledećim kriterijumima:
da
oa~lo~rarB
Mala težina saglasno sa malom težinom skeleta. Dobra montažnost za postizanje kratkog vremena građenja, da bi se moglo slediti napredovanje montaže skeleta mon-
Razrađeni
su sledeći načini građenja: tavanica od čeličnog lima, koja se od čeličnog lima, a koji se radi povišenja nosivosti oblikuje na pogodan način, i od betona za raspodelu opterećenja i i zvuka, gde nosi ili čelični lim, tu od ili betonska ili oba kao ~i"\lPt:llnnl ča.
olalkšB:nja mon-
Osnove Kod betonskog skeleta betoniranog na licu mesta ili od prefabrikovanih delova tavanič na ploča čini integralni sastavni deo noseće konstrukcije i sastoji se od istog materijala kao stubovi i nosači. Kod čelične konstrukcije međuspratna konstrukcija se sastoji od čeličnih nosača i tavanične ploče kod koje su i kod ploče od čeličnog lima osim čelika potrebni i drugi materijali.
armiranobetonska tavanica od betona ili od većinom kao ravsa malo rada na gradilištu, na, masivna ređe sa šupljim telima ili po mogućnosti građenje u suvom, kako kao rebrasta kasetirana tavanica betonirabi, kao i kod montaže skeleta, bilo nezavis- na na licu .mesta, delimično montažna ili no od vremenskih uslova. potpuno montažna.
Uobičajeni načini građenja tavanične ploče
Uslovi za tavaničnu ploču Tavanična ploča mora odgovarati sledećim
Gotovo svi sistemi tavanica sadrže beton, pre svega zbog zahteva u odnosu na zaštitu od požara i zvuka. Betonske ploče imaju prednost što se one mogu u spregnutim konstrukCijama tretirati kao gornji pojas no-
uslovima: prenošenje vertikalnog opterećenja koje deluje neposredno na nju na oslonačke stubove '. prenošenje horizontalnog opterećenja na fiksne tačke konstrukcije zgrade • horizontalna podela požarnih odseka • Prigušujuće dejstvo izazvano zvukom od hodanja i zvuka iz vazduha između spratova.
Najviše se primenjuje teški beton. Kod lakog betona -- bilo da je on materijal ispune, bilo za noseće betonske poprečne preseke -- smanjuje se težina tavanične konstrukcije. Pri tome treba voditi računa o zaštiti od požara i zvuka. Kod velikih opterećenja ili velikih raspona mogu traženi veliki poprečni preseci lakog betona da anuliraju prednosti postignute malom težinom materijala.
Tavanice od
čelliČrlloa
sača.
Površina nosećih tavanica Tolerancije koje se mogu postići u izradi u odnosu na ravnost površine zavise od proizvodnje. Tolerancije koje se mogu očekivati kod izrade tavanica betoniranih na licu mesta iziskuju izravnjavajući premaz. Manje tolerancije proizilaze kada se beton, spravljen na licu mesta, nanosi na prefabrikovane betonske slojeve koji ostaju u konstrukCiji, tako da je kod pažljive izrade nepotreban izravnavajući premaz. Isto važi i za prefabrikovane betonske tavanice, naročito ako su prefabrikovani delovi izrađeni u limenOj oplati. Tim načinom može se postići veoma ravna površina. Male neravnine takvih grubih tavanica izravnavaju se nanošenjem i glačanjem betonskog sloja.
lima
Sistemi tavaničnih ploča Tavanice od čeličnog lima sastoje se od tankih profilisanih čeličnih limova, jednoslojnih, ili kao ćelijasta tavanica dvoslojnih, sa betonskim slojem odozgo, ili nekim drugim tavaničnim slojevima za raspodelu opterećenja. Tavanica iz čeličnog lima je rasprostranjen oblik tavanice, on se primenjuje gotovo isključivo u SAD, Kanadi i Japanu, a i u Evropi od strane mnogih konstruktora. Prema tome koji je sloj noseći presek, razlikuju se: • Tavanice sa noseći m čeličnim limom. Tavanični slojevi služe statički samo za raspodelu opterećenja. • Tavanice sa nosećom betonskom pločom. Čelični lim služi samo kao izgubljena oplata. • Spregnute tavanice. Čelični lim je jednovremeno oplata i armatura polja betonske ploče.
Betonski sloj iznad lima Betonski sloj iznad lima može, između ostalog, da bude gornji pojas spregnutog nosača (v. str. 280 i 286). Taj betonski sloj ili tavanični slojevi služe osim svojoj statičkoj funckiji za • zaštitu od zvuka i • protivpožarnu zaštitu odozgo.
Prednosti tavanice od čeličnog lima • Tavanica ima malu težinu. • Ugrađivanje limene ploče može da sledi brzu čeličnu montažu. Čelični lim služi istovremeno i kao oplata. • Tavanica je odmah posle montaže prohodna. • Tavanica štiti radove u nižem spratu od predmeta koji padaju. • Kod tavanice sa nosećom betonskom pločom može se umesto zautitne obloge protiv vatre postaviti pojačana armatura.
Mane tavanice od čeličnog lima • Tavanicama se nosećim čeličnim Jimom potrebna je odozdo obloga za zaštitu od vatre. • U poređenju sa potpuno suvim načinom građenja odbija se vlaga II građevini zbog betoniranja na licu mesta.
čeličnih trapezastih profila profilisan i čelični limovi imaju debljine od 0,88; 1,00; 1,13; 1,25 i 1,50 mm. Ako čelični profilisani limovi, služe samo kao izgubljena oplata, može se primeniti i debljina lima od 0,75 mm.
Table
Noseći
Table profila se od obostrano pocinkovanog čeličnog lima, prema DIN 17 162, klasa Z 275, izrađuju u mašinama za profilisanje, i po pravilu imaju poprečni presek oblika trapeza. Pojasevi i/ili rebra profila su često obezbeđeni ukrućenjima. Table profila dolaze u trgovinu u građevinskim širinama od cca 500 do 1 000 mm i visinama od 35 do 160 mm. Raster profila iznosi od 150 do 300 mm. Postoje mnogobrojni oblici i dimenzije koji omogućuju optimalno prilagođavanje za ma kakve slučajeve primena. Svaki proizvođač ima svoj sopstveni program profila.
Zaštita od korozije Sloj cinka koji se nanosi na obe strane lima ima u opštem slučaju težinu od ukupno 275 g/m2. Kao dodatak pocinkovanju mogu če lični profili dobiti s donje strane, prema ugroženosti od korozije, dodatnu zaštitu od korozije slojem od plastične mase ili nekog premaza. Pocinkovanje i dodatna koroziona zaštita ravnaju se prema odgovarajućim zahtevima i odredbi proizvođača. 283
Oblici profila
1. Trapezasti limovi. Minimalne dimenzije 26/167 mm. Do sada najveći valjani lim 160/250 mm. Viši profili imaju po celoj dužini podužne izbočine u gornjem pojasu i rebru. Posebni oblici za spregnute ploče vidi str. 286.
Prosečna
uvučenim rebrima, fabrička oznaka Holorib. Rebra služe jednovremeno i kao šine za vešanje. Dimenzije 38/150 511150 mm. Ćelične ćelijaste ploče koje se sastoje od
2. Limovi sa
težina lima u kg/m2
l
t = debljina lima u mm h = visina profila u mm
~ 40 70 100 130
0,88
1,00
1,13
1,25
1,50
9,6 11,0 11,7 12,1
10,9 12,5 13,3 13,8
12,4 14,1 15,1 15,6
13,7 15,6 16,7 17,2
16,4 18,8 20,0 20,7
Postavljanje tavanica od čeličnog lima lima se izrežu i pakuju, šalju prema planu postavljanja, tako da ugrađivanje ide ažurno, sledeći montažu čeličnih nosača. Sečenje po dužini sprovodi se većinom pre profilisanja na ravnoj podlozi, ili posle profilisanja profilnim noževima koji su prilagođeni profilu. Na gradilištu presecanja se izvode pogodnim alatom (specijalnim testerama, pločama za odvajanje i sl). Ploče
Veze Veza profilisanih limova sa nosačima izvodi se, npr., <4 zavrtnjevima koji seku navoj prema DIN 7513 ili zavrtnjevima koji brazdaju navoj ili 5 čepovima.
Tablica nosivosti Priložena tablica služi za prethodno dimenzionisanje u stadijumu projektovanja. Date visine profila su računske vrednosti koje ne moraju tačno odgovarati stvarno postojećim profilima iz proizvodnog programa proizvođača profila. Za statički dokaz treba da se koriste tablice nosivosti. U tablici je uzeto u obzir da se nosivost trapezastog lima
~
q~
(il
>o
o
o. (il
e
ea::J e e
:;::
o ~ • momentom savijanja koji može da nastu-pi • zbog tankog rebra - dozvoljenom po- E E prečnom silom na osloncu i 92.. E • ograničenjem maksimalnog ugiba. Pretpostavlja se dovoljna širina oslonca lima m~ o prema odredbi proizvođača ~ o. • na krajnjem osloncu min40mm ~ min 60 mm. • na međuosloncu
284
I
Za međusobne veze profilisanih limova koriste se 6 slepi zakivci koji se maši nski uvlače samo s jedne strane, bez pridržavanja s druge strane. 1 svrdlasti zavrtnjevi 8 štancovanje i preklapanje ivica jedne prema drugoj, prema uputstvu proizvodača.
ploče sa 1 i sa 3 polja Opterećenje: q = g + p u kN/m2 Ugib: f = 1/300
Sistemi:
Potrebna visina profila trapezastih limova
ograničava
3.1 trapezastog i pljošteg lima ili
3.2 od dva trapezasta lima.
1,80
2,40
raspon I u mm deblj. lima t u mm vis. profila h u mm
3,00
3,60
0,88 1,00 1,13 1,25 1,50 0,88 1,00 1,13 1,25 1,50 0,88 1,00 U3 1,25 1,50 0,88 1,00 1,13 1,25 1,50
6 8 10 12 14 16 18 20
45 60 75 95
42 38 32 55 48 42 67 60 52 80 73 63 95 85 73 110 100 85 130 113 97 128 110
6 8 10 12 14 16 18 20
45 57 71 87
36 47 57 70 84 102
30 40 50 65 77 92 115
33 44 57 70 82 97 115
34 42 53 62 72 82 93
33 43 53 63 74 85
85 95 115
47 98 93 90 85 82 62 55 Sl 77 67 62 57 120 113 103 98 95 95 83 75 67 120 113 106 133 120 115 100 88 78 125 103 87 132 145 123 100 113 157 133 58 50 43 36 77 64 55 45 95 79 65 54 115 95 78 63 135 113 90 73 160 133 105 83 153 117 95 133 107
75 65 100 85 130 108
58 50 75 63 96 75 110 90 135 105 118 135 160
110 105 100 94 150 130 117 105 122 150
110
95 90 87 125 108 102 125 118 160 137
Tavanice sa limom
noseći m čeličnim
Kod ovog oblika tavanice nosi jedino čelični lim. Ubačen beton spravljen na licu mesta ili premaz nanešen na ploči za prigušenje ili
1 Nizak trapezasti lim pokriven slojem teškog betona za male raspone i mala opterećenja. Sprezanje nosača je mogućno.
4
postavljene prefabrikovane betonske ploče služe za raspodelu opterećenja· i zaštitu od zvuka i požara odozgo. Ova konstrukcija po pravilu zahteva protivpožarnu zaštitu odozdo. Ona deluje kao platno za vetar, ako su profilisani čelični limovi, saglasno uputstvu,
2 Kod visokih trapezastih limova za velike raspone i velika opterećenja udubljenja su zbog uštede u težini ispunjena lakim betonom. Stoga ploča s teškim betonom služi za raspodelu opterećenja i zaštitu od zvuka i požara odozgo, ako je debljine najmanje 5 cm. Sprezanje nosača dopušteno je samo do visine profila od 80 mm.
Udubljenja su odozdo zatvorena ravnim limovima (a). Donjim završnim limom povećava se nosivos:. i dobijaju se ćelije za vođenje vodova, naroclto kablova. Sire ćelije se mogu direktno koristiti kao klima-kanali (Robertson a-pod).
6 Nisko profilisan i čelični lim nema noseć u funkciju i deluje samo kao izgubljena oplata. Time se dobija brže odvijanje radova i brzo pokrivanje nizova nosača. Betonska ploča.
punjeni, može ovu funkciju kod dovoljne debljine i dovoljne armature preuzeti betonska ploča betonirana na licu mesta. Inače su potrebni spregovi za vetar.
Noseći trapezasti lim sa cementnim slojem ili montažnim betonskim pločama na izolacionom sloju. Konstrukcija je odozgo otporna prema vatri, ako je cementni sloj debljine bar 5 cm, ili ako postoji elastični međusloj od ploča iz mineralnih vlakana ili mineralne vune. Sprezanje nosača nije mo-
3
gućno.
5 Tavanica sa većom nosivosti dobija se ako se profil postavi dvostruko, jedan iznad drugog, pa se zavari. Visina podvlaka ceJishodno se bira tako da gornja ivica podvlake leži na istoj visini kao i gornja ivica čelične ćelijaste tavanice, tako da preko obe prelazi betonsko pokrivanje.
Čelična ćelijasta ploča.
Tavanice od lima sa nosećom betonskom pločom
u svakom udubljenju učvršćeni za nosač i međusobno vezani. Ako ovi uslovi nisu is-
Kod dovoljnog pokrivanja čelične armature betonom tavanična ploča je otporna prema vatri. Betonska ploča ima donju i gornju armaturu. Ona deluje kao betonska rebrasta ploča. Kod dovoljnog pokrivanja čelične armature betonom tavanična ploča je otporna prema vatri. Betonska ploča deluje kao platno za vetar i može da se spreže sa nosačem.
1 Lim sa nisko uvučenim rebrima služi samo kao izgubljena oplata u koliko nije shvaćen kao armatura spregnute ploče, v. str. 286 (Holorib tavanica). Rebra služe kao šine za usidrenje. Kod sprezanja nosača betonska ploča može da se tretira kao gornji poja~.
285
SDlreCllnu1te tavanice sa Umom
čeličnim
Kod spregnute tavanice sarađuje čelični lim kao aramtura u polju spregnute ploče. Kod ploča sa jednim poljem neki sistemi preporučuju laku gornju armaturu kao armaturu za skupljanje. Kod kontinualnih ploča oslonački momenti su pokriveni armaturom od okruglog čelika. Za prenošenje smicanja postoje sledeće mogućnosti:
1.1
1.2
Prianjanje između betona i lima. Ono se sme usvojiti samo pod izvesnim uslovima. Da bi se izbeglo početno pomeranje, na osloncima se ipak traže sigurna usidrenja. Sredstva za mehaničko prenošenje preko čitave dužine lima. Betonska ploča osim toga može da se shvati kao gornji pojas spregnutog nosača (v. str. 280). Spregnuta ploča služi kao spreg za vetar.
Holorib-spregnuta ploča 1 Dodatno funkcijama koje su pomenute uz sl. 7 na str. 285 može Holorib-čelična ploča delovati kao donja armatura spregnute ploče. Prema jednom propisu u Saveznoj Republici Nemačkoj prianjanje deluje kao sredstvo sprezanja (lavis) zajedno sa usidrenjem na kraju pomoću 1.1 skroz zavarenog moždanika za sprezanje na tavaničnom nosaču koji odmah postaje aktivan kao sredstvo sprezanja kod sprezanja nosača, ili pomoću 1.2 deformacije kraja rebra udarcem čekiča. Spregnuta ploča Holorib je bez donje obloge vatrostalna F 90 i F 120.
Tablice za dimenzionisanje služe samo čeličnog i tačan proračun merodavne redbe isporučilaca. U tablici su sledeće težine: g1 = sm'lstverl2 težina ploče i za i = raspon n broj pomoćnih stubova po d = ukupna debljina tavanične
Nosivost krajnjih polja kontinualnih ploča preko 2 ili više polja za MB 25 pokretno korisno opterećenje 5,0 kN/m 2 7,5 kN/m 2 10 kN/m2
I m 2,0 2A 3,0 3,6 4,2 4,8 SA 6,0
n
Profil
1 l 1 1 2 2
38/0,88 51/0,88 38/0,88 38/0,88 51/0,88 51/0,88 51/0 t88 5111 tOO
cl cm
10 10 10 10 12 14 16 18
Profil
38/0,88 51/0,88 38/0,88 38/0,88 51/0,88 5111,00 5111 tOO 5111 tOO
cl cm 10 10 10 12 14 16 18 20
Profil
38/0,88 51/0,88 38/0,88 38/0,88 51/0,88 5111 tOO 5111 tOO
cl cm 10 10 10 12 16 18 20
Nosivost ploče sa jednim poljem za MB 25
Robertstonova spregnuta ploča Ql 99 2 Usidrenje zbog smicanja deluje preko pojedinačnih udubljenja u rebrima i donjim flanšama profila. Uvučena udubljenja u stopi rebra sprečavaju odizanje betonske ploče od lima i tako osiguravaju dejstvo sprezanjao Zbog skupljanja betona se zahteva armatura. Mogućna je sprega nosača. Spregnuta ploča deluje kao platno za vetar.
opterećenje
StO kN/m 2
I m
2A 3,0 3,6 4,2 4,8
n
Profil
l 1 l l
50/0,91 50/0,91 50/0,91 75/0,91 7511 t52
cl cm
7,5 kN/m2 Profil
10,0 50/0 t91 llA 50/0,91 13,3 75/0,91 15t8 7511,21 15 t8
cl cm
10 kN/m 2 Profil
10,0 50/0,91 13,3 5011,21 15,8 15,8
cl cm
llA 13,3
Nosivost ploče sa jednim poljem za MB 25 opterećenje
5,OkN/m2
Spregnuta ploča Reso 3 Na sregu se deluje izbijanjem ("štaneovanjem") u području gornjeg pojasa lima. limovi umetnuti u rebrima sprečavaju isticanje sveže g betona. Tavanica ima, i bez daljih mera, požarnu otpornost klase F 30, a sa dodatnom armaturom F 90 (vlasnik licence VOEST).
286
I m
3tO 3,6 4,2 "4 t8 SA 6,0
n
Profil
l 1 l 2 2 2
90/0,88 90/0,88 90/0,88 9011,00 9011,25 9011,50
cl cm 14 14 16 20 19 20
7t5 kN/m 2 Profil
90/0,88 90/0 t88 90/0,88 9011 tOO 9011 ,25
cl cm 14 15 19 22 22
10kN/m2 Profil
90/0,88 90/0,88 9011 tOO 90l1 t25 9011,50
cl cm 14 17 20 22 22
Betonske tavanice Betonske tavanice se mogu izvoditi sledećim načinima građenja:
betonske tavanice velikog raspona bez čeličnih nosača, ploče betonirane
na oplati na licu mesta, betonski sloj na tankoj prefabrikovanoj betonskoj ljusci, e prefabrikovane betonske ploče.
Betonske tavanice bez nosača Konstrukcija sa masivnim tavanicama betoniranim na licu mesta koje su bez čeličnih nosača direktno oslonjene na čeličnim stubovima, mogu se računati pre kao betonska skeletna konstrukcija nego čelična višespratna konstrukcija (primeri vidi str. 208). Betonske ploče velikog formata sa ubetoniranim spregnutim nosačima izrađuju se na velikim gradilištima na tlu, pa se bez čeličnih nosača neposredno vezuju sa stubovima.
Armatura betonske ploče Kao orijentacija za traženu armaturu gst U kg/m 2 , u zavisnosti od raspona ploče b i debljine d važi b = 2,40 m; d = 10 cm; p = 5 kN/m2; gst = 4 do 8 kg/m2; b = 3,00 m; d = 12 cm; p = 7,5 kN/m2; gst 6 do 10 kg/m 2.
t~ r"-----r"-~~
d
+~~~~~~~~~~~~~-7
3 Ploča betonirana na licu mesta 1 Ploče betonirane na licu mesta na čelič nim nosačima više se ne izvode kod većih građevinskih poduhvata. Tamo, gde se kod manjih građevina ne isplati građenje tavanica od čeličnog lima ili (delimično) prefabrikovanih betonskih tavaničnih ploča, preporučuje se ravna betonska ploča betonirana na licu mesta bez sprege, ili prema sl. 1 na str. 280, u sprezi sa čeličnim nosačem
Betonske montažne ploče u sprezi Ovaj način građenja omogućuje brzu montažu, a zbog trenutne prohodnosti međus pratnih konstrukcija ažurno napredovanje građevinskih radova. Kako se betonske ploče polažu neposredno posle montaže nosača odgovarajućeg sprata, kod ovakvog građenja nisu potrebne skele.Jednovremeno se poboljšava i sigurnost građevinskih radova. Pretpostavlja se, ipak, pažljivo projektovanje ploča, rad sa malim tolerancijama i tačna koordinacija transportnih kretanja. Veza betonskih ploča sa čeličnim nosačima pretstavlja "naknadno" sprezanje. Najbolji sistemi primenjuju malter za zatvaranje razdelnica čije nanošenje pri hladnom vremenu može da zahteva preduzimanje zaštitnih mera protiv zime. Primeri za veze zavrtnjevima, koje su odmah sposobne za nošenje i bez maltera, vidi ovde priloženu sl. 5, kao i sl. 8 na str. 281.
Betonske prefabrikovane ljuske sa betonom nanetim odozgo 2 Na tržištu postoje mnogobrojni sistemi tavanica sa prefabrikovanim elementima koji se skoro svi mogu postaviti na čelične nosače. Od mnogih sistema ipak se probio samo onaj sa 4 cm debelom betonskom ljuskom u kojoj je ugrađena čitava donja armatura pune ploče. Gornja armatura i armatura za smicanje strče napolje i predstavljaju istovremeno vezu između prefabrikovane ljuske i betona koji se nanosi odozgo. Mogućna je veza sa tavaničnim nosačima (v. sl. 2, str. 280). Kod dodatne gornje armature koja prolazi skroz, ploče postaju kontinualne i deluju kao platno za vetar.
Betonske montažne ploče na čeličnim nosačima bez sprezanja 3 To je veoma čest način građenja primenjivan za manje građevine i za krovne pokrivače. S obe strane se primenjuju ravne betonske ploče ili ploče sa rebrima ili otvorima radi uštede materijala, od teškog betona, bims-betona ili gas-betona. Da bi se spreči lo pomeranje ploča na gornjem pojasu nosača su kao držač navarene armaturne klinovi ili pljošti čelici. razmatranje ukazuje da je nacln građenja neorganski, jer kod manjeg rećenja zbog bočnog ograničavača i njanja razdelničkog maltera neželjeno dejStvo između nosača. nanošenja većih ni"\lror,:;,r-.:.... j", trenutno otkazuje dejstvo C!i"\ll"c ..,,,,,,,,,j,,, zi do malih pomeranja sa od prslina u ili u pokrivaču.
4 Betonske prefabrikovane tavanične ploče u sprezi sa punim nosačima, sistem Krupp-MonteX® (detalji vidi str. 281, sl. 7), širina 1,80 do 3,00 m dužina do 8,40 m, debljina 10' do 16 cm, sa površinom gotovom za neposredno nanošenje podnog sloja.
5 Betonske prefabrikovane tavanične u sprezi sa rešetkastim nosačima bez gornjeg pojasa, sistem Riterbau (ROtterbau), detalji vidi str. 281, sl. 9.
281
Osnove Tavanica je važan noseći deo građevine. 1 Pravila građenja traže da tavanica ima određenu postojanost prema vatri, većinom 30 ili pratnim konstrukcijama, tako da je zgrada 20 minuta. Nemačkim propisima odgovaraju požarno-tehnički podeljena u, npr., sektore B1-B8. sledeći podaci. Tavanica kao podela požarnih sektora 1 Požar,;i sektori su ograničeni požarnim zidovima, a horizontalno podeljeni međus-
Otpornost tavanica protiv požara
2 Ako se kod tavanice iz
čeličnih nosača
traži određena postojanost prema vatri «II mogu, ili pojedini delovi tavanice svaki za sebe «II ili tavanična konstrukCija kao celina imati traženu postojanost prema vatri.
Za taj zadatak tavanica mora «II imati za sebe definisanu postojanost prema vatri i «II da spreči prodor požara u naredni sprat.
3 Postojanost pojedinih delova «II traži tavaničnu ploču koja izdržava nalet vatre odozgo i odozdo (primeri v. str. 289, sl. 1-4), i «II zaštitu tavaničnih nosača slojevima maltera ili oblogama od ploča (primeri v. str. 289, sl. 5-10).
Prodori kroz tavanicu Prodori kroz tavanicu, koji prekoračuju neku dopustivu dimenziju, npr., za stepenice, šahtove za svetlost i instalacijske šahtove, moraju imati oblogu od isto tako definisane sigurnosti prema Yatri. Spoljašnji zid Da bi se sprečilo prenošenje Ijašnjim zidom na sledeći traži da spoljašnji zid ima ftrt.r.oA''''''.... postojanost prema vatri, i da prelazni put od gornje ivice prozora donjeg sprata do gornje ivice parapeta gornjeg sprata ima određenu dužinu.
Tavanična konstrukCija (tavanična ploča, nosači, plafon) biće zaštićena kao celina, ako tavanična ploča zadržava napad požara
4
odozgo, plafon napad požara odozdo, a bočni zaklopci napad požara sa strane. Najekonomičnije je rešenje, ako je izveden i platon.
1
5 Ako plafon nema otpornost prema vatri, tada moraju tavanične ploče i tavanični nosači imati svaki za sebe, kao u primeru 3, potrebnu postojanost prema vatri odozgo i odozdo.
8 Kod raspoređivanja prohodnog instalacijskog sprata između noseće konstrukcije i međutavanične ploče, nastupa kod noseće tavanice situacija kao na crtežu 3. Za prohodne međutavanice u opštem slučaju se ne postavljaju zahtevi za postojanost prema vatri, jer one nisu noseći deo građevine.
288
{; Ako se u tavaničnom međuprostoru nalazi dovod za vazduh koji u slučaju požara daje vruće gasove, ali čijoj vrućini ne može dati otpor, ili zapaljivi materijali, nrp., mnogi kablovi, tada se preporučuju da ~se tavanična ploča i tavanični nosači u oblasti vodova izgrade otpornim prema vatri.
1 Ako vod za vazduh može u slučaju požara
9 Primer sažimanja svih potrebnih mera za oblikovanje tavanice za određenu postojanost prema vatri: 1 Plafon, čija konstrukcija, kvalitet i odstojanje nosača odgovaraju propisima (za dalje, v. str. 290 i dalje). 2 Bočno zatvaranje tavaničnog prostora kod stepenica i drugih prodora (izvođenje v. str. 303). 3 Zidovi stepeničnog prostora ili zidovi šahtova - propisana postojanost prema vatri (str. 315).
4 Spoljašnji zid, koji ima određenu postojanost prema vatri i tako je dimenzionisan da prelazni put vatre (traka iznad prozora, visina tavanice i parapet) ima najmanju propisanu veličinu t 1, tj mora da bude s + b + h ~ f 1· 5 Povećanje prelaznog puta vatre tiorizontalnim površinskim elementom, tako da prelazni put vatre ima najmanje veličinu f2' tj mora da bude
zadržavati vruće gasove i ako u traženom intervalu vremena sprečava prekomerno zračenje toplote, tada se u tavaničnom međuprostoru ne traži vatrootporna izgradnja tavanične ploče, odozdo, kao itavaničnih nosača.
s+b+h+w~t2'
Protivpožarna zaštita tavanične ploče
Kada neka tavanična ploča mora imati odrepostojanost prema vatri, tada treba da se razlikuje da li se to traži za delovanje požara odozgo, ili za delovanje požara odozgo i odozdo. Za delovanje požara odozgo treba sama noseća tavanična ploča da ima traženu postođenu
2 Tavanica sa nosećim čeličnim !imom. postojanost prema vatri 90 minuta, delovanje požara odozgo: 50 mm sloj betona, delovanje požara odozdo: naprskati 12 mm vermikulita, pertita ili maltera.
Požarna zaštita
janost prema požaru. Za otpornost prema vatri u toku 90 minuta dovoljan je betonski sloj od 5 cm, bez posebnih zahteva u odnosu na armaturu. .. Ravna betonska ploča mora prema DIN 4102, deo 4, da ima debljinu d i odstojanje u donje armature od donje strane ploče.
3 Tavanica sa noseći m čeličnim limom, postojanost prema vatri 180 minuta sa 50 mm betonskog nadsloja, a odozdo zalepijena ploča vermikulita debljine 18 mm.
d mm
ploča' sa 1 poljem F 30
60
F 90
100
mm 12 35
kontinualna ploča
F 90 100 12 i gore 20% donje armature polja
4 Pod određenim pretpostavkama može se za noseće ili spregnute tavanice od čelič nog tima bez donje zaštite postići postojanost prema vatri od F 20 i više, npr., za spregnutu tavanicu sistema Holorib (v. str. 286. sl. 7).
nosača
.. 10
Obloge koje prate oblik profila 5 Postojanost prema vatri 30 minuta pomoću obloge od zaštitnog sloja. Prednost; oblik profila ostaje sačuvan kao oblikavni element (v. str. 367 i dalje). «; Prskan malter od vermikulita, perlita ili mineralnih vlakana (20-25 mm za F 90) sa neorganskim vezivima. Rđa i kora od valjanja treba da se odstrane. Leteća rđa nije štetna. Prskani malteri prianjaju sami ili sa dodacima za prianjanje, bez posebnog držača maltera sigurno na površini čelika. Za više nosače (preko 600 mm) ili kod debele osnovne podloge za zaštitu protiv korozije (preko 80 mm) neki prOizvođači propisuju umetanje rastegljivih metala ili žičanih tkiva. Neki vermikulit-malteri poseduju dovoljno zaštitno dejStvo protiv korozije pa se stoga mogu naneti neposredno na peskiranu površinu čelika. Prednost: naročito ekonomičnost. Mane: Prskanje je zavisno od vremenskih uslova i prouzrokuje prljanje na građevini. Nosači za vodove ili plafone moraju biti postavljeni pre prskanja. Kasnije postavljanje prouzrokovalo bi oštećenje maltera.
Ubetoniranje nosača '1 Ubetonirani nosači su zaštićeni betonom
sve do donje flanše. Ona se štiti protiv vatre prskanjem maltera s donje strane cca 20 mm ili pogodnom pločastom oblogom iste debljine od 20 mm. Ubetoniranje rebra je trajno, ali i skupo. Nosači se mogu zaštićivati i prefabrikovanim kalupima od betona ili betonskim slojem ubetoniranim pri radu (kao kod stubova, v. str. 220, sl. 6). Ipak, i ovi postupci su skupi.
8 Kod spregnutih nosača sa izbetoniranim komorama (prostorom između flanši) (uporedi stub na str. 221, sl. 11) postiže se željena postojanost prema vatri prema stepenu iskorišćenja posebne zaštite donjeg Beton komore (prostora između dovodi armaturnih šipki sadejstva u nošenju. Donji pojas je potpuno dostupan učvršćivanje instalacija i uređaja.
Sandučaste obloge 9 Oblaganje nosača nalepljenim pločama, npr., 20-25 mm vermikulita. Za lepak se mora dokazati da se u toku postojanosti prema vatri ne rastapa. Razdelnice zatvoriti tepkom. Suva obrada, nezavisno od vremenskih uslova, malo prljanje građevine.
10 Prefabrikovane ploče učvršćene zavrtnjevima ili ekserima, npr., vermikulit-cement, azbest-silikat. fiber-silikat. kalcijum-silikat i azbest-kalcijum-silikat (za F 90 debljina 20 do 25 mm). . Pre učvršćenja ploča moraju se prema odredbama isporučioca nosača zalepiti pogodne "lajsne" od izolacionog materijala. Razdelnice treba da se. premažu gipsom ili nekim drugim pogodnifT,l materijalom. Suva obrada, nezavisna od vremenskih 'Uslova, malo prljanje građevine.
289
Osnovno o
DI211011111118
Pod plafonom se podrazumevaju svi građe vinski elememti koji se nalaze ispod noseće konstrukcije, kod čeličnog skeleta, dakle, ispod tavanične ploče i tavaničnih nosača (obešeni plafoni).
To pod posebnim uslovima važi i za probijePlafoni od montiranih elemenata nu ploču ventilatora. Ugrađena svetla i ugra- ~ni se sastoje od obešenog roštilja nosača đeni agregati za ubacivanje i izbacivanje I umetnutih pojedinačnih ploča. vazduha treba da se oblože, da bi se na tim Prednosti: mestima obezbedila zaštita od požara. No e Suva ugradnja. I razd~lnice se, ako ih ne može se govoriti o plafonu otpornom uopšte ima, zatvaraju u suvo. prema vatri, već samo o tome da plafon čini e Mogućno je vađenje pojedinih elemenata noseću konstrukciju u celini otpornom pre- bez oštećenja susednih elemenata no ne ma vatri. Sledeći podaci odgovaraju, u koli- kod svih elemenata bez rušenja. ' ko se radi o protivpožarnoj zaštiti, nemač Međutim, samo se izvađeni element ošteću kim propisima. je. e Montažno-demontažni sistemi plafona mogu se vaditi bez rušenja, a na svakom mestu omogućuju pristup do instalaCija u Konstrukcija obeienog plafona tavaničnom međuprostoru. Obešeni plafon se u suštini sastoji od: e plafonske ljuske e noseće konstrukcije za njeno oslanjanje i e vešaljki ili drugih učvršćenja za njeno vešanje.
Zadaci obeienog plafona
Zatvaranje prostora Zatvaranje prostora odozgo, kako bi se optički pokrile instalacije postavljene u tavaničnom međuprostoru.
Zaštita od zvuka e Regulisanje vremena odjeka u prostoru, e Prigušivanje zvuka između spratova, e Prigušivanje zvuka između susednih prostorija istog sprata, ako se pregradni zid završava ispod plafona. Načelho o zaštiti od zvuka v. str. 260 i dalje.
Provetravanje e Kod ventilacionih ili klimatizacionih prostorija plafon sadrži agregate potrebne za ubacivanje i izbacivanje vazduha. e Neki plafoni kao ploče sa rupama sami služe za raspodelu izlaženja vazduha, pri čemu se čitav tavanični međuprostor koristi za vođenje vazdušne struje (tavanica-ventilator). Osvetlenje e Obešene svetiljke se učvršćuju za plafon. e Ugrađena svetla nalaze se u tavanici i či ne njen deo. Kod nekih sistema se ubacivanje i izbacivanje vazduha kombinuje sa svetlom u ventilator-svetiljku e Vertikalno postavljene lamele ili rasterno postavljene ploče služe za skretanje, odnosno, raspršivanje svetlosti, a istovremeno i kao optičko zatvaranje Grejanje Držanje (prihvatanje) agregata za od tavaničkog grejanja.
zračenje
Ekonomičnost plafona Od mnogih konstrukcija plafona koje se nalaze na tržištu izabrane su one koje su tipič ne za čelične skeletne građevine. Za ekonomičnost čelične konstrukcije naročito je značajno da se biraju plafoni koji pored drugih zadataka dodatno zadovoljavaju, bez dopunskih troškova, i zadatak zaštite od požara. Kod zgrade sa takvim tavanicama troškovi za preostalu građevinsku zaštitu od požara nemaju neku veću težinu, jer tavanice daju daleko najveći udeo zaštitnim građevinskim protivpožarnim elementima. Takvi plafoni nisu, ili su samo nebitno skuplji od plafona koji nisu pogodni za zaštitu od požara. Razlikuju se tri vrste obešenih plafona:
Malterisani plafoni Malterisani plafoni sastoje se od maltera na nosaču maltera. Taj način građenja je zastareo i izvodi se samo još kod malih građevi na. Mane: e Visok udeo u ceni. eTavanični međuprostor nije kasnije bez rušenja više dostupan, stoga manjak prostora, ako se u tavaničnom međuprostoru polažu instalacije, koje zahtevaju održavanje ili koje zbog promena moraju biti dostupne. e Oni u zgradu unose vlagu i prljavštinu, nepoželjno kod montažnih radova.
Uređaj za prskanje vode Držanje senzora i ispusnih mlaznica.
Protivpožarna zaštita tavanice od čeličnih nosača
Pogodni plafoni obrazuju sa tavanicom od čeličnih nosača koja je iznad njih, i koja sama za sebe nema protivpožarnu zaštitu za udar požara odozdo, jedinstven tavanični sistem definisane postojanosti prema vatri.
290
Plafoni od montažnih ploča Ove ploče se pričvršćuju na roštilju nosača a razdelnice se premazuju, tako da je izgled odozdo bez razdelica. Prednost: One se kao montirani plafoni mogu ugraditi u suvo bez mnogo prljavštine. Mana: Tavanični međuprostor nije, kao i kod malterisanog plafona, kasnije dostupan bez rušenja.
1. Da bi obešeniplafon dao sistemu noseća tavanicalplafon željenu postojanost prema vatri, moraju se uslovi koji su kod ogleda s požarom bili prisutni, ispuniti bez pogovora. Ovamo spadaju: e materijal i debljina plafonske ljuske, e materijal, konstrukcija i dimenzije nosećeg sistema, e materijal, konstrukcija i dimenzije konstrukcije za vešanje, e naročito poštovanje sledećih dimenzija: a čisto odstojanje plafonske ljuske od čelične konstrukcije koja se štiti, b rastojanje letava, nosača ili šina koje neposredno nose plafonsku ljusku, c rastojanja nosećih profila i njihovih vešaljki, drastojanja vešaljki u pravcu nosećeg profila. Ako treba da se izvedu konstrukcije koje odstupaju od ovoga, tada najčešće nije potrebno da se ponovi čitav ogled požarom. Ćesto su dovoljni mali dopunski ogledi ili stručna mišljenja, kojima se iz iskustva sa sličnim ogledima predviđa i stručno potvrđuje očekivano ponašanje pri požaru.
Elementi
obeiEmo~a
Dllafcma
Materijal za plafone Premazani plafoni
Za plafone od premazanih ploča primenjuJu se: • lake građevinske ploče od drvene vune za manje izdržljivosti prema požaru • ploče od gips-kartona • ploče od azbest-kalcijum-silikata ploče od fiber-silikata • kombinacije materijala sa delimično postavljenim platnima od mineralnih vlakana. Montažni plafoni Za plafone od montažnih ploča pogodni su • specijalno impregnirane ploče od iverice za malu postojanost prema vatri • ploče od mineralnih vlakana • ploče od gips-kartona • ploče od gips-perlita • specijalne vermikulit-ploče • azbest-silikatne ploče • fiber-silikatne ploče • azbest-kalcijum-silikatne ploče, delom same, a delom kombinovane ili sa dodatkom platana od mineralnih vlakana.
~~2~3~
t;sL6
~
Noseći profili za plafone Oni se sastoje od drvenih letava i od lakih profila od tankih čeličnih limova. Pojedini oblici su delimično vezani za proizvođačke firme. 1 Drvene letve dolaze u obzir samo za malu postojanost prema vatri, u opštem slučaju ne više od 30 minuta. One se mogu lako prerađivati, a pogodne su naročito za malterisane plafone i plafone sa pločama. 24 Profili oblika T su pogodni za ploče koje se odozdo učvršćuju ekserima ili zavrtnjevima. Kod nekih sistema rebra imaju izbijene proreze. 506 Ovi sistemi su pogodni za utisnute ploče ili ploče položene na donje flanše, sa vidljivim šinama, a šine se tada delimično premažu ili oblože folijarna 7-8 Sine oblika u .
Veiaqke plafona 9 Vešanje o Žicu kod jednostavnih potreba. 10 Pljošti čelici sa više otvora, delimično sa izduženim otvorima zbog produžnog podešavanja zavrtnjeva. 11 Ćelične šipke i pljošti čeliCi, vezano opružnim limom koji omogućava kontinualno produžno podmetanje vešaljki.
18 12
19
13
23
22
21 17.1
Učvrićenje dnača
plafona na masivne ploče 12 Ubetonirana ljuska od plastične mase, 13 Učvršćenje pomoću tipl6va. 14 Ubetonirane šine za sidrenje. Učvršćenje u plOČi pljoštim čelicima, ili, navarenim "t-sidrom kod većih opterećenja. Sidrene šine se mogu opteretiti i kosim zatezanjem. Da bi se sprečilo prodiranje betona mogu se isporučivati šine sa penastim punjenjem. Učvršćenje
Učvršćenje
na tavanice od čeličnog lima
15 Ćelijaste čelične tavanice. Tipovi zatvoreni ravnim linijama imaju izbijem~ omče.
16 Neizbetonirani trapezasti limovi. vršćenje
Uč
pokretnim moždanikom. Kod izbetoniranih trapezastih limova učvršćenje prema 13. 17 Tavanice od čeličnog lima sa uvučenim rebrima koja se mogu koristiti kao sidre,ne šine. 17. 1 Holoclip sa zavrtnjem M 6. 17.2 Holobar sa zavrtnjem M 6 ili M 8.
Učvršćenje na flanši nosača
18 Okivanje flanše. 19 Dvodelni lim kroz izduženi otvor upot"ebljivo za razne širine flanši.
20 Dvodelno okivanje flanše sa izb.ijenim ('tvorom za ubacivanje
nosača.
čeličnog lima koji se mogu postaviti na svakom mestu. 22 Dvodelno okivanje flanše i izduženi lim za podužno podešavanje. 23 Zavrtanj sa leptirastom maticom i limenim štipaljkama.
21 Jednodelni šabloni od
291
Plafoni od elemenata Plafoni se mogu montirati nepokrivenim ili vidljivim šinama. Vidljiva šina daje jasan raster plafona. Plafonske ploče se mogu lako
1 Ivice plafonskih ploČa imaju urezane ·žljebove u koje se uvlače pokrivene šine, a poprečno na to pljošti čelici, F90. Pojedine ploče se mogu odstraniti pri čemu se izrezuju falcevi. Jedino se na ivici mogu pojedine ploče odstraniti bez oštećenja. Žljebasti oblik b poboljšava demontažnost.
vaditi tako da se ta vrsta plafona preporuču je tada kada tavanični međuprostor mora biti dostupan. Kao materijal za montažne plafone naročito su pogodne ploče od mineralnih vlakana koje imaju takođe i dobra akus-
tička svojstva. Sposobnost prigušivanja zvuka može se povisiti sastavljanjem platana od mineralnih ,vlakana koje uostalom imaju kao posledicu povećanje postojanosti prema vatri.
2 Vidljive šine, na njih položene ploče, F 90. se moraju zaštiti pomoću spona protiv odizanja, šinama se u slučaju požara mora omogućiti izduženje, ne smeju da se oslanjaju na zid.
3 Plafonske ploče se učvršćuju zavrtnjevima na šine oblika u.
Tavanične ploče
4
Pobošljanje postojanosti prema vatri i svojstava stavljenim tkaninama od mineralnih vlakana ovde 10 mm ploča od azbest-kalcijum-silikata, i t~anina od mineralnih vlakana. akustičkih
292
nom rasvetom. Ob,laOlanie dalje zaštitno aellst\l'o
6. 1 Ispust v8zduha (anemostat) dovodni vod su pomoću, nerainih vlakana tako vrući nf'\~?!:Irlni
Malterisani I fugirani plafoni
ugrađenim
Malterisani plafoni
poručuje da priključci ne budu dostupni. Ugrađene svetiljke moraju biti obložene odgovarajućom zaštitom; Kombinacija sa ot-
Malterisani plafoni se zbog visokih troškova jedva izvode. Njihova sposobnost apsorpcije zvuka je malena. Ona se može povisiti odozdo obešenim mekanim montažnim elementima koji se mogu sastojati od zapaljivog materijala. Mogućna je kombinacija sa
svetiljkama, ali se nikako ne pre-
vorima za ubacivanje i izbacivanje vazduha zbog kasnije nedostupnosti isto tako ne dolazi u obzir.
'1 Produžni malter (15 mm) na lakim građe vinskim pločama, ili drugim nosačima maltera. Učvršćenje na drvenim letvama. Postojanost prema vatri F 30. Kod malih zahteva jeftin plafon. Odstojanje malterskog sloja od nosača = debljini drvene letve. Plafoni Iz monta!nlh
ploća
Primena montažnih prefabrikovanih ploča na ekonomičnoj konstrukciji preporučuje se uvek kada tavanični međuprostor ne treba da bude dostupan, a elastična svojstva ovih tavanica dovoljna.
2 Jeftin plafon F 30. Ploče od gipskartona na konstrukciji od drvenih letava.
Pod Na noseću tavanicu čelične skeletne građe vine može se naneti proizvoljna obloga. Tr~ ba da se vodi računa o sledećim načelima: Tolerancije noseće tavanice često su manje nego kod drugih oblika građenja. Podni sloj treba da ima što je moguće težinu kako se na uštede u težini postignute čeličnim skeletom ne bi delovalo negativno. Vođenje kablova može se SDI OVOOlll'l P
vaničnom
""t"\MAI,,....",,
sloju. Ako pregradni zidovi treba da budu predviđeni za premeštanje, izbegavati plivajući
3 F 90
4 F 120. Ploče od azbest-kalcijum-silikata 10 mm, na žičanoj mreži ušivena tkanina od
šini.
mineralnih vlakana, spojnice ploča pokrivene trakama 100/10 mm.
ploče od gips-kartona, 15 mm, pričršćene zavrtnjevima na zaštićenoj limenoj
podni sloj. Zaštita od zvuka treba da se postigne drugim merama (v. str. 316)
Gruba tavanica
slojem
Izravnavanje
Sloj za izravnanje poboljšava ravnost tavanice. Cementni sloj treba da bude beo 4 do 6 cm da kod jakog opterećenja ima lak žičani uložak. Kod vrlo male debljine cementni sloj se razdrobiti, ili, kod većih ugiba tavanice odvojiti od podloge. Zbog toga se za male debljine primenjuje sloj od plastične mase.
Kako je kod čeličnog skeleta postizanje tolerancija bolje nego kod drugih načina građenja, biće i površina noseće tavanice tačniOvo se kod raznih načina izgradnje tavanica ispoljava na sledeći način: Kod betonskih ploča betoniranih na licu mesta na čeličnim nosačima može se očeki vati relativno najmanja tačnost. Ovde treba da se predvidi sloj za izravnavanje det>IJlfle do 6 cm. Kod tavanice od montažnih delova tonom lima da se sa pažljivog izvođenja može mentni sloj.
Gruba mvanlca bez plodnog
pokrlva~
Kod tehničkih ili kod podrumskih spratova ili kod tavaničkih površina napolju koje služe kao saobraćajne površine za pešake ili vozila (npr., kao spratni nivoi kod zatvorenih ~~ raža), podni pokrivači se mogu izostavitI. Tada se postavlja pitanje cit otpornosti prema oštećivanju površine, zbog sprečavanja, trošenja i stvaranja prašine, cit i vodonepropustljivosti. Čvrstoća prema oštećivanju površina Sto je viši kvalitet betona to je veća i čvrsto ća
betona prema oštećivanju površine. Prohodne tavanične ploče imaju ravnu površinu koja se rapavi slojem veštačkog materijala raspršenim peskom ili korundom, i tako može učiniti sigurnijim za hodanje. Za vozne tavanične ploče se preporučuje rapavanje rebrastim valjanjem, ili prugama izvedenih metlom. Vodonepropustljivost Treba da se razlikuje vodonepropustljivost same betonske ploče betonirane na licu mesta ili ploče od montažnih betonskih ploča i spojnica. Najbolju vodonepropustljivost imaju ploče od visokovrednog betona ili od betona sa dodacima za zaptivanje. Vodonepropustljivost radnih spojnica ili spojnica između ploča od montažnih betonskih delo. va postiže se sled~ćim merama: . . cit Spojnica se trajno zatvara elastičnIm kitom. Ona treba da bude toliko široka da ona kod sposobnosti dilatiranja trajno .elastič nog materijala spojnice od 20-25% ·Ima 4-5 puta veću širinu nego što su očekivana pomeranja susednih ivica dve ploče. cit Spojnica se može pokriti i kapom, npr., od plastičnog maltera ojačanog staklenim vlaknima, koji ima neku određenu sposobnost dilatiranja.
294
Podni
pokrlvać
na gruboj tavanici
I kod tavan ica od montažnih betonskih delova na čeličnim nosačima može' se postići takva tačnost da se podni pokrivač može polagati neposredno na noseć u tavanicu. Uslovi su: cit Posebno ravna površina ploča betoniranjem u limenOj oplati sa gornjom stranom prema dole, ili, kod betoniranja sa pravom stranom gore, veoma čistim izvođenjem i glačanjem. cit Male tolerancije kod oslonačkih površina betonskih ploča na čeličnim nosačima cit Pažljivo polaganje betonskih ploča kako bi se spreČilO da neko strano telo ne uđe između nosača i betonske ploče pa da se promeni visinski položaj. Ovaj način građenja ima sledeće prednosti: cit Štednjom na izravnavajućem sloju štedi se i na težini zgrade. cit Čitava tavanica može se veoma tačno izravnati cit Kod izrade u ploče montažnih betonskih delova mogu se ubetonirati uređaji za instalacije, kao kutije za električne priključke ispod poda, za dovod i odvod grejanja i v~de, držači i zavrfnjevi za uređaje (npr., sedišta stolove ili laboratorijske uređaje).
Podna obloga
Izbor podne obloge je naročito značajan zbog zaštite tavanice od zvuka. Mere za zaštitu od zvuka nastalog usled hodanja mogu se znatno poboljšati sledećim oblogama: meki elastični slojevi od linoleuma i plastič ne mase na filcu ili podlozi od pluta daju iznos poboljšavanja VM = 10 do.~ d.~, ~ek stilni slojevi na penastom materijalu Ih fIlcanoj podlozi iznos poboljšavanja VM = 18 do 31 dB, te time u svom dejstu premašuju dobre plivajuće cementne premaze (v. str. 263).
Tavanice sa
plivajućim
premazom
Sloj na mekanoj podlozi koji ne srne da ima vezu sa spoljašnjim ili unutrašnjim zidovima (plivajući premaz) naročito je dobro rešenje za zaštitu od zvuka usled hodanja, a pruža iznos poboljšanja za zaštitu od zvuka usled hodanja od VM = 18 do 28 dB. Ipak, pretpostavlja se da pregradni zidovi stoje neposredno na nosećoj tavanici i da je cementni premaz na tim mestima prekinut, bez dodira sa pregradnim zidovima. Ovaj problem je u pOjedinostima obrađen na str. 396. Primena plivajućeg cementnog premaza je na mestu, gde postoji pregradni zid koji se ne premešta manje nego kada se računa sa čestim premeštanjima pregradnog zida, kada se pregradnom .zidu propisuju određeni akustički zahtevi. U tom slučaju mora premaz ispod pregradnog zida da bude presečen, kako bi se sprečilO dalje provođenje zvuka. No kako su čelične skeletne konstrukcije naročito pogodne za to da velike tavanične povrŠine, koje nisu prekinute stubovima ili nosećim zidovima, budu pripremljene za fleksibilno korišćenje, treba da se o primeni plivajućeg premaza u čeličnim skeletnim konstrukcijama brižljivo razmisli, pogotovo što mekani pokrivači većinom imaju isto dejstvo.
Uteratum
Gosele, K. - SchOle, W.: Schall-Warme-Feuchte (Zvuk, toplota, vlaga), Wiesbaden, 1980. DIN 4109, Schallschutz im Hochbau (Zaštita od zvuka u visokogradnji). Beuth-VerJag. Berlin-Kein, 1979.
Stepenice Osnove Konstrukcija stepenica Izgradnja čeličnih stepenica Geometrija stepenica Postavljanje stepenika Detalji betonskih stepenica Detalji čeličnih stepenica Bočno zatvaranje stepenišnog prostora Tribine
Tavanica sa dve zone 307 Vođenje vodova na čeličnim stubovima 309 Instalacije za grejanje u području tavanice 310 Vodovi za vazduh u području tavanice 311 Elektroinstalacije u tavanici 312 Unutrašnji zid Uslovi za unutrašnje zidove 313 Tipovi unutrašnjih zidova 313 Izravnanje ugiba tavanice 314 Požarni zidovi 315 Veze pregradnog zida 316 Masivni pregradni zid 318 Rebrasti pregradni zid 319 Pregradni zid koji se može premeštati 320
295
296 297 298
299 300
302
303 304
Vođenje
instalacija Osnovno o raspoređivanju instalacija 305 Vođenje vodova II tavaničnom međuprostoru
306
Tipovi stepenica
U pogledu osnove razlikuju se prave, zakrivljene i spiralne stepenice. Najčešće, a naročito u zgradama koje su projektovane za industrijske potrebe, koriste se stepenice sa pravim krakovima. Spiralne stepenice služe većinom sporednim namenama, za povezivanje poiedinih spratova ili kao požarne stepenice. Cesto se izvode reprezentativni prilazi u obliku spirainih stepenica. Kod konstrukcijskog oblikovanja stepenica i njihovog uvođenja u čelične skeletne konstrukcije, treba da se posebno pazi na • geometriju stepenica • konstrukciju stepeničnih elemenata • vertikalno zatvaranje prostora tavanice prema otvorenim stepenicama, odnosno, stepenica prema zgradi.
Osnove Funkcija stepenica
Stepenice služe za vertikalnu komunikaciju u zgradi za ljudski saobraćaj. Razlikuju se nepokretne i pokretne stepenice. Istu ulogu imaju i rampe i kose pokretne staze kao i liftovi i "paternosteri". U visokim zgradama se za vertikalne komunikacije najvećim delom ili isključivo koriste mehanička pokretna sredstva. Ipak stepeništa su uvek potrebna zbog vertikalnih veza u slučaju nužde.
Kako su stepenice bitni deo mogućni h pu~ teva pri evakuaciji kod požara i drugih ekscesnih slučajeva, postoje u većini zemalja posebni propisi o dimenzijama, stepenu otpornosti prema požaru, zatvaranju, odvođe nju dima, kao i o broju i rastojanju požarnih stepeništa.
Prave stepenice
Nepokretne, prave stepenice sastoje se od krakova i podesta. Niz od više od tri stepenika naziva se stepenicama. Dužina jednog stepenišnog kraka treba da se iz razloga sigurnosti i bolje prolaznosti ograniči na oko 18 stepenika. '1 Samo retko se čitava visina sprata savladava jednim jednim stepenišnim krakom (jednokrake stepenice). 2 Kod kombinacije sa više krakova u visini jednog sprata potrebni su pored ulaznog i izlaznog podesta još j međupodesti. Prave stepenice su podeljene pravim međupodes tom (dvokrake stepenice).
Slobodne u prostoru, vidljive stepenice su bitni element arhitektonksog oblikovanja. Stoga njihova konstrukcijska izgradnja zahteva posebnu pažnju. U Tablici su prikazane zavisnosti između vrste zgrade i namene stepenica, učestalos ti njihove primene, njihove funkcije u smislu građevinskog uređenja, njihovog značaja za arhitektonsko oblikovanje, kao i njihovih najvažnijih dimenzija, nagiba i širine.
l
3 Ako su kraci jedan prema drugom postavkriterijumi učestalost koriŠĆenje značej
stepenice za opslUŽivanje posluga
za oblikovanje
građev.
poredak
nagib širina u cm
podrum - krov požarne stepenice nepravilno
oblast
mala
mali
:5.750
:5.35°
~90°
~60
poslovne zgrade jevne zgrade
I I
slobodne stepenice česta
veliki
požarne stepenice
primena
spratne stepenice
I I
30°
20°
~110
~250
stambene zgrade
-
poslovne zgrade javne zgrade
ljeni pod pravim uglom, nastaju četvrtpo desti, npr., kod stepenica sa tri kraka koje se ovde u kvadratnom stepenišnom prostoru. 4 Uobičajene su stepenice sa dva kraka koji leže jedan pored drugog ali pomereni za 180°, i koji su međusobno spojeni medupodestom ; takve stepenice traže najmanji prostor u osnovi. Radi skraćenja krakova kod većih spratnih visina izvode se stepenice. sa tri kraka. Ovde ulazi i izlazi menjaju po spratovima svoje položaje. 295
Konstrukcija stepenica Zatvorene - otvorene 8tepenlce
Stepenice se, saglasno svojoj nameni i protivpožarnim zahtevima nalaze • bez bočnih zidova slobodne u prostoru ili • u stepeničnom prostoru zatvorenom sa svih strana. Zatvorene stepenice Kod zgrada sa više od jednog sprata po pravilu se prema građevinskim normama u Saveznoj Republici Nemačkoj zahteva da se požarne stepenice nalaze u zatvorenom stepenišnom prostoru. Podaci o raspoređi vanju ovih neophodnih požarnih stepenica vidi str. 363. Stepenice treba da imaju određene minimalne dimenzije. Zidovi treba da budu nepropustljivi za dim, a po svom termičkom ponašanju i čvrstoći treba da zadovoljuju određene uslove, vidi poglavlje Požarni zidovi na str. 315. Vrata se otvaraju u smeru bežanja, kako se taj put ne bi ugrozio, pa stoga moraju odgovarati propisima. Za visoke zgrade važe pooštreni propisi. Stepenišni kraci i podesti treba da budu izgrađeni otpornim prema vatri. Stepenice moraju u nizu prolaza za nuždu biti svuda dostupne.
Otvorene stepenice U svim slučajevima gde nije propisan stepenišni prostor mogu stepenice da budu otvorene, npr., • stepenice u dvoetažnim zgradama • dodatne, u požarno-zaštitnom smislu nepotrebne, stepenice u višim građevinama • stepenice za poslugu • požarne stepenice izvan zgrade. Otvorene stepenice kao reprezentativne stepenice iziskuju brižljivo konstruisanje. Pokretne stepenice su uvek otvorene stepenice. Ma8hml III 8keletnl
način građenja
Stepenice se u čeličnim skeletnim konstrukCijama mogu graditi • kao masivna betonska konstrukcija ili • kao čelična skeletna konstrukcija, sa ili bez okolnog zida. Masivna betonska konstrukcija sa betonskim zidovima bira se za čelični skelet, ako II) se zahtevaju stepenice koje su zatvorene zbog tehničke zaštite protiv požara II) i osim toga stepenišni prostor kao "jezgro" ukrućuju zgradu na ekonomičan način. U svim drugim slučajevima, a naročito kod niskih zgrada, su kod čeličnih konstrukcija pogodnije stepenice u čeličnom skeletu II) kako za otvorene stepenice II) tako i za zatvorene stepenice
Masivne betonske stepenice KOd masivne stepenišne konstrukcije zidovi se sastoje od II) zida od. opeke II) montažnih betonskih elemenata ili II) betona betoniranog na licu mesta. Masivno stepenište je po pravilu samo za sebe stabilno. Ono može dodatno II) preuzeti opterećenje međuspratne konstrukcije i II) ukrutiti čelični skelet. Bliže - vidi poglavlje Požarni zidovi, str. 315, i Jezgra, str. 250 i dalje. Skeletne stepenice Konstrukcijski se razlikuju sledeći načini g rfiđenja II) Stepenište stOji na sopstvenim stubovima slobodno pored zgrade, • stepenište je smešteno između stubova zgrade. II) Ovi stubovi su spojeni (prema str. 238, sl. 1 i str. 297, sl. 2 ili zidnim platnima prema str. 247, sl. 1) i ukrućuju zgradu ili su II) stepenice obešene između međusprat nih konstrukCija. Tavanica ima na tom mestu procep. Ovaj način građenja se u opštem slučaju usvaja i kod pokretnih stepenica.
StatIka 8tepenlka
Stepenišni stepenici, ili i čitavi kraci, sastoje se i kod čelične skeletne konstrukcije veći nom od betona ako treba da budu otporni prema vatri i da prigušuju zvuk usled hodanja. Montažni stepenišni stepenici ili kraci grade se više od onih koji traže oplatu i betoniranje na licu mesta. Kod betonskih stepenica stepenik se formira na licu mesta. Kod betonskih stepenica stepenik se formira na kraku ili leži na ploči kraka. Kod skeletne konstrukcije .može se stepenik posmatrati kao greda. Mogućne su sledeće oslonačke veze:
Bočno oslanjanje podesta 5 Kraci su položeni kao grede između ivica podesta. Podesti su položeni poprečno pa svoje sile predaju bočno na stubove i zidove.
296
t
t t t t t 2
4
1 Stepenik celom dužinom leži na ploči kraka pa nije izložen naprezanju savijanjem. 2 Stepenik se na obe strane oslanja na nosače ili obraz, pa je opterećen savijanjem kao greda na dva oslonca.
3 Stepenik je oslonjen u sredini i izložen je
na čeonim stranama sa dole i gore dodatim lovinama podesta formira gredu sa dva lena i oslanja se na spoljašnjim ivicama podesta na nosače ili zidove.
savijanju konzole polovine dužine stepenika. " Nosač je jednostrano uklješten u zid ili u obraz i izložen je po celoj svojoj dužini momentu savijanja.
Oslanjanje
6 Stepenišni
oku
1 Stub ili zid u i krakove mogu i pojedinačno da kao konzole unutrašnjih obraza ili iz zida.
Izaradlnia
čeličnih
steDeruca
Prave stepenice 1 Stepenište koje stoji slobodno ukrućeno okvirnim dejstvom skeleta, ili naslonjeno na zgradu sa ili bez zidnih otvora.
2 Ukrštanja u tri zida stepeništa ukrućuju zgradu. Zidovi se zatvaraju prema str. 317, sl. 1-4, ili str. 316, sl. 11.
3 Stepenice su obešene o međuspratnu konstrukciju. Međupodesti su na uglovima obešen; vešaljkama, ili oslonjeni na kratke stubove.
5
4 Stepenice sa srednjim stubovima su Uč vršćene na dva stuba u stepenišnom "oku" (vertikalni prostor unutar stepenišnih krakova). Stubovi konzolne nosače za osla-
S Ista konstrukcija od šupljih od kvadratnih cevi, krakovi cevi, konzole kao zavareni
6 Srednji obraz je prepušten slobodno i izlaznog podesta. On nosi među fjv'uo;;:n, a s obe strane konzolne C!tt:w\t::!,niL·o
9.1
9
sa velikim unutrašnjim
poluprečnikom. Stepenici su postavljeni između spoljašnjih i unutrašnjih obraza koji su
spiralno savijeni i postavljeni slobodno između međuspratnih konstrukcija.
297
Geometrija stepenica
Raspored stepen.ka Odlučujuće
Širina krakova, dubina podesta
Kod širine kraka razlikuje se konstruktivna širina i - većinom prema utvrđenim građe vinskim propisima - korisna širina između rukohvata. Ovo poslednje za krakove iznosi: ., za jedno lice 0,75 - 1,00 m ., za dva lica 1,10 -1,30 m ., za tri lica 1,80 - 1,90 m Čitava visina stepenišnog kraka sastoji se iz korisne visine i kOf'\struktivne visine. Korisna visina se meri od prednje ivice stepenika upravo na donju ivicu kraka koji je odozgo; ona ne treba da iznosi manje od 2,00 m. Širina stepenišnog oka između dva suprotna stepenišna kraka ne treba da prekorači neki minimum, kako bi između rukohvata za uzlaženje i silaženje ostao dovoljan upotrebni prostor. Mnoge građevinske odredbe ograničavaju širinu stepenišnog oka radi smanjenja opasnosti od pada. Dubina stepenišnog podesta ne sme da bl de manja od korisne širine stepenišnog kraka. Neke građevinske odredbe utvrđuju minimalnu dubinu. Vrata ne treba da pri otvaranju upadaju u ,površinu podesta tako da je isključena opasnost za pešake na stepenicama.
za dobru prolaznost i sigurnost stepenica je ispravan raspored stepeni ka. Unutar jednog kraka, unutar jedne zgrade, mora biti primenjen isti nagib za sve stepenišne krakove, kako u interesu sigurnog ho,.. danja, tako i zbog pojeftinjenja građenja. To naročito važi za montažne betonske krakove sa livenim stepenicima, kako bi se za sve krakove građevine mogli primeniti isti oblici. Različit broj stepenika može da se post'igne skraćenjem oblika, promena nagiba penjanja ipak samo izuzetno kod promenljivih oblika koji su za to posebno podešeni. Jednak nagib za jednu zgradu olakšava inače i raspoređivanje i ujednačavanje stepenika, rukohvata i drugih elemenata izgradnje. Kod projektovanja stepeništa za zgradu koja je zasnovana na internacionalnoj modularnoj koordinaciji treba da dubina podesta i dužina kraka budu brojevi koji su deljivi sa 60, u slučaju nužde sa 30, a izuzetno sa 10 cm. U svakom slučaju mora se ukupna dužina stepenica uklopiti u ovu modularnu koordinaciju. Isto važi i za širinu stepenica.
Modularna koordinacija predviđa stepenovanje spratne visine za 10 cm. Ako zgrada treba da ima različite spratne visine koje su sve višestruki iznosi od 10 cm, a uprkos tome treba da razlika između spratnih visina bude neki višestruki iznos visine stepenika, tada kao visine stepenika dolaze u obzir 162 1a ili 15 cm, jer tri stepenika po 162 /3 cm daju 50 cm, a dva stepenika po 15 cm daju 30 cm. Odnos nagiba
Odnos nagiba stepenica je količnik s/a između visine čela stepenika s i gazišta a. Za dobijanje najpovoljnijeg nagiba postoji više empirijskih obrazaca. Obrazac koji u oblasti srednjih nagiba daje najbolji raspored, zasniva se na pretpostavci da je prosečna dužina koraka po horizontali 63 cm, proseč na visina penjanja kod vertikalnih lestvica iznosi 31,5 cm, i da je dužina koraka na jednom stepeniku negde između toga. Odavde se dobija zavisnost a + 2s = 63 cm. Ako je broj stepenika n, tada je dužina kraka, uključujući 'i prilaz na gornji podest, L=n·a. Visina jednog kraka je H = n' s. Odatle sledi: L
+ 2H =
n
L+2H =~
n· 63, ili, za broj stepenika (Dimenzije u cm).
Tablica sadrži vrednosti nagiba s/a dobivene iz ovog obrasca za različite dužine kraka i broja stepenika n.
14
+----
4.20
1 Nagib se može prikazati grafički, ako se apscise podele u sektore po 63 cm, ordinate po 31,5 cm, a odgovarajuće tačke se spajaju. 298
2
2 Ako se skica crta u razmerama :I :50 i :I :100 na providnom papiru, tada se to može iskoristiti za iznalaženje pogodnih nagiba, ili, da se kod odabranog nagiba i kod date visine kraka odredi dužina kraka.
t~-t-%t%T%
r~ t~t~ t~
2
3
4
2
5
Postavljanjestepenika 1 Za konstrukciju stepenika važno je uč vršćenje naleganja stepenika uzlaznog i silaznog stepenišnog ,kraka. Skica prikazuje izbor mogućnih međusobnih položaja prvog čela uzlaznog i poslednjeg čela silaznog stepenišnog kraka.
2 Kao primer celishodne geometrije stepeništa je prikazano pomeranje uzlaznog i silaznog stepenika za debljinu materijala b uzlaznog stepenika kod različitih oblika izvođenja, prema Henuu (Heene), Kaizerslau-
3 Bitni osnov za svaki oblik stepeništa je da se sve linije odgovarajućih uzlaznih i silaznih krakova moraju seći na vertikalnoj liniji preloma K.
terno
4
4 Ploča stepenišnog kraka sa uobličenim grubim stepenicima oslanja se na poprečno postavljenu podestnu ploču. Obložne ploče na podestima imaju istu širinu kao i ploče na stepenicama.
S Prefabrikovani betonski stepenici' na čelič nim nosačima. Čelični nosač ispod podesta je viši nego nosač stepenišnog kraka. Oba su u liniji kolena međusobno zavareni.
6 Slično izvođenje kao kod 5. Doduše, čelič ni nosač ispod kraka i podesta ima istu visinu i ima koleno. Usled toga tačke kolena njegovog donjeg pojasa ne leže na jednoj vertikali.
J 1
7 Pokrivanje mrežastim roštiljem na U-nosačima različitih visina. u liniji kolena zavareno.
8 Podestna njen nosač
na njoj oslo-
Ista konstrukcija kao i kod 8 formirana če ličnim nosačima.
299
Izgled stepenica odozdo
Debljina podestne Različiti primeri naleganja stepenika pOjedinačno prikazani levo za krakove
'1
su sa obrazima, a desno za krakove-ploče. Kod jednakih debljina di, odn., d2 , dobija se utoliko tanja podest na ploča Pi, odn, P2, ukoliko je izlazni stepenik dalje pomerenprema uzlaznom stepeniku. Konstrukcijski potrebna debljina podestne ploče zavisi od statičke funkcije podesta. Kada su određene debljine podestnih ploča i stepenišnih krakova-ploča konstrukcijski, sistematika može da bude pomoć pri izboru
betonskih stE!!De!nlc:a
[;)"j""Aini
stepenici od betona ili kamena oblika
ve~§taI5kc)a
nice.
300
2 Čelične skeletne građevine često imaju obešene plafone radi pokrivanja tavaničnih nosača i instalacija koje se vode kroz tavanični međuprostor. No plafon se može izvesti i ispod tavaničnih krakova i međupo desta. Tako se najčešće gradi ako stepenice vise slobodno u prostoru bez pregradnih zidova s.tepeništa. a treba da budu otporne prema vatri. 3 Ako se stepenišni krakovi i podesti grade od betona bez slobodnih ležećih čeličnih nosača, tada plafon nije potreban, uz pretpostavku da armatura betonskih elemenata ima dovoljan zaštitni betonski sloj. Betonski elementi imaju odozdo izgled vidnog betona ili dobijaju sloj maltera. Njihova konstrukcijska visina tada je bitno manja nego kod tavanica od čeličnih nosača sa obešenim plafonom. Postoji, dakle, između oba slučaja razlika u visini. Ovakvo vešanje treba da se izbegava. Ako je plafon potreban i kod ulaznog i izlaznog podesta, tada"je bolje da se on prema sl. 2 sprovede ispod kraka i me-
i
t
1 H
t
đupodesta.
4 Ako je stepenišni prostor, kako se vinskim propiSima često i zidovima odvojen od dela tada to VllIVWIU .... UI~ slobodan od veće konVIsine od čeličnih nosakod betonskih
l H
~
hl
11 Pločasti
stepenišni krak pločasti krak leže na čeličnim nosačim~. Veza pomoću moždanika za sprezanje . .otpornost prema vatri plafonom ili oblaganjem nosača.
11 Podes t i
Krak sa obrazima obrazima su stepenici ukizmeđu oba noseća obraza. Krak sa obrazima je konstrukcijski oblik čeličnih Kako je građevinska visina h A.h,e
14 Kod kraka
način nr!::INt:l!ni
12 Podestna
ploča ima za oslanjanje stepenišnog kraka oblikovan nos ili ubetoniran čelični profil.
13 Glatki izgled podesta odozdo i ploče kra-
15 Uži obraz se dobija, ako se ubetonira no-
16
seći
pljošti čelik. Beton ima tada sobe strane funkciju zaštite od požara tako da sa debljinom betona od 3 cm i pljošteg čelika cm nastaje širina obraza od 8 cm. Pljošti čelici se mogu na gornjem i kraju kraka predvideti sa flanšama ili drugim sredstvima miranobetonska montaža i 11"'1~/rČ:."'if2,'niif2, stepenišnih krakova.
ka postiže se najjednostavnije na taj način što se na obe strane ploče kraka obrade podestne polovine.
R~tnr\C:tLt'~
s1teclenice sa čeličnim obrazise od pljoštih čevezu sa betonskim· stečelik
konstrukcijama na ravnim ili zakrivljenim nosačima izloženim savijanju. ćelične stepenice se mogu obrazovati kao površinski noćenk kao građevinski materijal za stepenice pruža mnoštvo mogućnosti oblikovanja. Ve.. lika čvrstoća ovog građevinskog materijala dopušta veoma tanke konstrukcije na čelič nim stubovima. na fino raščlanjenim visećim
sač, ali ipak se on najčešće razlaže u noseće stubove i nosače. kao i stepenike i podestne pokrivače. Stepenici mogu da budu od drveta, betona ili čeličnih limova. Stepenike nosi nosač sa oslanjanjem na sredini ili na krajevima ili dva nosača. Kao
nosači se primenjuju: pljošti čelici, u-profili, eventualno zavareni kao šuplji sanduci, l PE ili HE-prOfili. Veoma elegantna rešenja daju pravougaone cevi. Primenom vatrostalnih stepenika i oblaganjem nosača ili cele donje strane stepeništa čelične stepenice postaju otporne prema vatri.
3
3 na čeličnim stepenicima od Z-profila između obraza od lima sa savijenim ivicama.
Betonski stepenici 4 Pločasti krak izbetoniran na nosačima, veza·moždanicima za sprezanje. 5 Pojedini stepenici na profilima postaVljenim nasatično, učvršćeni zavrlnjevima u ubetoniranim čaurama za zavarivanje.
Limeni stepenici Stepenice sa čeličnim stepenicima, bez pokrivanja, stvaraju buku, pa dolaze u obzir samo za industrijske, službene i požarne stepenice. Stepenice od glatkih limova zahtevaju rapave pokrivne slojeve, npr., premaz od plastične mase sa zrncima korunda ili obloge od plastične mase ili tekstila.
6 Lim stepenasto naboranog oblika koji pro-
Limovi sa šarama (mustrama) Pogodni za industrijske nepokrivene stepenice. 10 Brazdani lim, samo za čiste unutrašnje prostorije, jer se u udubljenjima skuplja prljavština i led, loš.za Čišćenje. 11 Limovi sa "suzama". 12 Limovi sa "bradavicama".
Stepenici od mrežastih roštilja Mrežasti roštilji kao u industrijskoj gradnji, ili za za opsluživanje. postoji mnogo tipova koji se razlikuju profilisanjem, nosivošću i veznom konstrukCijom.
13
Drveni stepenici
1 na srednjem nosaču sa T-konzolom 2 na bočnim nosačima sa osioncima od savijenog pljošteg čelika
302
lazi skroz sa nosačima obraza od pljošteg čelika.
7 Na krajevima savijeni limeni stepenici između pravougaonih šupljih profila. 8 Na krajevima savijeni limeni stepenici obli.. kaZ. 9 Zavareni šuplji stepeniCi.
sa n<::tl~ni~niAm na ma. 14 Slobodno noseći roštilj sa osloncima obraznim nosačima, okovi za 11i'1'/lr
Bočna
veza stepeniinog prostora
Bočna veza medusprame konstrukcije koo otvorenih stepenica
Meduspratnim konsrukcijama u stepenišnom postoru potrebna je bočna veza e kao vidljivi pokrivač ili • istovremeno i obloga za zaštitu od požara tavaničnih nosača Tavanica od čeličnih nosača bez plafona '1,2 Nosač mora biti, ako se to traži, pojedinačno zaštićen od požara. Isečak tavanične ploče se oblaže.
Tavanice od čeličnih nosača sa plafonom 3,4 Tavanični prostor ne treba da se osigurava od pogleda i požara, vidi i str. 288. Za vatrostalne obloge pogodni su pločasti materijali koji odgovaraju zahtevima protivpožarne zaštite, primeri - v. str. 367. Ako se ploča, obešena dole, vodi i ispod medupodesta, tada i ovde preseci tavanice postaju vidljivi pa se mogu obložiti na isti način.
'I U najjednostavnljem slučaju zadovoljava vidljiv pokrivač tavanične ploče. Nosači se, npr., štite prskanim malterom.
2 Kada nosači leže na ivici stepenišnog prodora, može se vidljiv pokrivač kombinovati sa oblaganjem nosača.
4
3 Kada je tavanična ploča kod stepenišnog prodora prepuštena preko tavaničnog nosača, za pokrivač se traži konstrukcija koja može da drži, npr., L - profil.
4 Jednostavno učvršćenje pokrivača se dobija, kada se ivicom stepenišnog prodora vodi L-profil kao tavanični nosač.
Zidovi stepen.Anog prostora skeletnih stepenica
Za zidove zatvorenih skeletnih stepenica, koji moraju odgovarati .zahtevima protivpožarne zaštite (vidi poglavlje Požarni zidovi, str. 315), biće u nastavku date neke preporuke za konstrukcijsku obradu. Obešene stepenice bez sopstvenih stubova Primeri za vezu nenosećih zidova, npr., gipsanih zidova ili montažnih betonskih ploča.
5
S Kada zidovi stoje na međuspratnim konstrukcijama, tada ne smeju gore da budu kruto vezani sa tavanicom ili tavaničnim nosačima, kako ne bi dobili nepredviđeno opterećenje. Zaptivanje se sprovodi kamenom vunom ili sličnim materijalom.
6
6 Zidna
ploča
obešena je gore na C=profilu,
pa se dole mora zatvoriti.
1
1 Zidne ljuske, npr., gipsane ploče kao zidovi stepenišnog prostora i zaštitna obloga protiv požara.
l) Nenoseći
zid od opeke debljine pola ke. Zid od opeke debljine cele opeke ukrućenje - vidi str. 246, sl. 4.
Zatvorene stepenice izmedu stubova Zidovi se po pravilu ne koriste za nošenje vertikalnih opterećenja, ali oni mogu da služe za ukrućenje zgrada. Treba razlikovati sledeće slučajeve:
• Stepenišno kućište (prostor) ne služi kao
10
ukrućenje.
• Dijagonaini spregovi između stubova ukzgradu. Zidne ljuske su ujedno i protivpožarna zaštita dijagonala i stubova • Zidovi između stubova služe kao platna za ukrućenje. rućuju
9 Montažne betonske ploče umetnute između flanši stubova u posteljici od maltera. Flanše su vatrostalno obložene. Platna za ukrućenje, v. str. 247, sl. 1-4.
10 Betonski zid betoniran na licu mesta sa ubetoniranim stubovima. Izvođ~nje kao kod betonskog platna za ukrućenje (v. str. sl. 1-3). 303
1 Laka tribina sa tribinskim nosačima na podvlakama i gusto raspoređenim stubovima
Tribine Redove sedišta koji se penju za gledaoce nalazimo na mestima okupljanja ljudi (pozorište, sale za predavanja, slušaonice) i na mestima za sport hale za gimnastiku i plivanje, tribine napolju). Redovi sedišta mogu u osnovi da budu pravi -ili da slede krivinu okruglog auditorijuma ili stadiona. Literatura: List 108 Uputstava savetovališta za primenu čelika. Konstrukcija tribina Ako se prostor ispod tribina uopšte ne koristi, ili samo za neke sporedne name ne (garderoba, tehnički prostori), donju konstrukciju tribine može da nosi gusti raster stubova. Na slobodnom prostoru postoje mnoge konzolne noseće konstrukcije velikih raspona, koje se često kombinuju sa daleko prepuštenim krovovima bez stubova. U okviru ove knjige one neće biti bliže obrađi vane. Konstrukcija tribine se sastoji od: • pokrivača i • čeličnog skeleta. I Delovi pokrivača (podna i leđna ploča) su većinom montažni betonski delovi koji su sa čeličnim nosačima vezani pomoću zavrtnjeva ili ubetoniranih moždani ka za sprezanje ili
2 Teški tribinski nosači velikih sandučastim profilom i ugaonim ma
sa ste~De~ni(~a-
podupiračima.
Kao materijal za stepenike može se primeniti i savijeni lim, ako tribina treba da bude izuzetno laka, kao i, za pokretne tribine i privremene građevine. Čelična konstrukcija tribine Stepenike nose ili • podužni nosači koji idu paralelno sa redovima stolica, ili • neposredno tribinski nosači koji leže upravno na redove stolica u liniji poda tribine.
:2
Njih nose podviake ili direktno stubovi. Kod tribina na slobodnom prostoru tribinski nosači imaju teške dvozidne preseke se tribine UU,,,lIelIU poput srpa kao konzolni noseći
Pločasti c: ....:::.nll:lli"'i If" I
nosačima
3 Montažni betonski delovi
g;,t",.no,niL(!Ol\
biti veoma laki, uprti. Ovaj način je DO(JOCian bine sa zakrivljenom osnovom. 3.1 Kod l-profila, ako visina nosača ntinov2ra visini stepenika, ploča leži na gornjoj, a pozadi na donjoj
304
i ne do 3,0 m.
Geometrija stepenika Nagib tribine određuje se tako da se za sve redove sedišta dobiju što je moguće bolji uslovi za gledanje. U Nemačkoj su minimalne dimenzije stepenika stajaća mesta: širina m; visina
m
sedeća
mesta: širina
m; visina
Centrale Kućni
Naćela
raSIDOreCinvlalnla Installacijia
Projektovanje instalacija kućne tehnike naročito kod zgrada sa visokom C!~t"lr7'!lIit::\lm instalacija = dobija veliki značaj u odnosu na visok udeo u ukupnoj ceni koštanja i na veliku potrebu za prostorom. U ovoj knjizi instalacije će biti obrađene samo u toliko u koliko one utiču na noseću konstrukciju, i to u odnosu na • prostornu interferenciju, • učvršćenje na noseć u konstrukciju i • protivpožarnu zaštitu. ProjektovIIlle Usklađivanje
U koliko su instalacije u nekoj zgradi potrebnije u toliko se njihova prostorna dispozicija mora pažljivije i uskladiti sa nosećom ispravnim izborom tavaničke kao i ""'''''11''\'''''''''''dom stubova i
vodovi se u posebnim kućnim prostorijama priključuju na sistem javnih vodova. Priprema, raspodela, upravljanje i nadzor medija, kao i proizvodnja energije za grejanje i hlađenje koncipira se centralno. položaj i veličina ovih centrala, koje često zahtevaju veliki prostor, treba da se sa inženjerima specijalistima usaglasi još u fazi pretprojektovanja. 1.1 Centrale se nalaze, naročito kod nižih zgrada većinom u· Jednom suterenskom spratu. 1.2 Kod visokih zgrada potrebni su jedan ili više tehničkih spratova od kojih svaki opslužuje grupu spratova ispod i iznad. 1.3 U mnogim slučajevima može da bude celishodno da se zgrada snabdeva od tehničkog sprata koji se nalazi na krovu.
Vertikalno vođenje vodova Vodovi se vode • ili u blizini potrošačkih mesta - po pravilu jedni iznad drugih na stubovi ma ili spoljašnjim ili unutrašnjim zidovima, ili • skupljeni zajedno u šahtovima za instalacije.
:u Dimenzije šahtova 3.1 Širina šahta se određuje ... spoljašnjim prečnikom . vodova i obloge (zaštite od toplote i zvuka) kao i ... međuprostorima za montažu i održavanje.
Instalacijski spratovi Kod zgrada sa visokim sadržajem instalacija mogu se zahtevati posebni instalacijski spratovi, pre svega, ako se zbog čestih izmena sistema, reparatura ili premeštanja treba računati na prelaz od decentralizovane na centralizovanu strukturu. Oni mogu da budu raspoređeni prema sJedeće m: 2.1 Za svaki korišćen instalacijski po
Vodovi I
vođenje
vodova
Treba da na sledeće: Vodovi ili tiskom najilaK~~e
3.2
3.2 Dubina šahta se po pravilu vodom sa najvećim poprečnim orE!sekolm kao i • armaturom grananjem vodova vodova. odnosno, iza vovoda traži Dvoredno še šahtova. šahtovi treba da budu pro.. hodni, treba da se predvidi i adekvatno veliki radni 11"\"'''''''+'''''' ~ljQLft.,ii"" .... i vodovi moraju da se vode u stvenim šahtovima ili u delovima
u vodovi od vertikalni Horizontalne trase vodova nalaze tavanične ploče vidljive, ili nnLfri,./II:l_ ola'ronom ili ili kanalima.
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
4.1
305
Vođenje
vodova u ta,,'anilčnom
Ispod tavanične ploče između tavanične ploče i obešenog plafona nalazi se prostor za polaganje instalacija. Ispravno dimenzionisanje ovog prostora utiče na ekonomič nost čitave građevine: ., Previsoke tavanice imaju nepotrebnu građevinsku masu . ., Preniske tavanice otežavaju montažu, kontrolu i reparaturu instalacija i često prouzrokuju visoke prateće troškove. U oblasti tavanice. naročito kod zgrada sa mnogo instalacija, potreban je strogi red.
To važi, kako za raspored prostora između noseće konstrukcije i instalacija, tako i za podelu prostora na pojedine instalacijske pogone. ' Mogućnosti raspoređivanja
prostora
između noseće konstrukcije i instalacije
., Tavanica sa jednom zonom gde instalacija prodire kroz noseću konstrukciju, ., tavan ica sa dve zone, jedna za noseć u konstrukciju i jedna za instalaciju, i ., tavan ica sa dve zone sa po jednom zo., nom za oba glavna pravca.
između instalacijskih Raspodela pogona Kod orc)ie.do1I1anlia nls[J~odele prostora treba da se uzme u ., potreban prostor za prvu instalaciju ., prostor za reparaturu i održavanje prostori za promene instalacije rezervni prostor naknadno instalisanje . Prema obimu instahicilia i raspoloživom tavaničnom prostoru sledeće mogućnosti:
a bb
2
3
Kutijasto vođenje vodova 1 Kutijastim vođenjem instalacija štedi se na prostoru, ali se zahteva tačno projektovanje i blagovremeno usklađivanje montaže, a otežane su promene i prohodnost kod reparatura.
Formiranje prostora 2 Korišćenje cele visine raspolOživog tavaničnog prostora olakšava montažu i reparature, i omogućuje naknadna popravljanja, ali zato traži mnogo prostora. Dolazi u obzir kod tavan ica sa jednom zonom i kod tavanica sa posebnom instalacijskom zonom.
Vođenje
instalacija u dve zone 3 Vođenje elemenata koji nose f"Init;:::llf';:::Il~;:::Ilnl;:::ll i služe za prolaz medija, a koji su u dva voa jedan iznad drugoga, tako da se svi elementi koji idu u pravcu nalaze u gornjem nivou, a svi koji su na njih upravni u donjem
Tavanica
Princip
Nosači
Mane
u oba pravca - podvlake i tavanič nalaze se ukršteni u istoj ravni. Svi instalacijski vodovi nalaze se u istoj ravni i prolaze kroz nosače. Prednost: niska tavanica. ni
nosači
primenjivanih vodova u cm kod nosača
306
Puni
kod ,1/ ..,"" ... "';0 vodova. Poprečni pravci vodova su f"In'l"j;!f'If',~nl ličinom otvora u nosačima. Stoga tavanica sa jednom zonom uprkos velike propusnosti čeličnih pogodna za veoma veliki obim instalacija. Teškoće
nosač
sa "" ..r,riI"",.i".",,,,,
vođenje
str. 272). 5 Nosač sa otvorima oblika str. veći
otvorima oblika saća i kod rešetkastih nosača.
n"'j~lil"l,ii!:\n
Tavalnic:a sa dve zone Tavanlea sa dve zone sa zonom za Instalacije
1 Podela tavaničnog prostora u dve visinske zone sa • jednom zonom nosača za podvlake i tavanične nosače u istoj ravni i jednom zonom za instalacije Omogućuje slobodno vođenje svih vodova nesmetano od nosača, Kod ukrštanja vodova ipak postoje uska Kod dvorednog
Tavan.ca zonama
zone
usmerenlm
2 Kod čeličnih smeju da imaju i one mogu da budu ča, Nosači, dakle, dovi U svakom dove na ras;Doloženiiu
vođenja instalacijskih vodova mogu vodovi da pređu i u zonu nosača, No tada su potrebni prodori kroz nosače, Ovo rešenje za-
hteva .visok tavanični prostor, mada se za vodova ne pruža slobodna prolazvođenje u dva nivoa, nost Ovakav način građenja ima smisla za betonske konstrukcije betonirane na licu mesta kod kojih su grede oba pravca povezane ta-
\lt'\f'i.coni.co
vaničnom pločom,
Za čelične konstrukcije ipak ovo rešenje nije vrlo celishodno,
se prirodnim padom vode kroz duže sektore u međutavaničnom prostoru, narušavaju red i traže prodore kroz nosače, način građenja čini čelične konstrukcil"u'~ant:l.\/ilfi'tfl> sa visokim teži uređenom i vodova i kod način
N
d b
3 Shematizovan prim'er zgrade sa visokim obimom instalacija,
301
1.1
PrImarI tavan.ea aa zonama
dve zona aa uamaranlm
Zgrada sa podužnim središnim hodnikom 1 U hodniku se vode glavni vodovi za snabdevanje u nivou podvlaka ispod tavaničnih nosača. Ispod podvlaka visi plafon. Rasporedeni vodovi se nalaze u gornjem nivou pored tavaničnih nosača i mogu da prolaze poprečno kroz čitavu zgradu. Oni prolaze kroz zidove hodnika kroz prorez koji ostaje izmedu podvlaka i tavanične ploče. Plafon u prostorijama visi neposredno ispod tavanič nih .nosača, tj. više nego u hodniku.
2.1
Zgrada velike površine 2 Horizontalni glavni vodovi vode se u glav: noj ravni, u ravni tavaničnih nos~ča. glavni razvodni vodovi u donjoj - u ravni podvlaka _ a krajnji razvodni vodovi opet u gornjoj - u ravni tavaničnih nosača.
l.l
Menjanje pravca nosača Pravac nošenja nosača s obe strane dijagonale se menja tako na primer, gornja grupa nosača ide prema htu snabdevanje i omogućava vodenje glavnih vodova u gornjem nivou, dok u donjem nivou prolaze podvlake i upravni razvodni vodovi. 308
tal/aničn! nosač
b pod vlaka nosač
Vođenje Instalacijskih čeličnim stubovi ma
vodova na
3
1 Primenom tankozidnih čeličnih profila kao stubova omogućeno je vođenje vodova u njihovim šupljim prostorima. Pri tome uzeti u obzir da svi ovi vO,dovi treba da probijaju mesta gde se stubovi nastavljaju, a u sluča ju vodova za odvod vode i ploču stope. Ovaj način vođenja je kod četvorostranih veza nosača na stub moguć samo onda kada je
veza konstruisana na odgovarajući način. Stubovi nemaju po čitavoj visini zgrade isti poprečni presek. Kod projektovanja vođenja kablova treba, dakle, da su na gornjem delu visoke zgrade poprečni preseci manji i da su u unutrašnjem delu umesto otvorenih HE-profila često potrebni zavareni sandučasti profili.
/
/
2 Vođenje vodova između profila višedelnih stubova. Naročito pogodno, ako se ne traži obloga radi zaštite od požara. 3 Vodovi na stubu koji nema protivpožarnu oblogu. Zatvaranje prostora flanše drvenom oblogom učvršćenom zavrtnjevima.
/
---( I I
I / I //
/
--j/
4
4 Da bi kod vođenja vodova na stubu unutar protivpožarne obloge vodovi bili dostupni, mora postojati mogućnost uklanjanja njenih delova. Ako kod cevi koje nose vodu nastanu pukotine, mogu da nastupe štete na gra-
fi Spoljašnji stubovi stoje iza fasade. Između fasade i stuba vode se vodovi visokog pritiska vertikalno i snabdevaju klima uređaje levo i desno od stuba. Učvr~ćenje fasade na konzolama.
đevini.
U zatvorenim šupljim sandučastim stubovima ne treba da se postavljaju cevasti vodovi. Da bi se sprovela besprekorna zaštita od moraju ovakvi stubovi biti zavareni sa strana. Ulaženja može da dovede do neprimetnih pojava Tada se kod višespratnih cevasti vodovi ne mogu stupa samo lj izuzetnim nrp. pokrivanja prizemnih krovova, konstrukcija otvorena.
6 Cev za glave i
odvođenje
kišnice
stuba.
309
Insita'lReDija G!rela:anla u oblasti
Vođenje vodova za grejanje ne stvara, do-
duše, probleme, no ipak iz razloga ekonomičnosti treba o njemu voditi računa pri razvijanju noseće konstrukcije - spoljašnjeg zida - međuspratne konstrukcije. Radijatori centralnog grejanja toplom vodom poređani su po pravilu ispod prozora.
gn,~1'nil!:ll sledeće mogućnosti:
''''V'M'''''''' IV je da
cevi za grejanje provla-
1.1 dvocevnog sistema cevi se vode oko stuba, rešenje koje nije lepo; nepogodno za reprezentativne' prostorije. 1.2 Rešenje je upotrebljivo kod jednocevnog grejanja u podnožju.
če kroz otvore u rebrima stubova. Oni tada
4 Ovo pokazuje upravne, između flanši nosača, dovodne i odvodne cevi koje snabdevaju samo radijatore desno i levo od stuba. Paziti na protivpožarnu oblogu (vidi str. 309, sl. 3 i 4).
5 Stub, a stoga i podvlaka, su tesno iza fasade. Prostor ispred podvlake ne može se koristiti za instalacije, jer posle montaže spoljašnjeg zida više nije dostupan. Stoga se cevi vode s unutrašnje strane podvlake. Obešen i plafon namešta se po visini sve do ispod tavaničnih nosača. Podvlaka se nalazi u "šturcu" (traci iznad prozora).
310
moraju da se probiju i kroz, eventualno prisutnu, protivpožarnu oblogu.
Kada spoljašnji stubovi kod čeličnog skeleta stoje neposredno iza fasade, vodovi sa toplom vodom moraju se voditi oko stubova ili ih probijati. Vodovi se vode iznad međus pratne konstrukcije ili u međutavaničnom prostoru.
3 Jedno čisto pruža cevi za centralno grejanje u medu tavaničnim nosačima. Za u tavaničnoj ploči za dovodne i odvodne cevi treba da se vodi računa da se kod betoniranja izbuše ili pozadi.
Stubovi i podvlake stoje tako daleko od fasade da sama tavanična ploča nije dovoljno jaka da nosi, pa se'mora poduprti malim konzolnim nosačima ispod koji se komotno mogu voditi vodovi (vidi i str. 187, sl. 1-2).
Vođenje voluminoznih vodova za vazduh za klima-uređaje u spoljašnjem zidu traži pažljivo projektovanje. Sanduci za klima-uređaj
Vodovi za vazduh u tavanici
sistema sa visokim pritiskom postavljaju se u području prozom. Naknadno se dodaju delovi za vođenje instalacijskih vodova.
3
1 Tavanični nosači leže nad podvlakama i prepušteni su. U tavaničnom međuprostoru je izmedu spoljašnjeg zida i podvlake prostor za vazdušni vod.
nosača na ničnoj oblasti
se u vod za vazduh
međutava
visokim
2 Cevasti kanal ispod nivoa poda neposredno iza fasade, ali ipak ispred stubova. Tavanična ploča se povija naniže kao neka kecelja. Pod kana/a mora imati debljinu tavanice kako bi se spratovi zbog zaštite protiv požara i zvuka međusobno razdvajali. Ova konstrukcija omogućava da se klima-uređaji mogu priključiti na svakom mestu.
štedelo na visini Doias,evi tavaničnih nm"f\\/irn oslonci ma, ali
3 Jedan, dostupan odozgo. klima-kanal visokog od montažnih delova, leže na malim, duboko konzolama. Montažni delovi moraju za(:lO'\jroli~l vati zahteve zaštite od zvuka i UU,~1!:il1 ,11a. U cevastom kanalu mogu da se vode i vodovi, npr, vodovi za toplu vodu.
sadu.
Elektroinstalacija u fasadi Smeštaj električnih vodova i njihova stalna dostupnost zahtevaju zbog rastućeg mehanizovanja kancelarija sve veću pažnju. Kod administrativnih zgrada mora postojati mogućnost da se električni vodovi mogu u ma kakvom obimu instalirati i naknadno. Sa rastućim razvojem obrade podataka opremljena su radna mesta terminalima koji zahtevaju mnogobrojne dovodne kablove. I u školama i na univerzitetima će razvoj elektronskih učila u budućnosti učiniti nužnim korišćenje mnogobrojnih kablova.
1 Kablovi se u
tavaničnom međuprostoru
vode u kablovskoj kutiji, pa su na spratu dostupni odozdo. Noseća ploča ima otvore u koje se tokom izrade cementnog mogu ugraditi priključci u iorin.n,C!"'~n/n,t'\ rešenje. Naknadno inc,tl:lliC:l:Ini.l:l doduše, kod pomoću skidanja
Treba da se ispitaju sledeća stanovišta: • Treba li omogućiti da se snopovi kablova naknadno vezuju? • Mora li se omogućiti da se kablovi uvlače naknadno? • Moraju li kablovi da budu dostupni sa samog sprata, ili pak mogu da se sprovode naknadna instalisanja, naknadna polaganja itd, od tavanice naniže pošto se plafon ukloni? Električni kablovi koji se polažu na grubu tavanicu moraju da se zaštite nekim zaštitnim slojem (npr, cementnim). Njegova debljina zavisi od načina polaganja kablova:
3 do S cm za ubetonirane tanke vodove, 4 do 8 cm za vodove u cevima, 8 do 10 cm za kablovske kanale. Cementni sloj povećava težinu tavanice. Prednosti koje se postižu polaganjem kablova na grubu tavanicu su u tome što se smanjuje cena koštanja koja bi nastala povećanja težine. Treba se prisetiti da noseća betonska tavan ica ima debljinu samo od oko 10 cm, a betonski sloj iznad tavanice od čeličnog lima od oko S cm. Slojevi na ploči mogu, dakle, da težinu noseće ploče više nego udvostruče. Time se cena koštanja či tave noseće konstrukcije značajno povišava.
2 Poboljšano rešenje. Kablovski oluci vešaju se neposredno ispod tavanice. Instalisanje može da se izvede kroz pogodne otvore sa gornjeg sprata. Kod montažnih tavaničnih ploča velike ravnosti i neposrednog je da se
3 Čelična tavan ica sa kablovskim kanalima. Trapezasti čelični lim sa ravnim !imom nameštenim odozdo u području Betonski nadsloj nema takođe ne i za Do:sta'vlia.nie To se sprovodi samim trape~!:as,tim je rU'~~""t!l.r>!:iI .... i"" be1tonskc)Q
od()zQO, no ovi se mogu zatvoriti beelementima ili zaštitnim po-
+"'''',""UiiVi
4 Kablovski kanali od čelika ili plastične "iase na gruboj tavanici položeni u cementni sloj od 8-10 cm. Velika pristupačnost za raznovrsne električne instalacije.
312
.",i"·6 .... iiVi'" za visoko instanpr, distributivne centrale, 0llAUU'1I1 se mogu visinski podešavati, kako bi se kompenzirale tolerancije grube ploče.
Unutrašnji zid Zahtevi za unutrašnje zidove Iz funkcija unutrašnjih zidova slede zahtevi koji se njima postavljaju:
Pregradni zidovi često služe za vešanje regala i uređaja, npr., u laboratorijama, pa stoga moraju biti i adekvatno konstruisani i dimenzionisani. Zaštita od požara
Funkcija zatvaranja prostora prema svom zadatku za zatvaranje prostora može u slučaju požara unutrašnji zid da posluži kao požarni zid za razdvajanje požarnih sektora ili delova zgrade, ili za osiguranje puteva za spasavanje. Zahtevi su: fl> Otpornost prema požaru (F 90 ili F 120) i povišena čvrstoća za požarne zidove između požarnih sektora (v. str. 363) i za zatvaranje požarnih stepenica (v. str. 315). fl> Otpornost prema požaru (F 90) za pregradne zidove između stanova i između požarno naročito ugroženih i drugih prostorija. fl> Požarno zaštitna izgradnja (F 30) za pregradne zidove duž puteva za spasavanje, npr., hodnika. fl> Izbegavanje materijala koji pri požaru daju otrovne ili agresivne gasove, npr., poliuretan razvija cijanovodoničnu kiselinu pa stoga nije pogodan kao izolacioni materijal za pregradne zidove. PVC pri požaru razvija son u kiselinu kao gas koji deluje agresivno te može da ošteti betonske i čelične elemente. Već
Statička
funkcija
Prema funkciji i načinu građenja razlikuju se noseći i nenoseći unutrašnji zidovi. Noseći unutrašnji zidovi Zidovi u skeletnim konstrukcijama normalno služe samo zatvaranju prostora. No zidovi, koji treba da ispunjavaju zadatke protivpožarne zaštite, najčešće su izgrađeni tako stabilno da mogu poslužiti i za ukrućivanje zgrade. Oni često odmah primaju i vertikalna opterećenja i tada postaju noseći unutrašnji zidovi.
Nenoseći unutrašnji zidovi Nenoseći unutrašnji zidovi su
po svojoj funkciji pregradni zidovi. Oni moraju biti stabilni u odnosu na sopstvenu težinu i na opterećenje od objekata ili uređaja koji su obešeni -na njima, kao i u odnosu na horizontalne sile koje su njima izazvane i pokretnim korisnim opterećenjima, uključujući guranje i udarac. Zbog toga se nenoseći zidovi moraju vešati na noseću konstrukciju zgrade tako da se ne dobiju neka nepredviđena opterećenja.
Zaštita od zvuka
Zaštita od zvuka je, prema zahtevima za zaštitu od zvuka, najvažnija funkcija unutrašnjeg zida, a pre svega, prigušenje zvuka iz vazduha između prostorija. Traženi iznos zaštite od zvuka iz vazduha (LSM) postiže se kod jednoslojnih zidova težinom, kod višeslojnih zidova debljinom i materijalom spoljašnjih slojeva i prigušujućeg materijala, kao i načinom njihovog međusobnog spajanja. O uticaju čeličnih profila u pregradnim zidovima na zaštitu od zvuka, vidi str. 173. Prozori i vrata igraju kod zaštite od zvuka značajnu ulogu i moraju biti jednakog kvaliteta kao i sam zid. Najbolji zvučno-tehnički zid je nekoristan, ako se ne sprečava da zvuk zaobilaznim putevima kroz pod, tavanicu ili spoljašnji zid prodre u susedne prostorije. Visoki zahtevi znatno utiču na cenu koštanja zida. Saglasno korišćenju igra i apsorpcija zvuka zidova važnu ulogu. Zaštita od zvuka vidi str. 260 i dalje. Unutrašnji zid kao
nosač
Instalacija
U unutrašnjim zidovima često se nalaze vodovi za sanitarne i električne instalacije. Kod montažnih pregradnih zidova to zahteva posebne pripreme, npr., montažni instalacijski zidovi za mokre čvorove. Kod pregradnih zidova koji su predviđeni i za premeštanje treba da se po mogućnosti izbegne ugrađivanje instalacija, izuzeci su električni vodovi, na primer, za prekidače.
Zaštita fl>
čelične
konstrukcije
Često mogu dvoslojni pregradni zidovi
preuzeti odmah i protivpožarnu zaštitu noseće čelične konstrukCije, ako se ljuske (slojevi) pregradnog zida sastoje od odgovarajućih materijala, na primer: fl> tavaničnih nosača, pretpostavljajući naravno, da se njihov raspored poklapa sa rasporedom pregradnih zidova. fl> Spoljašnjih i unutrašnjih stubova, koji su uvučeni u spoljašnje ili unutrašnje zidove. fl> Vertikalnih rešetki, koje su najčešće pokrivene zidnim slojem. Mala debljina zida se postiže kada rešetke imaju samo zategnute dijagonale od pljoštih ili okruglih čelika, vidi str. 316, sl. 11. Načelno o izvođenju pri protivpožarnoj zaštiti, v. str. 361 do 368.
Masivni pregradni zidovi koji se mogu rušiti Ovi zidovi se većinom izvode zajedno sa grubim radovima. Oni se mogu menjati samo rušenjem. Oni mogu biti: fl> zid od opeke svih vrsta, debljine cele opeke, pola opeke ili četvrtinu opeke, sa ili bez maltera, takođe dvoslojni sa oblogama, fl> malterisani zidovi sa nanošenjem maltera na žičanu mrežu, fl> zidovi od gipsanih ploča, izrađeni u prevezu ili u visini sprata, sa zalivenim ili malterom ispunjenim spojnicama, jedno - ili dvoslOjni, sa malterom ili sa oblogama. Kada promene nisu verovatne, ali u životu zgrade nisu ni isključene, često je ekonomičnije da se izabere zid koji je pri izradi jeftin, a kod promena skinut i. ponovno izgrađen kao nov, pregradni zid koji se premešta.
Demontažni skeletni zidovi Oni se izvode u toku izgradnje. Razlikuju se drveni i metalni skeletni zidovi. Njihovi elementi se, ili seku na licu mesta (npr., gips-karton na drvenom postolju) ili se izrađuju prethodno (npr., čelična i aluminijumska rebra i gotove table). Njihovi materijali se mogu nakon montaže sačuvati i primeniti na drugom mestu. Oni se sastoje od fl> skeleta (letve glave i stope, stubići, prečke) od drveta, aluminijumskih profila ili od profila od čeličnog lima, fl> ljusaka učvršćenih zavrtnjevima ili ekserima, iz azbestcementnih ploča ili ploča od iverice, ili iz ploča od vatrostalnog gipskartona ili azbesta, ili vermikulita, fl> tkanine od izolacionih materijala, npr., mineralne vune.
Zidni sistemi koji se premeštaju To su većinom zatvoreni zidni sistemi u skeletnoj ili pločastoj konstrukCiji, često mnogo skuplji nego druge vrste. Postoje mnogi tipovi veoma različiti u troškovima rada pri premeštanju. Neki zahtevaju specijaliste, za druge je dovoljno priučeno osoblje.
TIpovi unutrašnjih zidova
Prema svom načinu građenja, stepenu njihove prefabrikacije i njihove mogućnosti menjanja razlikuje se: Unutrašnji zidovi koji se ne premeštaju Ovde spadaju zidovi koji iz statičkih razloga ne smeju da se odstrane ili nedopustivo oslabe: fl> noseći u~utrašnji zidovi koji nose opterećenje od tavan ica i fl> ukrućujući unutrašnji zidovi i unutrašnji zidovi čije uklanjanje je zabranjeno građevinskim propisima: fl> požarni zidovi i fl> zidovi koji zatvaraju požarne stepenice. Ovi se zidovi po pravilu sastoje od fl> betona ugrađenog na licu mesta ili fl> betonskih montažnih elemenata ili fl> opeke.
Razlikuju se fl> zidovi od drvenih elemenata, fl> zidovi od elemenata od čeličnog lima, fl> aluminijumski skeleti sa različitim oblogama. Prefabrikovani pregradni zidovi imaju čvrst modularni raspored, na osnovu modula 10, 30, 60 cm. PO pravilu su zidni elementi široki 120 cm. Zidovi gotovo uvek imaju letvu 'gore i u stopi. Postoje zidni sistemi i bez stubića. Pokretni zidovi ~od ~okr.~tnim zidovima podrazumevaju se
ZidOVI kOJI su podešeni tako da ih korisnik može držati stalno ili povremeno otvorenim ili zatvorenim: fl> zidovi na sklapanje ("harmonike"), fl> klizno pokretni zidovi, fl> zidovi koji razdvajaju prostor. III
Izravnanje ugiba tavanice
Odstupanja od propisanih dimenzija nastaju zbog tolerancija u dimenzijama i deformacija delova građevine. Ispitivanje ovih odstupanja od dimenzija ima svoj tehnički i pravnički aspekt, kao, npr.. , kod oštećenja na građevini ili nepoštovanje zahteva zaštite od zvuka. Načelno o vezi između tolerancija i dimenzija vidi str. 179-183. U·opštem slučaju, za pregradne zidove važe isti uslovi koji su na str. 334 izneŠeni za spoljašnje zidove. Tolerancije Tolerancije dimenzija u fazi grubih radova veće su nego kod završne izgradnje. Na licu mesta izvedeni ili skrojeni zidovi mogu se uskladiti sa svim tolerancijama grubih radova. Kod prefabrikovanih pregradnih zidova predviđa se izr~vnanje za pokrivanje tolerancija. Uticaj maksimalnog ugiba tavanice Kod konstrukcija nenosećih pregradnih zidova se osim tolerancije moraju uzimati u obzir deformacij~ zgrade, naročito maksimalan ugib tavanice pod vertikalnim opterećenjima, i to iz dva razloga:
:3
1 Da pregradni zidovi ne bi bili izloženi nepredviđenim opterećenjima za koja nisu di;,. menzionisani, mora opterećeni nosač imati iznad pregradnog zida dovoljno prostora za maksimalan ugib, da kod opterećenja ne dodirne pregradni zid. Između pregradnog zida i tavanice se stoga zahteva međupros tor, eventualno sa elastičnim međuslojem. 2 Ako je nosač, n'i kome stoji pregradni zid, opterećen pa se ugiba, menjaju se uslovi oslanjanja zida. Ako su zidovi kruta platna koja se u svojoj ravni ne daju deformisati, moraju pri podu takođe imati elastične međuslojeve dovoljne deformabilnosti. Naroči to dobro mogu pregradni zidovi, koji se sastoje od pojedinačnih ploča sa elastičnim spojnicama, da slede ugibe tavanice. Protiv ovih načela često se greši, pa je u tome u mnogim slučajevima uzrok oštećenja na zgradama.
_ _ _ ___+_
Maksimalni ugib i nagib 4 Maksimalni ugib čeličnog nosača može se smanjiti izborom kvaliteta čelika i stepena iskorišćenosti kapaciteta nošenja nosača. To je proces optimizacije, da li će se nosač učiniti krućim ili pregradni zid popustljivijim. Kod ispitivanja uticaja maksimalnog ugiba nosača treba da se pazi na " ugib koji u sredini nosača ima svoju najvrednost f, i nagib savijenog nosača koji ima svoju najveću vrednost a kod oslonca. Maksimalan nagib dobije se kod ravnomerno opterećenja kao funkcija ugiba f prema: \l3ĆU
tga=
f
davan za dimenzionisanje međuprostora između pregradnog zida i tavanice koja je iznad njega. Nagib tangente je merodavan za razliku ugiba dve tablične tačke. .1f) je na osloncu najveće (Llfi), a jednako je nagIbu a umnoženom korakom mreže b dakle, .1f1 = b x tga. Od pokretnog koris~ nog opterećenja treba da se kao stvarno promenijivo opterećenje usvaja jedna treći na (v. str. 181). Za različite granične maksimalne ugibe kod sm~njenja pokretnog korisnog opterećenja na Jednu trećinu dobijaju se za korak mreže B = 1,20 m vrednosti ~f1 i maksimalni ugibi f za raspone (u mm) koji su česti u praksi:
T -32 - , Ti
kontinualnog
nosača
nalazi k;od oslonca, na raspona, kod kod cca 0,1 raspona.
l"
1/3.L
11200
1/600 1/900
1/300 1/500 1/800 1/1000
I
111500 112400 113000
6,G 7,2 1/3f 1/3f
8,4 1/3f
6,4 4,3 2,6
10,0 6,7
1,6
2,5 2,0
14,0 9,3 5,4 3,5
f I
ll':! OJ
6,
1,3
l
4,0
12,0 8,0 4,8 3,0 2,4
2,8
9,6
kazuju sliku prslina oblika kao na slici. Naročito tipične su prsline na gornjim uglovima. Slično se susreće kod pregradnih zidova na betonskim nosačima koji se pod optereće njem ugibaju usled tečenja. Vreme ugrađivanja pregradnog zida Treba da se uzme u obzir da se kod pregradnih zidova koji se ugrađuju posle završnih građevinskih radova prva trećina pokretnog korisnog opterećenja uspotavlja tek izgradnjom samih zidova i uređenjem prostorije. Kod pregradnih zidova koji su ugrađeni u fazi grubih radova, kao preostala deformacija treba da se računa ugib nastao usled svih stalnih opterećenja koja su naneta posle izgradnje zida" kao cementni premaz, podni pokrivač, plafon, instalacija.
6
5
5 Maksimalan ugib f u sredini polja je mero-
f
16 f
Kruti pregradni zidovi
3 Kruti zidovi na mekim nosačima često po-
1/3f
12,0 1/3f
16,0 10,7 6,4 4,0 3,2
20,0 13,4 8,0 5,0 4,0
Promena širine spojnice fl Kod zajednički pritisnutih vertikalnih spojnica dobija se oblik deformacije kao na slici. Kod maksimalnog ugiba od 11500 kod pokretnog korisnog opterećenja od 1/3 uklješten nosač raspona 1,20 m kod oslonca ima nagib. 1 tg a = 3,2 . 3. 500 . Krajnji paneli su kod ovog nagiba zakošeni. Sa širinom panela 1,2 m i korisnom spratnom visinom h = 3,0 m izlazi veličina pomeranja na go!njem kraju panela
o
h· tga
3000 . 3,2 - 6 4 1500 - , mm
na oba kraja. Deset spojnica između .10 panela mora se isti iz~os međusobno zbiti, tj. po jednoj Je
=
1,4 mm.
Požarni zidovi Tehnički
zahtevi protivpožarne z#iitlte
Osnove Požarni zidovi treba da spreče da se požari ne prošire na druge zgrade (spoljašnji požarni zidovi) ili na druge sektore zgrade (unutrašnji požarni zidovi). Stoga oni moraju da budu e postojani prema požaru (F 90 ili F 120) i e stabilni kod požara. Stabilnost kod požara u odnosu na nepredviđena opterećenja, npr., usled rušenja zgrade, ispituje se ogledom na požar, pomoću horizontalnog udara i ekscentričnog opterećenja.
Normirane dimenzije U Nemačkoj je za požarne zidove utvrđena debljina zida za uobičajene materijale: laki beton (g > 1200 kg/m3) ~ 25 cm zid od opeke ~ 24 cm teški beton, nenoseći, nearmiran ~ 20 cm ~ 14 cm. teški beton, noseći, armiran Maksimalna rastojanja požarnih zidova su prema nemačkim građevinskim propisima 1~40 do 50 cm.
Slatlčko-konstrukclJske
mogutnosti
Kako se za požarne zidove i za zidove stepenišnog prostora postavljaju jednaki zahtevi, to i za njihovo· izvođenje nastupaju stične situacije. Primeri za stepenišni prostor vidt str. 238.246, 297. Zid koji stoji slobodno
3 StabiJan požarni zid koji stoji slobodno sam za sebe, po visini se ograničava na 2-3 sprata, jer on mora sam da nosi i optereće nje od vetra koje deluje na površinu zida. 4 Stepenišni prostori koji stoje slobodno mogu se, kao samostalno građevinsko telo, izgraditi pre ili posle čelične montaže. 4
Naslonjen zid
5 Požarni zid se u odnosu· na
opterećenje
vatrom ukrućuje zgradom poprečno na ravan zida. Obrnuto, požarni zid može ukrući vati zgradu protiV vetra koji deluje u ravni zida. On se izvodi u sektorima pre ili posle montaže. 6 Slično se sfepenišni prostor može svojim bočnim zidovima nastoniti na zgradu i ukrućivati je u pravcu ravni zida. 5
1 Kod unutrašnjih zidova mora se sprečiti posuvraćanje vatre iznad 5 m, pri čemu se
6
Zid koji sarađuje u nošenju 7 Kod iste dispozicije sUa u odnosu na opterećenje vatrom kao na sl. 5, može se požarni zid dodatno koristiti i za nošenje tavanič nog opterćeenja. 8 To, naravno, važi na isti način i za zidove stepenišnog prostora. 7
požarni zid premešta ili
8
2 jedan deo spoljašnjeg zida formira se kao požarni zid. Spoljašnji požarni zidovi Spoljašnji požarni zidovi se zahtevaju ako je odstojanje do sused ne zgrade manje od 5 m. Spoljašnji požari zidovi moraju biti vodonepropusni i toplotno izolacioni. Unutrašnji požarni zidovi Kod unutrašnjih požarnih zidova takođe se po mogućstvu raspoređuju dilatacione razdelnice zgrade. Instalacije se mogu voditi kroz unutrašnje požarne zidove, jer su oni građeni od nezapaljivog materijala pa se prenošenje požara sprečava, npr., protivpožarnim poklopcima u kanalima za vazduh. Posebna opreznost se traži kod vodenja kablova koji kod požara kablova mogu vatru dalje prenositi. Otvori za vrata moraju biti snabdeveni samozatvarajućim, vatrostalnim vratima ili kapijama.
Nošeni zidovi konstrukcija nosi požami zid. Kako on u ravni zida ne preuzima vertikalno opterećenje ili momente savijanja, on sme da stoji na tavaniei samo dole, a gore treba da ima razmak i da se vodi klizno. Razmak treba da se zatvori nezapaljMm elastičnim materijalom, npr, mineralnim vlaknima ili azbestnim vrpcama. Zatvaranje treba da bude zaptivno i prema dimu. Ovi zidovi se grade od montažnih betonskih delova ili od opeke.
9
Tavanična
10
10 Čelični skelet
osim zidova nišnog prostora nosi kod penišne podeste i krakove. I"''''AA·""",.;" str. 297, sl. 3. 315
Vezivanje pregradnog zida
Na naredne dve strane pokazaće se neke osobenosti koje postoje kod izgradnje veza pregradnih zidova, gore, dole i sa strane, na čeličnoj višespratnoj zgradi. Pored zahteva .. preuzimanje vertikalnih i horizontalnih sila i .. prigušenje zvuka, treba da veze pregradnog zida u čeličnoj građevini
.. obezbede protivpožarnu zaštitu priključenih elemenata čeličnog skeleta, .. da se mogu brzo, a po mogućnosti i suvo izgraditi i .. da se po mogućnosti mogu ukloniti bez rušenja. Ugrađivanje pregradnog zida U načelu se razlikuju sledeće mogućnosti za ugrađivanje pregradnog zida između dve međuspratne konstrukcije.
Donja veza
ES Prigušenje plivajućeg premaza se kao elastična međutraka zbog bočnog prenošenja diže na pregradi zid, tako da premaz ~e dodiruje pregradni zid, kako bi se spr~čllo Širenje zvučnih talasa od premaza u Zidne slojeve i obrnuto, a time i zračenje u druge prostorije.
______ 2
______ 3
1 Zid stoji između grubih tavan ica. Plivajući premaz i plafon su prekinuti. Najbolja zvuč na izolacija, nije za premeštanje, npr., pregradni zid stana, pregradni zid u stanovima i uopšte između prostorija sa visokim zahtevima za zaštitu od zvuka. 2 Pregradni zid se nalazi na prefabrikovanoj tavanici i probija plafon, premeštanje je mogućno, instalacije u tavaničnom međupros toru probijaju zid.
6 .zvučno-tehnički je nepogodno da se pregradni zid stavi na plivajući premaz, jer zvuk može lako da pobudi plivajući premaz na oscilovanje pa da se tako zvuk prenosi ispod zida. Ovaj nedostatak se uklanja ako se plivajući premaz prekine nekim prorezom.
______ 4
3 Pregradni zid na gotovoj tavanici ili na podnom pokrivaču i ispod plafona. Tavanič Iii međuprostor je zbog prigušivanja zvuka posebno zatvoren. Zid se može premeštati, pregrada unutar među tavamćnog prostora ne. Ona se posle premeštanja pregradnog zida mora ponovo izraditi. &1 Kao i 3, tavan ični međuprostor je otvoren. Plafon mora da prigušuje zvuk i da ukrućuje pregradni zid.
7 Pregradni zid koji sepremešta postavlja se na gotovu tavanicu, ili, ako je baš dovoljno, na grubu tavanicu. 8 Ako se očekuje češće premeštanje pregradnih zidova, tada se zid postavlja na kontinualni podni pokrivač.
10
Boona "eza g Bočna veza pregradnog zida za krstasti čelični stub, ovde su ploče od gipskartona na drvenom postolju. Kod odgovarajuće izrade može zid preuzeti i protivpožarnu zaštitu stuba. 316
10 Veza pregradnih zidova za sandučast, obložen profilisani stub, desno sa drvenim postoljem, levo sa čeličnim postoljem ; stub može da deluje kao zvučni most, poboljšanje zaštite od zvuka mekim međuslojem u oblozi stuba.
11 Protivpožarna zaštita vertikalnog sprega dvoslojnim vatrostalnim zidom. Mala debljina zida, ako su dijagonale od pljošteg ili okruglog čelika.
Gornja veza pregradnih zidova
Gornja veza pregradnog . zida treba da ima istu zvučnu izolaciju kao i sam zid. To se Iako postiže, ako se pregradni zid vezuje na noseću tavanicu (1, 2, 3.) 7). Veza postaje
komplikovanija ako se instalacije (1) ili nosači (6,7) ukrštaju sa pregradnim zidom. U takvim slučajevima treba da .se ispita da li zvučno lzolacioni plafon koji prelazi preko pregradnog zida nije ekonomičniji. Pregra-
đivanje (8) je mogućno samo kod građevfna
2 Tavanica ima trakasti raster.Pregradni zid koji se pruža do noseće tavanice može se premašiti na rasternim trakama za to predviđenim, bez oštećenja plafona. U tavaničnom međuprostoru samo ograničeno vođenje instalacija.
3 Drveni skeletni zid vezan za maslvnu tava-
koje imaju malo instalacija. Kod zgrada sa mnogo instalacija punu prolaznost za vođe nje instalacija daje samo rešenje 9.
l
1 Masivni pregradni zid vezan na betonsku tavanicu, elastični međusloj, plafon uč vršćen na pregradni zid, prigušenje zvuka dobro.
nicu elastičnim međuslojem. Instalacija mora probijati zidne slojeve, a zatvaranje zvuka tada zahteva veliku pažnju.
4
<4 Veza pregradnog zida na tavanični nosač sa pomerfjivim učvršćenjem, elastični medusloj, nosač je zvučno zaštićen pletivom od kamene vune.
5 Tavanični nosač je uvučen u pregradni zid, zidne ljuske daju zaštitu od vatre, masivna tavan ica postaje vidljiv zatvarač. Protiv prolaza zvuka kroz nosač zvučno-izolacioni medusloj.
6 Prodor kroz nosač pomoću rebrastog zida. Nosač je ovde obložen, elastične podloge ispod nosača. Prostor između flanši nosača zatvoren mineralnom vunom.
8 Pregradni zid završava ispod tavanice. Tavanični medu prostor pregraden platnima od mineralne vune. Za instalacije su potrebni prodori. Pregradni zid se pod dejstvom vodoravnih sila drži kosim dijagonalama.
9 Pregradni zid završava ispod tavanice čija rebra ukrućuju zid. Postavljena tkanina od mineralne vune pojačava zvučnu izolaciju tavanice, tako da dvostruki prolaz kroz plafon daje isti iznos zvučne izolacije kao jednostruki prolaz kroz pregradni zid. Prolaznost za instalacije. Proizvoljno nr~:lIrn,~':d·~n!iQ pregradnih zidova.
7
7 Prodor kroz nosač masivnim pregradnim zidom. Ispod nosača je potreban elastičan medusloj. Zatvaranje zidanog otvora mora dopuštati pomeranje nosača.
8. 1 Plafon prekinut, kako bi se lje širenje zvuka kroz tavanicu.
da-
Masivan pregradni zid
'1 Pregradni zid od opeke sa prednjim slojem od ploča od gips kartona i izolaciona ispuna (tkanine od mineralnih vlakana ili lake ploče od drvene vune) na skeli od letava. Zidna platna sama ne mogu da trpe nikakva pomeranja. Gornje, a eventualno i donje, veze moraju stoga biti izgrađene kao pokretljiveo Pregradni zidovi kod premeštanja se moraju srušiti.
2 Dvoslojni pregradni zid od montažn.h ploča od punog gipsa sa izolacionom ispunom. Zid se vodi gore do grube tavanice. Pojedine ploče su spojene materijalom za punjenje spojnica i obrazuju zatvoreno zidno platno. "Spahtiovanjem" i izvlačenjem spojnica nastaje ravna površina od gipsanog maltera koja se može obložiti tapetama ili bojiti.. Gornje i donje veze se moraju izvesti elastično pomoću uloška od mineralnih vlakana. Pregradni zid se ne može demontirati.
3 Malterisano dvoslojno zidno platno sa lakim pločama od drvene vune vezanih magnezitom. I kod obešen ih plafona se zid vodi do grube tavanice. Između oba sloja izolacija ulošcima od kartona i mineralne vune. Pre malterisanja treba da se spojnice prekriju trakama od žičane mreže. Lake ploče od drvene vune mogu preuzeti pomeranja, ali je sloj maltera ipak lomljiv. Zbog toga se na mestima veza između maltera i zida moraju ostaviti radne spojnice koje se ispunjuju trajno plastičnim kitom. Posle nanošenja malterskih slojeva su pregradni zidovi uslovno demontažni. Ovaj zid je lak, ali skup za rad i pogodan samo za male građevine, npr.. kod saniranja starih građevina. 318
3
Skeletni pregradnU zid
'1 Drveni skelet sa tkaninama od izolacionog
materijala i dvoslojnom oblogom od ploča od gips kartona učvršćenih ekserima. Mogućna je veza za obešenu tavanicu. Kao izolacioni materijal primenjuje se tkanina od kamene vune 20-30 mm, jednostrano opšivena. Obloga od ploča od gips kartona de btjine 12,5 mm. Preuzimanje pomeranja pomoću zaptivnih profila. Zidovi su samo demontažni, ali se ne mogu i premeštati.
2 Skelet od profila od čeličnog lima sa dvostojnom oblogom od ploča od gips kartona. Stubići od profila od čeličnog lima nameštaju se na tavanicu i pod u vođice oblika "Mn od čeličnog lima, obloženi pločama od gips kartona. Profili stope leže na jastuku od penušave gume. Stubići i šine dejstvom opružnog uređaja prihvataju pomeranja. Pregradni zid je demontažan, a ako su spojnice otvorene ili pokrivene letvama, postaje i sposoban za premešt2.nje.
od čeličnog lima sa izoSkelet od lacijom i dvoslojnom oblogom od od gips kartona. Dvodelni stubovi od i"olji"I'1,r.N lima. Profili za vezu tavanicom i ..."'." ....',/1;"" ... ; od U od čeličnog lima. R~!~tni~niiA između 500 mm ili 625 filc od mineralnih d.:~
Pregradni zid ko)1 se može premeitati
1 Dvoslojni drveni elementi od ploča od iverice. Pregradni zid se može montirati na gotovom podu. Mogućno je vezivanje za obešenu tavanicu. Zidni elementi od elemenata drvenog okvira sa nalepljenim drvenim šper-pločama ili pločama od tvrdih vlakana, a iznutra sa zalepijenim platnima od staklene vune 'debljine 30 mm, kao prigušenje šupIjeg prostora. Sredstvo za brzo povezivanje: držači odstojanja od cevastih profila. Gumeni zaptivni profili i klizne konstrukcije veznih profilaprihvat€lju pomeranja. Gusto postavljene pokrivne letvice zatvaraju spojnice. Kod primene ploča sa premazanom ili obloženom površinom pregradni zidovi se mogu premeštati.
2 Dvoslojni elementi međusobno povezani prečkama od sendvič ploča od čeličnog lima bez stubova. Pregradni ,zid se može montirati na gotovom podu. Mogućne su veze tavanice sa obešen im plafonom. Zidni elementi od prefabrikovanih sendvič ploča od čeličnog lima su ipunjeni rastresitom mineralnom vunom koja je letvama za ukruće nje zaštićena od tonjenja. Vezno sredstvo: čep za blokiranje. Spojnice elemenata se zatvaraju gusto postavljenim zalepijenim letvicama. Veza sa tavanicom omogućuje pomeranje do 6 cm. Zid se može u potpunosti premeštati. 2
3 Dvoslojni elementi od čeličnog lima bez stubova uklješteni između podnih i tavanič nih profila. Pregradni zid se može postaviti na gotov pod. Mogućni su priključci tavanice za obešen i plafon. Način građenja po elementima: elementi od čeličnog lima visine sprata postavljeni vertikalno sastoje se od okvira elemenata, sa obostranom oblogom od čeličnog lima (prigušena buka). Izolacioni materijali: mineralna vuna između slojeva. Međusobno držanje elemenata pomoću jezičaka od čeličnog lima; Profili od stišljive mahovinaste gume i klizne konstrukcije omogućuju, pomeranja. Pregradni zidovi se mogu u celosti premeštati.
320
3
Funkcije spoljašnjeg zida
Aspekti
građevinske
321
fizike
Zaštita spoljašnjih zidova od zvuka iz vazduha 322 Toplotna izolacija Proračun toplotne izolacije Akumulisanje toplote Zimska toplotna zaštita, ušteda energije za grejanje Letnja toplotna zaštita Površine prozora Sposobnost regulisanja toplote Zaštita od sunca Uređaji za zaštitu od sunca Zaštita od vlage Difuzija vodene pare Difuzno-tehničko ponašanje višeslojnih spoljašnjih zidova
323 324 324 325 326 327 328 329 330
Najvažniji uticaji
'1 Saglasno sa
četiri
bitna uticajna klimatska faktora na spoljašnjoj i unutrašnjoj strani (zvuk spolja izuzima se iz razmatranja) može se funkcionalna izgradnja spoljašnjeg zida podeliti u dva puta četiri funkcionalna sloja, pri čemu se mogu birati materijali sa specijalnim svojstvima za ispunjenje pojedinih zahteva, tako da nastaje višeslojna konstrukcija (sendvič-konstrukcija). 1.1 Refleksija kratkotrajnog sunčanog zračenja protiv visokih površinskih temperatura, termičkih napona i neželjenog dostrujavanja toplote u odgovarajuće opterećenim klimatskim oblastima. Eventualno i refleksioni sloj se provetrava sa zadnje strane, za konvektivno odvođenje apsorbovane energije zračenja. 1.2 Zaštita zaptivanjem od oborina u svakom obliku, za sprečavanje neželjenog vlaženja zidova. Eventualno i kišna zaštita provetravanjem sa zadnje strane kod otvorenih spojnica ili kapilarno aktivnog materijala sa namenom isušivanja vlage koja je prodrla. 1.3 Zaštita od vetra, protiv prolaza vazduha od spoljašnjosti prema· unutrašnjosti, zbog sprečavanja toplotnih gubitaka zimi, ili protiv konvekcije ufasadnim izolacionim materijalima kod vazduhopropusnih, odnosno, sa zadnje strane ventilisanih slojeva za zaštitu od kiše. 1.4 Toplotna izolacija protiv prolaska toplote od spoljašnjosti prema unutrašnjosti i obrnuto.
I
Osobenosti fasade u čeličnim kon332 strukcijama Fasade zavese 333 Postojeći oblici Učvršćenje fasade za noseć u kon334 strukciju 335 Paneli 335 Profili 336 Parapeti 337 Fasada sa stubićima 338 Fasada od traka, letvica i panela 339 Fasade od elemenata Obloge fasada Obložena čelična konstrukcija Obloženi masivni parapeti Izrada i vezivanje nosećih parapeta Elementi obloge visine sprata Prohodni balkoni, galerije Uređaji za spoljašnji saobraćaj
spolja
Spoljašnji zid je element za razdvajanje spoljašnje i unutrašnje klime. U klimatskom smislu on ima opštu funkciju da klimu prostorije štiti od neželjenih uticaja vremenskih nepogoda i da prijatnu klimu prostorija, koja je stvorena prirodnim putem, dalje održava. Nadalje, on mora da bude dovoljno otporan prema mehaničkoj, fizičkoj ili hemijskoj agresiji spolja ili iznutra.
li!I
Konstrukcija spoljašnjeg zida
\~
unutra
;;. 1. refeleksioni sloj·1 ~
(~)~
~ temperaturno kolebanje 5. akumulacija temperature
~
>
t-
~
vazdušni pritisak
'\t~~~~~~}~\~~~~~~?' ;: oborine ;-; 2. zaštita protiv kiše\
·6. zaptivka protiv vazdušnog pritiska I~
(~
-t=:J
pritisak vetra 3. zaptivka protiv
~
344
unutrašnji zid
zračenje
~
339 340 341 342 343
-
vetr_a--'-'fR..../.'<-~ __'"
tem peratu ral ollaci.i~~~~I~ 4. toplotna iz
vodena para 7. parna brana
tn
zračenje, zvuk, para površinska apsorpcija
Fridrih Haferland
Primeri konstrukcija Fasade sa stubićima Trakaste fasade Fasade sa "šprosnama" Fasade visine sprata Obloge parapeta Obloge noseće konstrukcije
345 346 347 348 349
350
Izgradnja fasade Primenom specijalnih materijala sa određe nim svojstvima za ispunjenje pomenutih zahteva može se smanjiti potrošnja materijala a time i težina elemenata spoljašnjeg zida, i poboljšati kvalitet ispunjenja funkcija. PO pravilu se specijalni materijali primenjuju samo za neke od osam funkcija, tako da dolazi do preklapanja funkcija. U· ekstremnom slučaju kod jednoslojne konstrukcije spoljašnjeg zida jedan građevinski materijal mora što je moguće bolje ispunjavati sve funkcije, što je ipak veoma retko moguće. V~o ma često se primenjuju troslojni elementI.
panel od metalnog lima
Faktor klimatskih uticaja i funkcionalni slojevi
1. refeleksija (beli lak) --·-------~k~~~
1.5 Toplotno akumLilacioni sloj za prigušenje nastalih temperaturnih kolebanja unutra (sunčano zračenje kroz prozore i dr.), preuzimanjem toplote kod povišavanja sobne temperature i odvajanjem toplote kod opadanja sobne temperature. 1.6 Zaštita protiv pare, protiv difuzije i kondenzacije vodene pare u blizini unutrašnje strane zida u zimskom polugodištu, naroči to kod spoljašnjih slojeva koji sprečavaju ili koče vodenu paru, a ne provetravaju se sa zadnje strane. 1.7 Brane za paru protiv difuzije i kondenzacije vodene pare u blizini unutrašnje strane zida tokom zimskog polugođa, naročito kod spoljnih ljusaka koje služe kao brana ili koč nica za vodenu paru, a koje se ne provetravaju sa zadnje strane. 1.8 Apsorpcioni i refleksioni sloj sa višenamenskim zadacima protiv kratkotalasnog svetlosnog ili dugotalasnog toplotnog zračenja, zvuka iz vazduha u sobi i, eventualno, površinske kondenzacije u vlažnim prostorijama.
3. zaptivka protiv vetra(metalni lim)
2. zaptivka protiv kiše(metalni lim)
~=
111'-----..= 1
4. toplotna izolacija:"'-----· ~ (PU-pena)
5. akumulacija toplote (zanemarljivo) 6. zaptivka protiv vazdUha (metalni lim) 7. brzina protiv pare (metaJni lim) 8. površ. apsorpcija (specijalan premaz)
2 Kod panela od metalnog lima fasada zavesa, tipičnih za čelične višespratne zgrade ispunjava spoljašnji lim, npr., funkcije 1, 2 i 3, a unutrašnji lim funkcije 6, 7 i 8. Izolaciono jezgro preuzima funkciju 4, a funkcija 5 se zanemaruje. Ovo poslednje je bez daljega moguće, ako, npr., postoji odgovarajuća temperaturna regulacija (klimatizacija) prostorija. FunkCijama 2 i 3, kao 'i 6 i 7 treba kod paneinih objekata sa spOjnicama posvetiti posebnu pažnju. Kod paneinih konstrukcija se potrebna kruto$t postiže pomoću dva limena pokrivača, kod skeletnih konstrukcija štapovima ukrućenja ili rešetaka u ravni toplotno izolacionog sloja, a kod ma$.ivnih konstrukcija većinom slojem za toplotnu akumulaciju. 321
iiii
I Što statika kao naučna podloga znači za ocenu stabilnosti noseće konstrukcije neke zgrade, to građevinska fizika znači za ponašanje završnih konstrukcija kao što su spoljašnji zidovi, krovovi, unutrašnji zidovi i tavanice, kao j prozori i vrata kao pregradni elementi između dve različite prostorije. U oba slučaja se radi o ponašanju konstrukcija prema fizičkim uticajima, u prvom slučaju prema delovanju opterećenja i sila, pri čemu mora zgrada u svakom slučaju da bude stabilna, u drugom slučaju prema prenosniCima energije ili materijala kroz elemente koji razdvajaju prostorije. Kako od fizičkih pojava transporta zavisi samo trajanje života konstrukcije i fiziološki kvalitet prostorija koje ona zatvara, ovim pojavama do pre kratkog vremena je davan samo sekundarni značaj. Usled rastućih zahteva kako u odnosu na tehnički kvalitet konstrukcija tako i na
Za:šli1:a od zvuka iz vazduha sp,oIjEelŠr'jih zidova Kod spoljašnjih zidova prozori ili zastakijenje predstavljaju slaba mesta u fasadi u odnosu na prigušenje zvuka iz vazduha prema spoljašnjoj buci od saobraćaja ili pogona. Kako se na to treba da orijentišu propisi o minimalnim zahtevima, u Nemačkoj su ušli u norme sa zakašnjenjem. U međuvremenu je 1979 predložen projekt normi kao dopuna za DIN 4109 "Zaštita od zvuka u visokogradnji", i on sadrži vrednosti koje za sada važe još kao preporuke.
vrste prostorija sobe sa merodavna mera krevetima za spo- u bolnicama i sanatoriju Ijašnju buku u mima dB(A)
sobe za dnevni boravak u stanovima, sobe za spavanje u hotelima,
kancelarijske prostorije
fiziološki kvalitet klime prostorija, pre svega sa aspekta rastućih troškova za energiju zagrevanja, ova oblast je tek poslednjih godina dobila veliki značaj. Ovde se u suštini razlikuju sledeće oblasti:
Dok se kod unutrašnjih zidova itavanica težište nalazi u oblasti zaštite od zvuka, kod spoljašnjih zidova i krovova težište je zaštita od toplote i vlage. Kod prozora dolazi još i osvetljenje prostorija i zaštita od sunca.
toplotna zaštita - toplotna izolacija akumulacija toplote - termički napon i esnabdevanje - osvetljavanje prostorie svetlom ja - zaštita od sunca - rasveta u prostorijama e zaštita od vlage- difuzija vodene pare - kondenzacija vodene pare - kapilarni transport vode zaštita od zvu- - izolacija od zvuka iz ka vazduha - izolacija od zvuka od ljudi e zaštita od vetra - vazdušno zaptivanje e protivpožarna - ponašanje pri požaru. zaštita
Kod toplotne zaštite važna su dva faktora: e toplotna izolacija e akumulacija toplote Toplotna izolacija ima funkciju da zimi smanji toplotnu struju od unutrašnjosti prema spoljašnjosti, i da smanji toplotne gubitke i gubitke u energiji za zagrevanje. Ona isiov,. remeno treba da snizi temperaturnu razliku između vazduha u prostoriji i površine unutrašnjih zidova, da smanji strujanje hladnoće zimi i strujanje toplote leti. Osim toga, iz higijenskih i materijalno-tehničkih razloga treba da se time zimi spreči površinska kondenzacija zbog prekoračenja tačke rošenja. Akumulacija toplote dolazi u obzir samo kod temperaturnih kolebanja, dakle, kod nestacionarnog provođenja toplote, kao prigušujući faktor u odnosu na temperaturne promene.
spoljašnje zidove daje se u zavisnosti od posto.jećeg ili očekivanog iznosa spoljašnje buke (dB) i od načina korišćenja zgrade, i data je kao "ocenjeni iznos zvučne izolacije Rw" (u dB), tj. prema rezultatima merenja dobijenih laboratorijskim ispitivanjem. bočnog prenošenja zvuka sme ovaj iznos da bude u praksi niži najviše za 5 dB.
opružno dejStvo, pa se pojave rezonancije u oblasti čujnih frekvencija smanjuju. To važi i za zastakljenje. 2 Mera prigušivanja zvuka iz vazduha (Rw kod jednostrukog zastakljenja (Iinija A) i dvostrukog zastakljenja (familija krivih B) u zavisnosti od debljine stakla (d G) i debljine vazdušnog sloja (dd kod dvostrukih ploča. Kod dvostrukih ploča važi debljina obe ploče zajedno. Izolirajuća stakla sa uobičaje nim vazdušnim slojem debljine 12 mm imaju bolje prigušenje zvuka iz vazduha nego jednostruko zastakljenje jednake težine po jedinici povrŠine tek tada, kada debljina stakala iznosi više od 15 mm. Kod debljina vazdušnog sloja većih od 24 mm dvostruka zastakljenja su praktički uvek bolja nego jednostruka. To upućuje na veća rastojanja između ploča, kakva su kod spregnutih - ili sandučastih prozora. Prigušenje vazdušnog zvuka kod dvostrukih ploča može se popraviti sledećim merama: e Izbor različito debelih, tj. i različito fleksiono krutih ploča zbog sniženja iznosa prigušenja pomoću tzv. efekta usklađivanja traga (nem. izraz "Spuranpassungseffekt, prim. prev.). e Ivični poklopci koji apsorbuju ZVUk, u vazdušnom stubu na spojevima ili priključci ma stakla. e Ispunjenje lakim ili teškim gasom u šupljem prostoru od zatvorenih izolirajućih sta. kala. Nezaptivne spojnice kod priključaka vrata ili prozora mogu uništiti iznos prigušenja dobrog zastakljenja. Zaptivanje spojnica prema prolazu zvuka iz vazduha je stoga isto tako važno i mora biti prisutno kod poboljšanog zastakljenja. (Pojmovi o zaštiti od zvuka na str. 260).
Vrednosti zvučne izolacije kod zastakljenja Za prigušenje zvuka iz vazduha u opštem slučaju je od značaja težina konstrukcije po jedinici površine pri čemu teže konstrukcije imaju veću vrednost prigušenja nego lake. Kod dvoslojnih konstrukCija, tj. kod pločas tih međusobno odeljenih konstrukCija može se, polazeći od toga, poboljšati prigušivanje zvuka iz vazduha, ako se za vazduh, koji je izmedu, odgovarajućom debljinom podigne Rw (dB)
60~~~__ .~~____~__~____,_d~I_(m_m_)~ 80 BOO"
učionice
ocenjena mera zvučne izolacije RW za prozore'i za spoljašnje zidove u dB
ji spoljni prozor s~o rJnl'prozor i'. prozo s~o rJ"', Zid zid Zid ~50
51-55 56-60 61-65 66-70 ;:;:;70
30 35 40 45 50 55
25 30 35 40 45 50
30 30 35 40 45 50
25 25 30 35 40 45
30 30 30 30 35 40
25 25 25 30 35 40
1 Preporučljiva minimalna vrednost prigušenja zvuka iz vazduha za prozore i zatvorene 322
30~+-~+---+~--+---+-----r-----~
20
L-......l......-._ _..L.---L.....L..-_-'--_..L.-_ _ _ _- ' - -_ _--'
5
6
8
10
15
20
30 dGl (mm)
2
Proračun
toplotne Izolacije
Proračun toplotne izolacije sprovodi se kod višeslojnih konstrukcija prema tzv. otporu toplotne propusnosti (1 lA) :
.! =
di
A
Ai
+ d 2 ••• + dn An
~
=
gde je: d
(=
~~)
Određivanje temperaturnog toka Temperaturni tok u spoljašnjim zidovima kod stacionarnog provođenja toplote najčešće se može dovoljno tačno odrediti grafički.
Ponašanje višeslojnih zidova Kod višeslojnih spoljašnjih zidova sa slojevima koji toplotno regulišu i toplotno izoluju, može položaj sloja sa toplotnom izolacijom unutar građe zida imati odlučujući uticaj na toplotno-tehničko ponašanje čitave konstrukcije. Evo četiri primera:
(u m2 K/W)
1A
debljina sloja materijala (u mm)
A = koeficijent toplotne provodlji-
vosti (u m). Iznosom prigušenja tzv. otpora toplotne prelaznosti spolja i unutra (1/ai + 1/aa) izračunava se otpor toplotne prolaznosti (lik) : 1
t
1
1
k
ai
A
aa
-L ~l~+~j~!l~ Al "2 A3lAI ~
aa
Kod zidnih konstrukcija sa toplotnim mostovima, koji se javljaju kod svih okvirnih ili rešetkastih konstrukcija za ukrućenje u zidnom jezgru, a takođe i kod većine panela od metalnog lima putem rebra ili savijenih ivica lima, mora se odrediti srednja k - vrednost saglasno sa udelima površina
=
+ +
-:........:.---=-..::.
Fi
[JJ unutra l1J SPOIJ'
3 50
F2
gde je F = udaO površina različitih ugrađe 2 nih površina (u m ). Kod dimenzionisanja debljina izolacionih slojeva mora se uzeti u obzir sledeće:
to
Površinske temperature iznutra Saglasno određivanju toka temperatura dobijaju se temperaturne razlike u pojedinim slojevima materijala i na prelazima spolja i iznutra prema ukupnoj temperaturnoj razlici (1\t = tj - to) kao odgovarajući otpori toplotne provodljivosti (otpor toplotne prolaznosti lik). Odavde sledi sledeći prikaz
:~l
-lot
\ \..
'6t'
2
2 Nanošenjem svih pojedinačnih vrednosti otpora toplotne prolaznosti (1 lk) od otpora prelaza na spoljašnjoj strani (1/aa) preko otpora pojedinačnih slojeva materijala (diA)' pa do otpora prelaza na unutrašnjoj strani (1Iai) uproizvoljnoj razmeri na osu apscise dijagrama, dobija se toplotno-tehnički "fiktivno homogena" konstrukcija, gde temperatura uvek ima od unutrašnje temperature (tl) do spoljašnje temperature (ta) linearan tok. Želimo li da tok temperature imamo u realnoj razmeri konstrukcije, treba da se temperature na granicama slojeva iz fiktivne predstave samo projektuju na realnu predstavu. Na obe povrŠine konstrukcije kriva temperatura graničnog vazduha usled porasta konvekcije kod porasta rastojanja između zidova prolazi zakrivljeno.
"'r~=9~i
J-izračenjel \ anvelopa 1\ leto 'y I t:
3~
-+-+-
km
debljina,slojeva (m) otpori toplotne' provodljivosti m 2 K/W
2
gde je: za spoljašnje zidove: 1Iai = 0,13 m~K/W 1/aa = 0,04 m K/W. Recipročna vrednost otpora toplotne prolaznosti daje tada koeficijent toplotne prolaznosti (k) kao totalni transport toplote po jednom zidnom elementu po jedinici površine, vremena i stepena:
A
6 ~c
'd IrlLd3 t -+ l -1'-'2' -+
cf.. a
-=-+-+-
aj
površine i graničnog spoljašnjeg - ili unutrašnjeg vazduha. Konstrukcije spoljašnjeg zida koje su toplotno manje izolovane imaju stoga zimi na unutrašnjoj strani niže površinske temperature.
I
I at
~o z'ma~-_d
4 Tip 1 predstavlja jednoslojni zid od poroznog materijala (npr., lakog betona) sa preklopijenim funkcijama prigušenja i regulacije. Tipovi 2 do 4 imaju odVOjene funkcionalne slojeve, pri čemu se izolacioni sloj nalazi spolja (tip 2), u zidnom jezgru (tip 3) ili iznutra (tip 4). Svi tipovi treba da imaju jednake otpore toplotne propustljivosti. Uprkos tome oni pokazuju veoma različito toplotno-tehničko ponašanje. Granice smrzavanja Što se više izolacioni sloj pomeri od spoljašnje prema unutrašnjoj strani to se dublje pomera granica smrzavanja (OoC) unutra u konstrukcijU, što za građevinske materijale osetljive prema smrzavanju mora da buda nedostatak (donji dijagram temperatura za zimske odnose). Termički
napon i
Čim se izolacioni sloj od spoljne strane (tip
staklo
zid od opeke
izolovana, betonska ploča
3
k = 0.1711/A
5,88
2) pomera u zid, nastupaju između oba sloja (pločar toplotno izolacionog jezgra veće temperaturne razlike (tip 3), koje kod krute međusobne veze slojeva dovode do termič kih napona. Kod tipa 4 postoji to takođe, ako je spoljašnji sloj kruto vezan sa unutrašnjom nosećom konstrukcijom zgrade (tač kasta linija za slučaj nestacionarnog provođenja toplote pod ozračivanjem kao "anvelopa" dnevnih maksimuma temperatura).
!
2,38 1.49
0.25
0.50
0.75
'1 Sa porastom debljine izolacionog sloja raste otpor toplotne propusnosti (1IA) i otpor toplotne prolaznosti (1/k) linearno, ali ne i recipročna vrednost koja je relevantna za toplotni gubitak, vrednost k kao koeficijent toplotiie prolaznosti.
3 Kod manjeg iznosa toplotne izolacije (otpor toplotne propusnosti IlA) same konstrukcije imaju otpori toplotne prele.znosti (1/ul i Ilaa uzeti kao konstante) relativno veći udeo u ukupnom otporu" usled čega se povećavaju temperaturne razlike između zidne
Površinska temperatura spolja Površinske temperature spolja pod uticajem ozračivanja su najveće tamo gde izolacioni slojevi sprečavaju prenošenje ili akumulaciju toplote apsorbovanog zračenja u konstrukciji koja je iza povrŠine. To je naročito slučaj kod izolacionih slojeva koji se nalaze neposredno na spoljašnjoj strani (tip 2). Oblogom koja se sa zadnje strane provetrava može se ova pojava bitno smanjiti. (Isti koeficijent apsorpcije kod četiri uporedna zida).
323
Akumulacija toplote Sposobnost akumulisanja toplote (a) slojeva materijala računa se prema sledećem : = d . q . c (u J/m 2 K) gde je:
a
d = debljina sloja materijala (u m) 3 p = gustimi materijala (spec. tež. u kg/m ) c = specifična toplota (u J/kg . K) Za zimske temperature kad postoji pad temperature smerom od unutrašnjosti prema spoljašnjosti, unutrašnja akumulacija toplote može imati uticaja na klimu prostorije. Posmatraće se stoga još jednom četiri ranije obrađena uporedna zida.
količinu akumulisane toplotne energije, za usporavanje pada sobne temeprature preko noći. Ali, ako se ipak iz razloga uštede energije želi brže noćno padanje sobne temperature, tip 4 je najpogodniji. On se ujutro brže i zagreva. Pri tome treba da se pazi i na neke druge aspekte građevinske fizike, kao prekoračenje tačke rošenja, termičke napone, itd.
Recipročna
--.:d2::.....·--!...p_·_c
A
vrednost otpora:
= (~) .
A
(d . P . c)
Kod višeslojnih zidova igra ulogu osim toga još i položaj izolacionog zida.
Prigušenje amplituda Prigušenje amplituda (a) daje odnos kolebanja spoljašnje površinske temperature prema unutrašnjoj u toku dana. €> = ~t/ ~ti'
gde deluju samo spoljašnji, a ne i unutrašnji termički ,uticaji. Veličina prigušenja spoljaš-
20 15 10 5
O~
t o t~o-J~~
-5L zimat:;;"'Q
+--Q
njih dnevnih temperaturnih kolebanja zavisi od tzv. broja temperaturnog vođenja (a) posmatranog materijala (a = A/p . e). Uvođe njem debljine materijala (d) igraju ovde jednako važnu ulogu sposobnost toplotne izolacije (d/A) kao i sposobnost akumulacije toplote (d . P . e):
1 Unutrašnja akumulacija toplote (aj) je zimi u toliko manja u koliko se izolacioni sloj od spoljašnje strane više pomera prema unutrašnjoj. U slučaju da se preko noći prekida grejanje, tip ~ ima najveću, a tip 4 najmanju
A
Zimska tOI)lo'tna zalštii:a energije grejanja Na temelju rastućih energetskih nestašica je DIN 4108 "Toplotna zaštita u visokogradnji" poslednjih godina ponovno dopunjen pojačanim zahtevima za toplotnu zaštitu zgrada. To se odnosi pre svega na zimsku zaštitu radi smanjenja gubitaka u energiji za grejanje. Oni su za severno-evropsku klimatsku oblast oce njeni sa 40-45% ukupnog nacionalnog utroška energije. Glavne veliči ne za toplotne gubitke kod zgrada su: toplotni gubici prenosa kroz zgradu obimne konstrukCije. . toplotni gubici zbog provetravanja kroz prozore, građevinske spojnice i kuhinjske kanale za odvod vazduha, WC itd. Maksimalne vrednosti prolaza toplote 3 Kako spoljašnji zidovi blizu krovova imaju najveći površinski udeo u obimnim konstrukcijama zgrade koje daju toplotne gubitke, koeficijent toplotne prolaznosti (k) je za spoljašnje zidove ograničen na (kmax), u zavisnosti od izolacione oblasti i od površinske težine kako sledi: Težina Oblast II
(kg/ms);;;. 2 (W/m K) 1,56 2
Oblast III (W/m K) 1,37 1,22 1,06 0,78
Vrednost k za zastakljenje, npr. jednostruko staklo 1 x 5 mm dvostruko staklo 2x5 mm, 1 x 12 mm razmak trostruko staklo 3x5 mm, 2x 12 mm razmak dvostruko staklo 2 x 5 mm, 1 x 12 mm razmak sa refleksionim slojem (plemenit metal) i ispuna od lakog gasa
324
=
3,20
k
=
2,00
k k
= 2,00 = 1,50
Kako se obimne površine zgrada, koje stvaraju toplotne gubitke, mogu po veličini i diferenciranosti građevinskih delova veoma mnogo razlikovati, u nemačkim odredbama o ,topiotnoj zaštiti (1977) je obimna površina (F) dovedena u vezu sa građevinskom. zakm'
vrednost (W/m 2 K) dopunski list uz DIN 4108
1.40
.'-~
1.30 1.20 1.10
\
I
l\.
"I,
l. OO
0.90
" ~m ..... ,i
0.80 f-- f--f--
~. r--.I--.
0.70
l=-lirt=t=
0.60
Odavde sledi u opštem slučaju: spoljašnji zid + pr?zor: km.max = 1,85 Wim K samo zastakljenje :2 km.max = 3,50 Wim K
k
0.50
4 odnos F /V
(ml)
~=~g~8g~~~~~~~~~R~~~~~~~
~~~~~ooooociooooooooooo
F/V
O~O~O~O~O~O~O~O~O~O~O
NNMM • •
~~~~~~roro~~OO--N
oooooooociooooodo~~~~~
N
2 Prigušenje amplituda je utoliko manje ukoliko se izolacioni sloj od spoljašnje strane (tip 2) prema unutrašnjoj strani (tip 4) dalje pomera, tj. unutrašnja kolebanja površinskih temperatura su u poslednjem slučaju najveća. Veličina prigušenja amplituda može za slučaj neklimatiziranih prostorija pri letnjim uslovima dobiti izvestan značaj. Iz ovih uporednih razmatranja izlazi da konstrukcije sa spoljašnjom toplotnom izolacijom imaju prednost.
preminom (V), pa je u zavisnosti od odnosa FIV za čitavu veličinu zgrade uveden dopušten srednji koeficijent toplotne prolaznosti (kn,max)' 4 Manje i difencirano projektovane zgrade sa nepOVOljnom (većom) vrednosti odnosa (F/V) moraju stoga da su toplotno znatno bolje izolovane nego velike i kompaktno projektovane zgrade. U veličini iznosa toplotne izolacije je kod pojedinih elemenata građevine data planeru veća sloboda u koliko nisu prekoračene prethodno pomenute maksimalne vrednosti koeficijenta toplotne prolaznosti. Za proračun srednje vrednosti k važi sledeći obrazac: km = kw' Fw + Iq: . FF + 0,8· kD . FD + 0,5 ' ~ . FG + kol' FDl Fw + FF + FD + FG + FDl gde je F = obimna povrŠina zgrade (m2 ) Indeksi: W = spoljašnji zidovi koji se graniče sa spoljašnjim vazduhom F = prozor, meren u dimenziji grubih radova D = krovovi koji se graniče sa spoljašnjim vazduhom G = pod i zidovi koji se graniče sa tlom DL = prepuštene tavanice, odozdo se graniče sa spoljašnjim vazduhom. Propusnost za vazduh prozorskih spojnica ne sme prema DIN 4108 "Toplotna zaštita u visokogradnji" u krajevima sa jakim vetrovima i kod svih zgrada sa viš~ od jednog sprata prekoračiti vrednost 0,1 m3 /ha· . m . (N/m2)n.
penom transmisije. Količina svetlosti koja upada u prostoriju iz proizvoda f· g ostaje pri tome ista kao i kod prozora sa normalnim staklom. Prednost većih prozorskih površina sastoji se optičko-tehnički samo u ravnomernijoj raspodeli svetlosti u prostoru.
Površine prozora
Letnja toplotna zaštita ima zadatak da prostorije u neklimatizovanim zgradama štiti od pregrejavanja usled sunčanog zračenja i da smanji utrošak energije za hlađenje. Potreba za to postala je jasna tek poslednjih godina, a uzroci su sledeći: • Smeštaj veoma velikog broja radnih mesta u kancelarijskim prostorijama i razumljiva ljudska želja da se zadrži barem neki vizuelni kontakt sa spoljnim svetom, dovela je do primene velikih staklenih površina sa odgovarajućim toplotnim opterećenjem kod sunčanog zračenja leti. • Uređaji za zaštitu od sunca koji su kod velikih staklenih površina naročito poželjni spolja ispred prozora, izloženi su kod višespratnih zgrada vetru i pljuskovima, pa se stoga većinom i ne primenjuju. • Moderne građevine iz razloga statike, prefabrikacije i uštede materijala postaju sve lakše i poseduju malu sposobnost akumulisanja toplote pri prihvatanju iznenadnih toplotnih opterećenja, što naročito važi za višespratne zgrade. • Povišeno toplotno opterećenje prostorija u takvim zgradama traži leti po pravilu ugrađivanje klimatizacionih uređaja čime se znatno povišava potreba za energijom, jer proizvodnja jedne jedinice energije hlađenja košta višestruko više nego kod energije zagrevanja. Glavni uticajni faktori na termičku sobnu klimu leti su: • veličina i orijentacija prozorskih površina • transmisija zračenja stakala • uređaji za zaštitu od sunca ventilacija spoljašnjim vazduhom sposobnost akumulisanja toplote delova građevine koji služe zatvaranju prostora prigušenje amplituda spoljašnjih zidova, eventualno i krovova. Sva tri prva faktora imaju vezu sa sunčanim zračenjem u prostorijama gde se kratkotaIasno zračenje apsorbuje i pretvara u dugotalasno toplotno zračenje, te tako predstavlja prirodni unutrašnji izvor toplote. Ovom uticaju se kod letnje toplotne zaštite poklanja glavna pažnja.
Stepen propustljivosti ukupne energije U dopunjenom predlogu normi DIN 4108 "Toplotna zaštita u visokogradnji" obuhvaćena su stoga tri prva faktora u obrascu o "stepenu propustljivosti ukupne energije" (Ef) :
. g . z (u % intenziteta zračenja spolja) gde je f = površina prozora (u % površine spoljašnjeg zida) g = stepen propustljivosti energije zastakljenja z = faktor smanjenja za zaštitu od sunca
Kako prozori služe za snabdevanje prostorija dnevnim svetlom, kao polazna. tačka za dimenzionisanje veličine prozora mora da služi željeni ili zahtevan i količnik dnevne svetlosti. Ako su prozori veći nego što je potrebno za osvetlenje, mora se pažljivo ispitati da li se time na zahtevaju posebne mere u odnosu na pregrejavanje prostorija tokom leta. Pri tome igra ulogu i orijentacija prozora. Prozori orijentisani na zapad ili istok su leti bitno jače izloženi zračenju nego oni koji su orijentisani na jug ili sever. Kod većih prozorskih površina može se op.:. terećenje zračenjem adekvatno smanjiti pomoću primene stakla sa redukovanim steI
I I
I
: ,
I
, , I
I
I
/ :/ ,
V- I
()
I I
U :f\:
I
, , ,
,
,~
/
~
\
]
'\
(\
V ', /: g: ~
I
I
'"" / '\
o
19
?2
o o
o(")
\\V
o o
o o
o
§
;2
(l)
.--
o
-
;.:!
C\J
C\J
:
,,
\.
I
o o
značaja
I
\
, o otD
je bez
I
I
I I
po~ru(
I
\/
I
I
.....
,
I
,
, J ', I
\
I
/ ',
I
\
,I
,I , {;I :
,
r~sp~~i~-t;;:;;~eta' sunČan~g s~ek~ra
I
I
I
II
Transmisija zračenja '1 Da bi se dejstvo stakala koja utiču na smanjivanje transmisije moglo oceniti, potrebna je kao poređenje raspodela intenziteta sunčanog spektra.
o
~
;:?
o o
o o
o
\1 v/
~
;e
;Q
I
o o
$2
8
~
o o o C\J
$2
o oC\J
~C\J
o o'
-
i--
-
8tD 8 C\J
~
r-
R
8co
C\J
C\J
E
e
%
100
- r.-i ,
90
~~'----.
'~f--...
~
, ,, I
80 70
60 50 40 30
20 10
OO
(
, ,
/",-.l ~
,I
;i1/ -
,
I
, 'II
),
'\
4%
o o
vidljivo 45%
staklo
i , i
o
?2
o
~
~I--
refleksiono staklo 66/44
~
t---
y
2 Ć
r- ~
-
2
<
--
o
;2
infracrveno 51%
V--
J
N,
o o
~
o o
;:?
~I
/V --
I
~
:......,....-
značaj
a_
t---
-I
V
\
,'" \\\ \
, ,, ,
L...'Y r---
t---
- oblast bez
!
I
t'--",
i
i
'\
: fc-
40/26
-,,-
'.__...' stakala
--~--+~-~l
r-r---1--
i
- - t--- '.
-1---1r-
I I I I I I zračenja kod različitih
\
-+---+---+-~t---+~f--
J~
o otD
-
f-- --
apsorpciono staklo,
~
~
i'
~
obično
-~
\ :r'\
fli
~/l
-
t-
~ \i \ '\
-~~e-. a ~
spektralna emisija
il
: '(; II il
N
!/ \
-~
'----r--,--,
:,
I
,
~ ~
o o
~
:1
§
\
o o
~
8o
C\J
o
;2
o oC\J
o o(v)
C\J
C\J
o o'
C\J
o o
tD C\J
o o
o
?2 C\J
8co C\J
zračenje
Refleksiona stakla 2.1 Ona su snabdevena prigušujućim slojem metalnog pigmenta ili metalnog oksida. Vrsta i gustina prigušujućeg sloja određuju stepen transmisije, apsorpcije i refleksije u razliČitim talasnim dužinama zračenja. Njihova prednost je u tome da većinom u oblasti talasnih dužina nevidljivog infrazračenja poseduju povišen stepen refleksije. Njihov stepen apsorpcije je relativno mali tako da se oni sami jedva i zagrevaju. Kod podataka o vrednostima stepena transmiSije (u %) razlikuje se prepustijivost svetlosti (380-780 mm) i propustljivost ukupnog zračenja (300-2800 mm).
Apsorpciona stakla 2.2 Ona su skroz obojena metalnim oksidima, imaju visok stepen apsorpcije, jako se zagrevaju, a jedan deo ove toplote predaju putem zračenja i konvekcije prostoriji. Da bi se to sprečilo, mogu se apsorpciona stakla staviti kao poseban spoljašnji štit ispred prozora ili staklene fasade i da se pr.ovetravaju sa zadnje strane spoljašnjim vazduhom. Zbog različitih termičkih dilatacija ona se ne mogu primeniti sa drugim staklima kao spregnuta stakla. Apsorpciona stakla imaju, već prema primenjenom metal-oKsidu, jače obojenje nego refleksiona stakla. Oba menjaju prirodan spektar boja.
325
faktor g stakla 0,80-0,90 dvostruko zastakljenje 09 čistog stakla 0,65--0,80 trostruko zastakljenje od Čistog stakla 0,60-0,75 apsorbirajuća stakla za zaštitu od sunca 0,50-0,65 refleksiona stakla (dvorstruko staklo) 0,30-0,60 stakleni građevinski elementi 0,50-0,60 (dvostruko staklo)
Stepen propusnosti energije Stepen propusnosti energije (g) iz transmisije zračenja, uključivo dugotalasnog topIotnog ozračivanja zagrejanih stakala i njihovo konvektivno predavanje toplote prema unutra, može se za proračune približno usvojiti prema sledeće m :
jednostruko' zastakljenje od
°e
čistog
60 f--
50
f-f--
koeficijent prodiranja toplote (b) udeo površine prozora (f) transmisija zračenja (fJ) broj izmena vazduha (permanentno)
5,8 (W/m 2 h" K) f- varijacija..., 0-50-100 (%) 30-55-80 (%) (Vih) 5
100/55 (%)
V
)
40
(površina prozora/transmisija)
~
50/80(%)
50/55 (%) /~ .--
30
/ ~
~ t::::::--
-~
20
...... .......
--'
-
~ ~ ~ ............. ::::::::::- ~ ~ - ~ - - l 00/00 (%) ~ --.r;;
:-:---.:
..
----.. '-~ ~
50/30 (%1
......
.. ..................
\"
----- ===--== --
','"
~
udar faktora veličine povrŠine prozora i stepena transmiSije na dnevni tok temperatura sobnog vazduha stoji na kompleksan način u vezi sa orijentacijom prozora, provetravanjem spoljašnjim vazduhom i sposobnošću akumulisanja toplote elemenata građevine koji služe zatvaranju prostora. Jedan numerički primer za to: 3 Tok temperatura prostora jednog jasnog sunčanog dana u julu, 51° severne širine, veličina prostora 4 x 4 m; visina 2,5 m sa orijentacijom na zapad, bez dodatnih unutrašnjih izvora toplote pod sledećom varijacijom prozorske povrŠine i stepena transmisije zastakljenja (f· g) : slučaj
~~
/
Termički
"j .•
\ temperaturni tok spoljašnjeg vazduha
10
1) 1,0'0,55=0,55=55% (refleksiono stak-
lo) slučaj
2) 0,5' 0,80 = 0,40 = 40% (dvostruko
čisto
staklo) slučaj
lo) slučaj
3) 0,5'0,55=0,27=27% (refleksiono stak, 4) 0,5'0,30=0,15=15% (refleksiono stak-
lo) slučaj
5) 0,0'0,00=0,00% (bez prozora) .
Ostali podaci: broj prodora toplote za površine koje zatvaraju prostor
O OO
04
02
06
08
12
10
14
18
16
20
22
24
sati
3
2
b=YX-:P:C =5,8 (W/m h1/2 K) (drvena obloga) broj izmena vazduha: L= 5(V/h) (permanentno).
SPOS1oblnolst akuMulisanja toplote Delovi građevine koji služe zatvaranju prostora mogu, prema težini i vrsti materijala, kod toplotnih izvora u zgradi od ozračivanja i dr., da akumulišu toplotnu energiju i da je kod opadanja temperature opet predaju u sobni prostor. Teški građevinski materijali mogu to bolje nego laki. Daju se tri primera o sposobnosti akumulisanja toplote (Q=V'P'c): cementni malter: 1·900·0,92= 1748,00 kJ/m 3 K polistirol: 1· 30'1,47 =44,10 kJ/m3 K vazduh: 1 . 1,2' 1,05 = 1,26 kJ/m3K. Zapremina vazduha prostorije od 4·4· . 2,5 = 40 m3 zagreva se, npr. sunčanim zračenjem intenziteta I = 800 W/h kroz prozor sa F = 1 m2 vrednošću
Ef =I·F·g=800·1·0,88G.;;700 W/h 2500 kJ/h za iznos Ef/V· Q = 2500/40·1 ,26 ~ 50 K/h, ako nije dovođena nikakva toplota. Malterisana povrŠina koja zatvara ovaj prostor povrŠine 72 m2 (-1 m2 prozor) i debljine 1 cm zagrejala bi se kod apsorpcije ove energije zračenja samo za sledeći iznos: 2500/71 ·O,01·1748G.;;2 K/h.
50
slučaj
4 koeficijent slučaj 1 _prodora toplote(b): 0.6
2 3 4 5 6 I, 5.8 -11.6 -17.4-23.2-34.g(W/m 2 h1I.!K) f - - - varij acija-------'l udeo površine prozora (f) 50(%) 55(%) transmisija zračenja (g) 5 (Vih) broj izmena vazduha
f.-----
(permanentno)
40
30 i--
20 ~ ....
---
./
Fall~ I!FaIl3::!,..~ /' .......
r--
.... ,.
t--- -..... ..
,,/'
.... '"
~
V
/
/
tučaj 1 ~ slučaj 2~l
/
::::::---......
~
slučaj
slučaj slučaj
3L-... 4 5
hl ~ rt1
i\
! \
i
:\-I----
............. ........~.~~~čaj 6\ .......
I·~...
.....
\...
--
'~
/V-.("
~
slučaj
1) b= 0,6 (npr.,
ploče
od polistirolske pe-
2) b = 5,8 (npr .•
ploče
od drvene
ne)
stepen transmisije: g = 55% broj izmene vazduha: L=5(V/h} (permanentno).
Ne mnogo bolji rezultat od tapecirane ploče od stiropora (slučaj 1) na površine kojima se zatvara prostor imaju, na primer, tanki limeni paneli sa izolacionim materijalom jezgra. Dnevna kolebanja sobne temperature biće značajno smanjena ako se primene teži, većinom mineralni materijali. No oni imaju ipak samo onda puno izolaciona dejstvo, ako su potpuno izloženi temperaturnim kolebanjima sobnog vazduha, a ne da su izolovani nekim izolacionim slojem ili slič no . Sprečeno akumulisanje Efekt prigušenja se, npr., smanjuje u sledećim slučajevima:
temperaturne promene spoljašnjeg vazduha
10
• toplotni izolacioni podni pokrivači na mekonstrukCijama, • obloge od akustik ploča, ili, obešeni, izolacioni plafoni ispod tavanice, đuspratnim
O
oo 326
02
04
06
08
10
građe)
Nestacionaran tok temperature slučaj 3) b = 11,6 (npr., ploče od građevinskog U realnom slučaju zagrevanja vazduha u sogipsa) bi učestvuje ipak opet čitav kompleks neslučaj 4) b = 17,4 (npr., ploče od azbestcementa) stacionarnih termičkih uticaja na prostor. To slučaj 5) b=23,2 (npr., ploče od gasbetona) će pokazati rezultati jednog numeričkog pri- , slučaj 6) b =34,9 (npr., armiranobetonske ploče) . mera. Ostali podaci: udeo površine prozora: f == 50%
"e 60
4 Tok sobnih temperatura jasnog sunčanog dana u julu, 51° severne širine, veličina sobe 4·4 m; visina 2,5 m sa orijentacijom prema zapadu, bez dodatnih toplotni h izvora pri varijaciji sledećih materijala koji služe zatvaranju prostora sa brojem prodora toplote (b=~):
12
14
16
18
20
22
24
sati
• obloge od izolirajućeg drvenog materijala i sl., na unutrašnjim zidovima, • orman i za knjige i ugrađen nameštaj ispred unutrašnjih zidova, • unutrašnji zidovi od lima i penastog materijala. Prema dopunjenom projektu normi za DIN 4108 imaju teške građevinske konstrukcije bonus-faktor, a lake, malus-faktor, kod proračuna (primarno ustaljenog) stepena propustljivosti ukupne energije (Ef).
s
Spoljašnji zidovi sa velikim zastakljenim površinama praktično ništa ne doprinose sposobnosti toplotne akumulacije u sobama. Spoljašnje provetravanje (ventilacija) Kod pregrejanih prostorija može direktno provetravanje spoljašnjim vazduhom igrati važnu ulogu, ako je temperatura sobnog vazduha leti iznad temperature spoljašnjeg vazduha, a nije poželjna klimatizacija zgrade.
Kod teških građevinskih konstrukcija postoji prednost da se prostorije noćnim provetravanjem mogu rashladiti i tako akumulisati energiju hlađenja za naredni dan. Kod lakih konstrukcija to je praktično bez efekta. Prema dopunjenom predlogu normi DIN 4108 zgrade koje se mogu provetravati neposredno sa spoljašnjim vazduhom, pri proračunu stepena propustljivosti ukupne energije (Ef), imaju jedan bonus-faktor, a one koje se ne mogu, jedan malus faktor.
°c 70
60
50
40
30
20
--azimut i visin;;! sunca (geografska širina 51 S)
lO
3
11
Zaštita od sunca Površinska temperatura i ozračivanje 2 Bele i glatke povrŠine imaju najveĆi, crne i rapave površine najmanji stepen reflekSije. Stakla za zaštitu od sunca imaju manu da se njihov smanjen stepen transmisije za vreme tamnih dana ili zime ne može menjati, ako se želi veća energija od zračenja. Fleksibilni uređaji za zaštitu od sunca nemaju ovaj nedostatak. Oni omogućuju zaštitu prema potrebi, kao i primenu ekonomičnog čistog zastakljenja sa prirodnim spektrom boja. Oni mogu istovremeno da toplotnu zaštitu prozora u zimi tokom noći višestruko poboljšaju. Dejstvo njihove zaštite od sunca zasniva se po pravilu na zasenčenje prozorskih povrŠina ili/i na refleksiju kratkotalasnog sunčanog zračenja, koje sa svoje strane, zavisi od boje i strukture površine materijala. Putanje sunca Vrsta uređaja koji treba da se odaberu kao zaštita od sunca zavisi zbog dnevnih i godišnjih putanja sunca od orijentacije prozora. 1 Na južnoj strani varira visina sunca, npr., u junu od 63° do cca 30° popodne. Horizontalno prepušteni elementi dobijaju u podne vertikalnu visinu senke jednaku dvostrukoj dužini prepusta. Ovde mogu da budu efikasni kruti, i u konstrukciji jednostavni elementi za zaštitu od sunca. Na zapadnoj i istočnoj strani ide sunce .uvek do horizonta na O°. Stoga su ovde najefikasniji uređaji koji se tokom dana mogu pomerati.
06 700
07
08
09
10
11
Crne ili tamne povrŠine zagrevaju se većom apsorpcijom energije zračenja (temperature u zapadnom zidu u julu u Južnoj NemačkOj - prema Kincelu). 12
13
14
15
16
17
18
časovi 19
3
814
Intenzitet Opterećenje
zračenja na zidovima od zračenja na vertikalnim
površinama je u zavisnosti sa kretanjem sunca. 3 Sunčano zračenje koje napada vertikalne površine u letu je najveće na zapadnim i istočnim stranama. Ono je zimi najveće na južnoj strani, i to veće nego na istočnOj i zapadnoj strani leti, što je pogodno za uštedu energije. Sa prepuštenim uređajima za zaštitu od sunca može se- postići kontinualan prelaz zasenčenja.
Uređaji za zaštitu od sunca Kod proračuna stepena propustljivosti kod zastakljenja (E,_ ukupne e = f . g . z) m e priblično računati sa sledećim faktorima smanjenja (z): reflektirajuće metalne/ame/e (spolja) praklopni i obrtni uređllJji (spofj!1) nsstrešnIce, balkoni, lodIje msrldza, sa zadnje strane proll8trsllMO (spolja)
z '" z ""
svetIl ZIilStori od metalnih IIJJmeIB (Iznutra) reflektirajuća Z8118fJe (Iznutra) bez uređaja za zaštitu od suncs
z.,. 0.6 - 0,7 z"" 0,7 - 0,8 z"" 1,0
z.,. 0,2 - 0,3 0.3 - 0,4 0.3 - 0,5 z.., 0,4 - 0,5
327
Sistemi zaštita od sunca
2
1 Gardine i roletne koje se nalaze iznutra nisu nikakva efikasna zaštita protiv sunčanog zračenja. Zaštita od sunca ograničava se na refleksiju kratkotalasnog zračenja koje se kroz staklo transmituje napolje. Refleksiono svojstvo imaju metalni ili svetloobojeni i glatki materijali, npr., folije.
2 Markize i markizete su u vetrovitim oblastima i kod visokih zgrada jako ugrožene vatrom. Na tamno obojenim spoljašnjim zidovima visokih građevina može zbog apsorpcije sunčanog zračenja doći do zapare ispod zastora. Materijali koji reflektuju pogodniji su od onih koji apsorbuju.
3 Roletne i roletnaste mreže imaju male izreze ili perforacije koje dopuštaju samo minimalno prozračivanje. Vidik ipak nije 'moguć. No one mogu noću preuzeti funkciju zaštite od upada, a zimi deo toplotne zaštite.
4
6
4 Žaluzine i žaluzete imaju prednost da se mogu nameštati prema stanju sunca. U vetrovitim krajevima i kod visokih zgrada one su ugrožene vetrom. Žaluzete, koje su između dva stakla, imaju smanjen stepen dejstva, jer se apsorbovano zračenje odvodi delimično kao toplota unutra.
5 Preklopni ili klizni kapci imaju većinom fiksirane lamele, tako da se vidik ne može varirati. Oni mogu da se preklope ili pomere na stranu. Obložene parapetne trake pružaju mogućnost da se na zaštićenom mestu sakriju prema gore, pomeranjem u šuplji prostor parapeta.
O!<-----___-W--I1 D IZl cl
(; Krute horizontalne lamele su po pravnu ro:' bustnije i osetljivije prema uticaju vatra. Na južnoj strani one mogu da se učvrste kao horizontalne konzole. Na južnoj i zapadnoj strani moraju ipak da se postave vertikalno. Pri tome zbog regulacije pogleda kroz njih lamele mogu da imaju mogućnost podešavanja.
I
El lill
cl EJ []
cl lill ri8
I
7
1 Vertikalne lamele se većinom mogu podešavati pa su stoga primenijive za sve smerove (strane sveta), ipak, uglavnom za zapadnu i istočnu stranu. Njihova prednost: vertikalni zarezi propuštaju bitno svetlije, zenitsko svetlo u prostorije i izloženi su direktnom sunčanom zračenju.
328
8 Perforirani mrežasti zidovi ili metalni zastori, koji mogu da imaju visinu prozora ili sprata. Oni se uglavnom primenjuju u zemljama bogatim suncem (Južna Amerika i Orijent), i oni tamo često obrazuju završetak zasvođenih hodnika u zelenilu i sl. Mogućan je ograničen pogled napolje, ali ne i pogled unutra.
, 9
9 Prepuštene natstrešnice, natkriti hodnici, balkoni, lođije itd., primenjivano uglavnom na južnoj strani. Na istočnoj i zapadnoj strani je stepen njihovog dejstva umanjen. One istovremeno imaju i druge funkcije kao saobraćajnice ili kao izlazi za slučaj nužde kao skele za čišćenje fasade, zatim kao zaštita od kiše ivetra.
pritisci zasićenja vodenom parom Ps u Pa (=N/m2) °C
Zadatak zaštite od vlage sastoji se u tome da se prostorije i delovi građevina čuvaju od oštećenja usled vlage i da se održava podnošljiva i higijenska klima u prostorijama. Kod zaštite od vlage mogu se u suštini razlikovati dva aspekta: • Za~tita protiv vlage spolja, kao kiša ili snaga, ili od vode iz tla. • Zaštita od vlage iznutra usled stvaranja vodene pare u prostorijama i difuzije vodene pare u delovima građevine koji služe zatvaranju prostora. Prva oblast se u suštini svodi na pitanja konstrukcije u odnosu na izbor materijala (kapilarnost) i u zaptivenosti k~mstr~~~ije spojnica. Druga oblast se odn~sl na f~zlcke pojave transporta vodene pare I usko Je povezana sa toplotnom zaštitom. Prekoračenjem temperature tačke ~ošenja mc;>že ~e vodena para kondenzovatl pa na taj nacln delove građevine i prostorije trajno vlažiti. Kod toga igra ulogu trajanje života materijala (korozije metala, stvaranje gljivica kod drveta, štete od mržnjenja na kamenitim materijalima) kao i ugodnost hidro-klime prostorija. Kod tih procesa najjače su pog?đeni delovi građevine koji dele unutrašnju od spoljašnje klime, kao spoljašnji zidovi i krovovi. UDilliJlLna
I
,2
,3
,4
,5
,6
,7
,8
,9
2340 2354 2369 2384 2399 2413 2428 2443 2457 2473
+19
2197 2212 2227 2241 2254 2268 2283 2297 2310 2324
+18
2065 2079 2091 2105 2119 2132 2145 2158 2172 2185
+17
1937 1950 1963 1976 1988 2001 2014 2027 2039 2052
16
1818 1830 1841 1854 1866 1878 1889 1901 1914 1926
+ 15
1706 1717 1729 1739 1750 1762 1773 1784 1795 1806
+14
1599 1610 1621 1631 1642 1653 1663 1674 1684 1695
13
1498 1508 1518 1528 1538 1540 1559 1569 1578 1588
12
1403 1413 1422 1431 1441 1451 1460 1470 1479 1488
+11
1313 1321 1330 1340 1349 1358 1367 1375 1385 1394
10
lm1m1m1~1~lmlmlmlm1~
+ 9
1148 1156 1163 1171 1179 1187 1195 1203 1211 1218
+ 8
1073 1081 l 088 1096 1103 111 O 1117 1125 1133 1140
+ 7
1002 1008 1016 1023 1030 1038 1045 10521059 1066
+ 6
935
942
949
955
961
968
975
982
988
(Nim?)
PII!!I!,ilil!ill!!lIlillli IS/OJ
poroznog:
vazd~!,_s~~~Lrl1_a~eri!
I , T nivelman vazdušnog pritiskaf--1 I
'
1
I
I
I
I
I
I I padovi parCijalnog, pritiskai
o 1
1 Uporedenje izmedu odnosa vazdušnog pritiska i parcijalnog priti~ka za gasni u~eo vodene pare i gasne smese vazduha, u Zidu i sa obe strane zida koji je propustljiv za vodenu paru.
872
878
884
890
896
902
907
913
919
925
+ 4
813
819
825
831
837
843
849
854
861
866
793
798
803
808
+ 3
759
765
781
787
705
710
770 7].6
776
+ 2
721
727
732
737
743
748
753
+
l
657
662
667
672
677
682
687
691
696
700
+
o o
611
616
621
626
630
635
640
645
648
653
611
605
600
595
592
587
582
577
572
567
3
562
557
552
547
543
539
535
531
527
522
517
514
509
505
501
496
492
489
484
480
476
472
468
464
460
456
452
448
444
440
437
433
430
426
423
419
415
412
408
405 372
401
398
395
391
388
385
382
379
375
6
368
365
362
359
356
353
350
347
343
340
7
337
336
333
330
327
324
321
318
315
312
8
310
306
304
301
298
296
294
291
288
286
9
284
281
279
276
274
272
269
267
264
262
10
260
258
255
253
251
249
246
244
242
239
t
temperatura
s
tačke
rošenja
~~~
r-r-n-
90 e-- ---I-
Kondenzacija vodene pare U zavisnosti od temperature vazduha može vazduh samo određenu količinu vode primiti kao gas, i to, kod nižih temperatura znatno manje nego kod viših. Preostala vodena para koncentri še se u fine kapljice vode koje lebde u vazduhu kao magla ili se mogu spustiti na hladnije površine kao rosa. U tom stanju postiže se stepen zaSićenja vazduha vodenom parom iznad čega se više vodena para ne može primati. Kondenzovana vodena para je tečna i više nema nikakavog udela u pritisku pare. Količina vodene pare koja postoji u tom stanju u vazduhu naziva se "koliČina zasićenja" (Ws ), a odgovarajući pritisak vodene pare "pritisak zasićenja vodenom parom" (Ps) (tj. pritisak koji odgovara stanju kada je vazduh ~asić~~ vc;>denom parom, prim. prev.). Stanje zaslcenJa može se postići bilo dovođenjem vodene r;>are, bilo snižavanjem temperature.
-1---
--,-
-r- l---
}li)
1\
70
\
,
~r.
,\
\1---
AA
vU
f\..
"" 1A
o lO
3
~
'--t70 60 ~)() 10
lO
20 10±0 -10-20-3 O°c
3'
Količina
vodene pare u vazduhu pri zasićenju iznosi, npr" kod 30°C: Ws = 30,4 g/m3. Kod +20°C iznosi samo Ws = 17,3 g/m3, a kod ±O°C još samo 4,9 g/m 3 , sve dok kod - 300 C ne padne gotovo na O g/m3. Slično kako količina pri zasićenju (Ws ) raste· sa porastom temperature, sa porastom temperature raste zbog porasta količine vodene pare i pritisak pare pri zasićenju (ps). Proračun
2
Kako zgrada u opštem slučaju, nije nepropusna za vazduh, ne dolazi između spoljašnjosti i unutrašnjosti (kod stanja bez vetra) do bitnih razlika vazdušnog pritiska, ali ipak do razlika parcijalnog pritiska gasa vodene pare, ako voda is~arava u prostor~j.i. V.o?a isparava zbog ljudi (40-100 g/h), ZivotinJa, biljaka itd. Kod sagorevanja kućnog gasa oslobađa se 1000-1500 g/m3, Naročito mnogo vode isparava kod kuvanja, pranja, tuširanja, kupanja i kod brisanja.
(u %)
Ws Ig/m3)
Rl)
+ 5
100
•
Ova vrednost zavisi od temperature vazduha i ne sme da se zamenjuje sa "apsolutnom vlažnošću vazduha" (u g/m 3 ).
995
vodene
Vodena para je deo gasne smeše "vazduha". Zbog tooa ona učestvuje određenim udeJom u uku....pnom atmosferskom pritisku vazduha. Ovaj vazduh se termički odlikuje udarnim kretanjima molekula i atoma u gasovitom stanju. Isto kao gasna smeša pod atmosferskim pritiskom u celini, tako i svi delovi gasa pokušavaju da međusobno dođu do stanja izjednačenja pritiska. Pri tome zbog razlike vazdušnog pritis~a nast~pa strujanje vazduha, a zbog ,raz~~ke p~rc~J~I nog pritiska međusobna difUZIJa pOjedinih gasova.
tP
,O
+ 20
2 Pritisak zasićenja vodenom parom daje s~ u numeričkoj tablici, jer su ove vrednosti potrebne za proračun. Odnos između postojeće količine vodene pare (Wv) prema količini pri zasićenju (Ws) naizva se "relativna vlažnost vazduha" (
dlfuzione
količine
Za proračun difuzionih procesa u građevin skim materijalima i građevinskim konstrukcijama, slično koeficijentu toplotna provodljivosti (A), uvodi se koeficijent provodljivosti vodene pare (o). Proračunski postupci su stoga veoma slični onima kod prolaza toplote. Kod koeficijenta provodljivosti vodene pare (o) difuzija vodene pare u građevi~ski~ m~ terijalima dovodi se u vezu sa brOjem dlfuzlone otpornosti (fl) vodene pare u vazduhu, gde je fl = 1. Jedan poseban izraz u proračunu veličine o, koji se sastOji od broja (koeficijenta) difuzije vodene pare u vazduhu, gasne konstante vodene pare -i apsolutne temperature, može da se uvede kao konstantan faktor (F, odn., fl, ako se svede na normalni pritisak od 760 mm živinog stuba i srednju temperaturu dela građevine od + 10°C. Tada se za koefiCijente provodljivosti vodene pare dobija izraz:
O = _1_ (u kg/m . h . Pa), odnosno: fl . F
o = _1_
(u
gini . h . Pa)
fl ' f
gde je F = 1500 . 102, odn., f = 1500. Kod višeslojnih konstrukCija se otpor prema propustljivosti vodene pare (1 I Ll) -neke konstrukCije računa prema sl$3dećem:
-1 = -d 1 + -d 2... + -dn Ll
Oi
02
On
(u m . 2h . P aI g ),O . d n ...
! =
di . fli . f + d 2 . fl2 . L. + dn . fln . f Ll 2 (u m h ' Pa/g) 329
Da bi se formirao otpor u odnosu prema prolaznosti vodene pare za ukupni prolaz, moraju se još sabrati oba otpora u odnosu na prelaz vodene pare na površinama (I/~i + I/~a). No oni su sada tako mali da se u opštem slučaju mogu zanemariti. Samo kod proračuna površinskih kondenzata, gde oni predstavljaju jedini otpor, oni su neophodni. Na unutrašnjoj strani može se kod 760 mm živinog stuba i + 20°C računati sa vrednošću 1/~i = 7 (u m2h . Pa/g). Kako se kod proračuna difuzije mora svakako ispitivati u slojevima,da li je kondenzat vodene pare prisutan, preostaje još i formiranje tzv. koeficijenta prolaznosti vodene pare (analogno koeficijentu k za prolaznost toplote).
pare ne može nikad biti viši od pritiska pri ~----+-100
1500
1000 'fla(%)
O
Kod pojave kondenzata u zidnom jezgru on se svakako menja, a time odmah i gustina difuzionog strujanja (g). Gustina difuzionog strujanja (g) ukazuje na to koja se količina vodene pare kod neke prisutne razlike pritiska (dp) po jedinici površine i vremena difunduje kroz neku konstrukciju. On se izvodi neposredno iz koeficijenta propustljivosti vodene pare (d): d
=
1 ; :E(d . Il . f) (u g/m2h)
g
=
dp d(d . Il . f)
Za proveru neke višeslojne konstrukcije da li se kondenzacija voden~ pare očekuje ili ne, moraju u dijagramu sa naznakom slojeva da budu određeni tok pritiska zasićenja vodenom parom i prisutnog pritiska pi!lre. Kako prvi zavisi od toka odnosnog slojevitog građevinskog sklopa mora se prethodno odrediti temperaturni tok odnosnog slojevitog građevinskog sklopa. Kako se u nekoj višeslojnoj konstrukciji određuje temperaturni tok, daje sl. 2, str. 323, poglavlje "Toplotna zaštita". Kod difuziono tehničkih ispitivanja primenjuje se ovde sličan dijagram kao i tamo, no, na ordinatnoj osi se umesto temperature (t) nanose pritisci vodene pare (p), a na apscisnoj osi, umesto otpora prema propustljivosti toplote (d/A) nanose se otpori prema propustljivosti vodene pare (d/o ili d . Il . t), tzv. "Glazer"-dijagram.
._PSi·
(u Pa=N/m2)
100 Psa 80 Pa60 40 20 O
PI-PS1.2
x ~·d·J!·f
4
Pritisci pare pri zasićenju (Ps) iznutra ili spolja i na pojedinim granicama između slojeva treba da se, saglasno postojećim temperaturama, uzmu iz tablice na str. 329. Iz toka pritiska pare pri zasićenju i toka postojećeg pritiska pare (Pi do pa) dobija se indikacija da li će kod usvojenih klimatskih odnosa kondenzacija nastupiti ili ne. Račun količine kondenzata Ako dijagram postojećeg pritiska pare (Pi do pa) ne dodiruje dijagram pritiska pare pri zasićenju (Psi do psa), onda kondenzacija ne nastupa. Ako se oba dijagrama seku, kondenzacija nastupa. No kako stvaran pritisak
ill spolja
P{N/m 2 )
2500
Ako se u dijagramu isprekidana linija pravolinijski produži od Pa preko Psu napolje (isprekidana tačkasta linija), može se iz presečne tačke sa unutrašnjom površinom izvesti mera za najvišu dopustivu relativnu vlagu vazduha, za sprečavanje kondenzacije (
(~)z ili (d . ~ . f)z jedne
o
parne kočnice na površini zida radi spreča vanja kondenzacije.
[g]
Q]
@]
unutra tfj(%)
Psi
100
2000
Psi
80
1500
__ -J'i
----Pi /
60
/
--Pi
/
1000
.. Kod Glazer-dijagrama nastaje difuziono-tehnički "fiktivno homogena" konstrukcija kod koje prisutan tok pritiska vodene pare teče linearno od stvarnog pritiska pare iznutra (Pi) do stvarnog pritiska pare spolja (Pa) (formiranje kondenzata isključeno). lščezavajuće mali prelazni otpori (I/~i i I/~a) mogu se pritom zanemariti. Postojeći pritisak vodene pare spolja ili iznutra (Pa ili Pi) dobija se množenjem pritiska pare pri zasićenju (Ps), zavisno od postojeće temperature, sa postojećom vlažnošću vazduha (
na mestu presecanja tako što se on usled kondenzacije smanjuje i tangira dijagram pritiska pare pri zasićenju (isprekidana iinija). Opadanje stvarnog dijagrama pritiska pare, koje predstavlja gustinu difuzionog strujanja (g) u konstrukciju od Pi prema Ps1.2. postaje sada veće, agustina dituzionog strujanja iz konstrukcije od Ps1.2 prema Pil postaje manje. Iznos razlike obe gustine difuzionog strujanja (g1-g2) daje količinu kondenzata (gk) koji je zaostao u konstrukciji
2000
500
zasićenju, ne dolazi do pravog presecanja, češće se dijagram stvarnog pritiska menja
/
/
100'%) ~a
500 O
/
/
40
/
Psa
~8
/
/
"P;-
40 20 O
Psa
.-~-
Pa
20
O
~d.~
+-----d.~
Difuzlono tehničko ponaianJe višesloJnih spoljašnjih zidova Raspoređivanje
izolacionih slojeva Toplotno izolacioni slojevi utiču na raspored temperatura, a time i na tok pritiska pare pri zasićenju unutar zida. No kako su oni veći nom veoma pr:opustljivi za vodenu paru, izu-
~d.~
~d.~
5
zev penasto staklo, oni utiču i na to~ stvarnog pritiska pare i time mogu jako uticati na difuziono tehničko ponašanje višeslojnih zidova. Tome se još jednom daju četiri uporedne konstrukcije sa tipovima i do 4 iz poglavlja o toptotnoj zaštiti:
5 Sto se dalje izolacioni sloj pomera od spoljašnje strane (tip 2) prema unutrašnjoj, to je veća i opasnost od kondenzacije vodene pare. Uzrok je u tome što temperatura jako opada ne na spoljašnjoj strani već unutar konstrukcije ili čak na njenoj unutrašnjoj strani, i ovde opadanje temperature deluje na stanje zasićenja .. Jednoslojni zid koji se, kao tip 1, uzima za poređenje, ostaje praktično bez kondenzacije. To što se na unutrašnjoj strani difundu-
Je unutra, može se na spoljašnjoj strani opet izdifundovati napolje. Tek kod veoma visoke vlažnost i vazduha u prostoriji može zbog zakrivljenog dijagrama pritiska.pare pri zasićenju nastupiti opasnost u spoljašnjoj oblasti zida. Kod tipa 2 ne može ni u jednom klimatološkom slučaju doći do kondenzacije u zidnom jezgru. Inače, ovakva gradnja zahteva još jednu oblogu (provetravanu sa zadnje strane) protiv oborina, čime bi se dobila hladna konstrukcija.
PSi
Psa
20
o
P;
P3-
--'--------'-0 d·tJ.
~~d·tJ.1=ro
brana protiv pare (d • jJ, = oo)
Raspoređivanje brana za paru Na sličan način kao propustljivi, toplotno izolacioni slojevi materijala mogu i slojevi materijala koji koče ili sprečavaju paru da saučestvuju u određivanju difuziono-tehnič ko.9 ponašanja zidova. ., Sto su brane za paru sa unutrašnje strane (tip 2) više dalje pomerene prema spoljašnjoj strani, to je veća i opasnost od kondenzacije vodene pare. Uzrok je u tome što se difuzionoj struji od unutrašnjosti prema spoljašnosti suprotstavlja brana prema difuziji ne na unutrašnjoj strani, već unutar zida ili čak pri njegovoj spoljašnjoj strani u oblasti zida koja je zimi hladnija, i tamo zbog rošenja vodene pare kod snižene temperature opet postiže stanje zaSićenja. Kod tipa 2 sa difuzionom branom na unutrašnjoj strani ne može ni u jednom klimatološko m slučaju doći do kondenzacije u jezgru zida, jer je svaka difuziona struja iz prostora u zid sprečena. To uvek ne mora biti puna brana za paru, zadovoljavajuće dejstvo mogu imati i slojevi materijala koji koče difuziju. U svakom slučaju moraju se slojevi materijala koji koče ili sprečavaju paru na spoljašnjoj strani difuzno-tehnički kompenzirati pomoću najmanje jednako vredne kočnice ili brane za paru na ili u blizini unutrašnje strane zida. Kod višeslojnih lakih konstrukcija, kao paneli sa spoljašnjim oblogama od metala, stakla, plastične mase i dr., ovaj slučaj nastupa veoma retko.
6
Površinska kondenzacija Površinski kondenzat nastupa, ako se površinska temperatura nalazi ispod temperature tačke rošenja, tj. ispod temperature zaSićenja (ts) okolnog vazduha. Ona se može prOČitati iz tablica pritiska pare, pošto se izračuna stvarni pritisak pare vazduha (p) u tablici tretiran kao pritisak pare pri zasiće nju, dakle:
p
=
PSi(od t) '
za unutrašnjost je:
. pSi'
Kondenzacija nastala usled disanja Kondenzati od disanja mogu da budu naro,;, čita pojava k?d panela spoljašnjeg zida, ako
nije ispunjen zahtev za vazdušno zaptivanje iznutra (funkcija 6 na sl. 1, str. 321). Zapremina vazduha koja je zatvorena u panelima u toplotno izolacionom materijalu izložena je usled zračenja termičkim procesima širenja i skupljanja, ako on nije zatvoren apsolutno čvrsto. Paneli od metalnih limova, stakala, plastičnih masa i dr. nemaju uvek na ivicama čvrsto zaptivanje na pritisak. Ako se zapremina zatvorenog vazduha usled spuštanja temperature smanjuje pa se kroz falceve usisava iznutra topao vlažan sobni vazduh, onda se on kondenzuje zimi u hladnijem delu zida. Sledeći proces Širenja pri porastu temperature ipak ne transportuje kondenzat opet napolje, jer se on, umesto u gasnom, nalazi u tečnom stanju. Ovakvim efektima pumpanja koji nastupaju zbog temperaturnih promena može u zimskom polugođu nastati obogaćenje materijala vlagom koje kod izolacionih materijala osetljivih na vlagu, dovodi do pojava lomljenja. Zapremina vazduha koja nije čvrsto zatvorena mora se stoga na mestima konstrukCije koja su zaštićena od vremenskih nepogoda pomoću malih otvora moći ispustiti prema spoljašnjosti. Spoljašnji vazduh, koji se zimi od spoljašnjosti usisava u deo zida koji je zimi topliji, ne može dovesti do kondenzacije od disanja. Kondenzacija kroz pukotine Na nezaptivenim mestima spoljašnjeg zida mogu kondenzati nastupiti usled prolaza vazduha, ako usled klima ili ventilacionih uređaja, ali i usled jakog uticaja vetra, unutra vlada viši vazdušni pritisak nego napolju, a vazdušno zaptivanje na spojnicama ne funkcioniše. Na mestima sa pukotinama može tada zbog transporta vlažnog toplog sobnog·vazduha prema spoljašnjosti nastati zimi dugotrajni nataloženi kondenzat, a kod spoljašnjih temperatura ispod ± ooe, formiranje ledenih čepova. Ut~rlll
1. Gosele, K.-SchOle, W.: Schall-Wi!irme-Feuchte. Bauverlag, Wtesbaden, 1980. 2. Berber, J.: Bauphysik. Velag Handwerk 1973.
+ Technik, Hamburg,
3. Tonne, F.: Besonnungs- und Tageslichtplanung. Verlag K. Hofmann, Schomdorf, 1954. 4. Gertia, K.: Wie lasst sich der Einfluss von Glasflichen auf die sommerliche Gebaudeerwarmung in der Normung behandeln. Z.• Intemational", 7/1980. 5. Haferland, F.: Das diffusiontechnische Verhalten mehrschichtiger Aussenwlinde. Bauverlag, Wiesbaden, 1967. 6. Haferland, F.: Das wormetechnische Verhalten mehrscichtiger Aussenwlinde, Bauverlag, Wiesbaden, 1970. 7. Haferland, F. - Heindl, W. - Fuchs, H.: Rechnerische Untersuchungen zur Ermittlung der Grossenordnung bestimmter Einflusse von 8auweise und Konstruktion auf den Raumtemperaturverlauf. Verlag Ernst & Sohn, Berlin, 1975. (8erichte aus der 8auforschung, Heft 99.) 8. 8rennecke, W. - Folkerts, H. - Haferland, F. - Hart, F.: Dachtatlas. Institut fOr Internationale Architekturdokumentation, Munchen, 1975. 9. Schaal, R.: Vorhangwlinde. Verlag G.o.w. Callwey, Munchen, 1961. 10. Mildred-Schmertz: Office Building Desing. Verlag Mc- Graw-Hill-Comp., New-York-ousseldorf, .1975. 11. Dokumentation: Stahlbaukonstruktionen BG 16 uber Burog8biuds ESTEL in Z .• oetail". 211978. 12. DIN 4108, Wirmeschutz im Hochbau. 8euth-Verllilg, Berlin-Koln, 1979.
4109.
13. DIN Schaflschutz im Hochbau. Beuth-Verlag. Berlin-Koln. 1979..
331
Osobenosti fasada
tl
visokogradnji
Višespratne zgrade imaju čelični skelet kao noseću konstrukciju. To ima uticaja na konstrukciju i oblikovanje fasade: • Kod sistema sa čeličnim skeletom stubovi zgrade nose opterećenje zgrade. Konstrukcija koja služi zatvaranju prostora nije noseća, izuzimajući sopstvenu težinu. • Obrazovanje fasadnih ravni nezavisno je do dispozicije nosećih stubova zgrade. Ravan fasadne konstrukcije može stoga da se nalazi ispred ili iza ravni stubova, ređe da leži u istoj ravni. • Laim· fasadama-zavesama ili velikim zastakljenim površinama smanjuje sa opterećenje zgrade pa se dolazi do racionalnijih preseka čeličnih profila ili do većih rastojanja između stubova pri minimalnom utrošku materijala. • imajući u vidu kratko vreme montaže konstrukcije čeličnog skeleta teži se prefabrikaciji i za elemente završne izgradnje tj. bržoj montaži, kako bi se skratilo ukupno vreme izgradnje. • Tehnički, a i oblikovni razlozi govore za to da se čeličnoj nosećoj konstrukciji aplicira metalna fasadna konstrukcija.
Tipovi parapeta
U visokogradnji se primenjuju sledeće vrste fasada: • fasade zavese • obloge parapet a i noseće konstrukcije. Na koncepciju fasade jako utiče formiranje parapetne zone. Ako se ograničir:no n~ tr! bitne karakteristike, mogu se razlikovati tn tipa:
A
A
1
2
A
4
raspored stubova
A
A
4
5
2.1
A
5
2.2
2.3
Fasada zavesa bez masivnog parapeta 2.1 Lake fasade zavese sa velikim zastakIjenim površinama, kod masivne parapetske
332
Obeležja fasade Ove osobenosti vezane i sa pokazanim tendencijama vode kod čeličnih konstrukcija često do sledećih tipičnih karakteristika: • Lake, elementirane fasadne konstrukcije većinom sa malom podelom na elemente štapova i panela. • Fabrička prefabrikacija sa visokim stepenom kvaliteta, veća tačnost dimenzija i manje tolerancije pri montaži. • Brza i jednostavna montaža fasade, počevši od grubih radova bez spoijiiŠn}e skeie. Zahtevi za fasade Iz konstrukcijskih i oblikovnih okolnosti rezultiraju sledeći građevinsko-fizički zahtevi u odnosu na zaštitu od toplote, vlage, zvuka i požara: • Dobro z:aptivanje spojnica, koje su kod elementiranog načina građenja elementima vrlo obimne, protiv kiše, vetra i zvuka iz vazduha. • Smanjivanje toplotnih mostova na ivicama elemenata, spojnim mestima i, eventualno, probijenim štapovima noseće· konstrukcije zgrade. • Kompenzovanje malih toplotnih akumulacija kod lakih fasada pogodnim konstrukcijskim zahvatima. • Poboljšanje zvučne izolacije kod zastakljenja na velikim površinama ili kod male težine fasade višeslojnom izgradnjom i dr. .. Eventualno posebne mere zaštite. od sunca leti zbog visokih sobnih temperatura kod velikih staklenih površina. .. Dopunske mere za održavanje uređaja protivpožarne zaštite kod lakih metalnih fasada.
zone, nisu poželjne zbog želje za providnošću ili zbog nekih drugih razloga. Puni paneli u visini tavanične zone i zastakljenja ili neprovidni paneli u visini parapeta moraju odgovarati zahtevima građevinske zaštite od požara. Fasade zavese ispred masivnog parapeta 2.2 Lake fasade zavese sa zatvorenom, neprovidnom parapetskom trakom. Iza njih se nalaze zone parapeta i natprozorskih traka (nemački naziv "Sturz", prim. prev.). Oni sprečavaju prenošenje vatre od sprata do sprata, zatvaraju oblast tavanice protiv dejstva požara spolja, u isto vreme poboljšavaju sposobnosti' fasadne konstrukcije za akumulisanje toplote, i zbog povećanja težine pružaju u ovoj zoni bolju zaštitu od zvuka iz vazduha. Tehničko izvođenje natprozorskih traka i parapeta može jako da varira. Naročitu pažnju zahteva obrada difuziono-tehnički teških šupljih prostora između fasade i parapeta. O pojedinostima, v. str. 336.
1~
spolja
I
Položaj stubova zgrade
1 Stubovi zgrade mogu da stoje na odstojanju ispred (1.1), neposredno ispred (1.2), unutar (1.3), neposredno iza (1.4) ili sa odstojanjem iza (1.5) ravni fasade. Konstrukcije, fizičko-građevinske i oblikovne konzekvence koje slede iz takvih položaja, obrađe ne su na str. 196-200. Ukazuje se posebno na to da je kod položaja stubova 1.2-:-1.4 moguć gust ili razmaknuti položaj stubova zgrade. Kod gusto raspoređenih stubova oni u svakoj prozorskoj osi preuzimaju ukrućenje fasade u pogledu vetra, tako da može da se dobije naročito ekonomična fasadna konstrukcija.
Obloge parapeta
2.3 Obloga masivne zone natprozorske trake i parapeta, kao i stubova i drugih delova noseće konstrukcije, važan je oblik fasade. U izgledu je mogućno i naknadno oblikovanje noseće konstrukcije zgrade koja se nalazi iza fasade. Za ovo rešenje govore nače la ekonomičnosti i isti aspekti kao kod tipa 2.2 u odnosu na poboljšanje protivpožarne zaštite, sposobnosti akumulisanja toplote i zaštite od zvuka u oblasti tavanica i parapeta, ipak, bez difuziono-tehničkih teškoća tipa 2.2. Ovaj tip parapeta se većinom izvodi kao tzv. hladna fasada kod koje se sa zadnje strane provetravane fasadne obloge nalazi noseća konstrukcija kao drugi unutrašnji sloj koji na spoljašnjoj strani nosi toplotno izolacioni sloj. Mogućne su i tople fasade bez provetravanja sa zadnje strane. Kod delova fasade bez prozora konstrukcija parapeta prolazi kroz celu visnu sprata. Prelazi, međurešenja i izuzetni slučajevi za ova tri tipa formiraju repertoar fasadnih konstrukcij~ kod visokih zgrada.
Poloiaj stubova I tip parapeta
Kod izbora položaja stubova i izgradnje parapeta treba da se misli na međusobno suprotne uticaje. • Kod čiste fasade zave se bez masivnog parapeta prema tipu 2.1 mogućni su svi položaji stubova. Kod položaja 1.2 i 1.3 integrišu se stubovi u .fasadu, no ipak se položaj 1.3, zbog prekidanja fasade zavese, manje preporučuje.
• Kod fasada zavesa sa masivnim parapetom prema tipu 2.2 pretpostavljaju se položaji, stubova 1.4 i 1.5. Kod toga ima položaj 1.4 prednost što se parapet i natprozorska traka mogu pričvrstiti neposredno na stub. Kod položaja stubova 1.3 stubovi
se moraju uvući u fasadu. Položaji 1.1 i 1.2 imaju za posledicu probijanje nosača. • Kod parapeta ili čitavih fasadnih obloga prema tipu 2.3 pretpostavljaju se položaji stubova 1.3, 1.4, i 1.5. Kod 1.3 i 1.4 postoji prednost što se parapet i natprozorska traka mogu pričvrstiti na stub. Položaji 1.1 i 1.2 su doduše mogući, ali zahtevaju probijanje nosača.
Uopšte, još treba da se primeti: • Iz građevpinsko-fizičkih razloga treba stubovi da stoje iza fasade. Stoga se položaji stubova 1.1, 1.2 i 1.3 preporučuju samo u posebnim slučajevima. • Kod tipova parapeta 2.2 i 2.3, kod položaja stubova blisko fasadi i sa velikim raz-
macima stubova, većinom se traže međus tubovi visine parapeta. Kod položaja stubova 1.1 i 1.5 mora se parapetska ploča kruto vezati sa tavaničnom konstrukcijom. Konstrukcijska izrada - str. 341. • Probijanja nosača kod položaja stubova 1.1 i 1.2 zahtevaju skupe zaptivne konstrukcije, čije vezivanje se oblikovno rešava na zadovoljavajući način samo kod parapeta tipa 2.1. Kod tipova 2.2 i 2.3 sa njihovim širokim parapetskim trakama mogu da nastupe teškoće.
2
Postojeći
oblici
Kod većine višespratnih zgrada na opšti izgled fasade jako utiče vrsta fasadne konstrukcije, a da se sama fasadna konstrukcija ipak ne može uvek potpuno prepoznati. No drugačije je kod tipičnih fasada zavesa u čeličnim konstrukcijama, kod kojih konstrukcija i oblik obilato korespondiraju. Mogu da se razlikuju sledeće vrste fasadnih konstrukcija:
1 Fasada sa stubićima, sa vertikalnim, napred dovedenim nosećim elementima ili glavnim profilima, i horizontalnim, sa zadnje strane držanim sekundarnim profilima, pri čemu se glavni naglasak daje vertikalnim rašč~njavanjem. Ispod prozora, paneli koji su raspoređeni između stubića, obrazuju pokrivač zone natprozorske trake, eventualno i zone parapeta. Sličan ukupni izgled dobija se kod fasadnih obloga prema tipu 2.3, str. 332, kada se stubovi zgrade' povlače rta mesto vertikalniH fasadnih glavnih profila te leže u ravni fasade. Oni ovde dobijaju oblogu kao zaštitu od vremenskih nepogoda.
4
3 Fasada sa "šprosnama" kao mrežasta konstrukcija sa relativno tankim profilima sa različitim naglašavanjem, koji, predviđeni sa staklenim, prozorskim i panelnim elementima mogu pokazati veoma diferencirano oblikovanje fasade. Opšti izgled se često ograničava na mrežu pokrivnih .letvica, ako se pravi profili šprosni nalaze na unutrašnjoj strani. Fasada od šprosni je tipični oblik fasade zavese (curtain wall, engelski naziv, prim. prev.). Za parapete ulaze u razmatranje samo tipovi 2.1. i 2.2, str. 332.
4 Rasčlanjena fasada od paneinih elemenata visine sprata sa ugrađenim prozorima. Elementi visine sprata mogu da budu izvedeni toliko kruti da ne zahtevaju nikakve profile za ukrućenje. Nastavci elemenata se pokrivaju letvicama koje ujedno služe za zaptivanje i učvršćenje. Naglašen oblik fasade može se postići formatom elemenata. Čes to su karakteristični obrađeni okrugli prozorski uglovi. Slična opšta slika dobija se kod fasadnih obloga koje se provetravaju sa zadnje strane, prema tipu 2.3 ispred masivnog ~spoljaš njeg zida, a koje mogu da budu vrlo različi tih struktura.
2 Trakasta fasada sa horizohtalnim, napred izvučenim nosećim elementima ili glavnim profilima, i vertikalnim, natrag uvučenim sekundarnim profilima, pri čemu se kao glavni akcent dobija horizontalno raščlanjivanje. Ispod zone prozora, paneli raspoređeni između stubića obrazuju pokrivač zone natprozorske trake, eventualno zone parapeta. Slična opšta slika dobija se kod fasadnih obloga prema tipu 2.3, ako se predvidi masivni parapet sa oblogom koja se sa zadnje strane provetrava. Može da se radi i sa višeslojnim prefabrikovanim parapetnim elementima od betona.
5
5 Paneina fasada od toplotno izolovanih velikih obloženih paneinih ploča. One imaju po pravilu visinu sprata, ali mogu da idu po velikoj dužini i u stvari su predviđene za fasade bez prozora. Otvori za prozore mogu da se izrežu. Spoljašnji čelični - ili aluminijumski limovi su profilisani, čime oni, za uobičajene spratne visine imaju dovoljnu krutost i bez posebnog ukrućenja. Sličan opšti izgled dobija se kod fasadnih obloga prema tipu 2.3 sa tablama profila od lima, plastične mase i dr., sa različito izgrađenim unutrašnjim ljuskama (slojevima).
333
Učvršćenje
fasade na konstrukciju
noseću
Konstrukcija spoljašnjeg zida pričvršćuje se na noseću konstrukciju zgrade i prenosi e vertikalne sile od sopstvene težine spoljašnjeg zida i e horizontalne sile od vetra. Na mestima pričvršćenja razlike u dimenzijama moraju se izravnati. Razlikuju se e tolerancije i e deformacije.
Deformacije
Deformacije nastaju tokom celog trajanja života zgrade usled opterećenja ili temperaturnih promena. Spojne konstrukCije moraju da bez ometanja omogućuju promene oblika. Nisu važne apsolutne deformacije, već međusobna relativna pomeranja fiksnih tačaka na zgradi i na fasadnoj konstrukCiji. Naroči to su važne sledeće deformacije:
2.1
Temperaturne promene Temperaturne razlike pojavljuju se kod spoljašnjih stubova zgrade, a pre svega kod konstrukcije spoljašnjeg zida. Na primer, promena dužine fasadnog stubića visokog h = 4 m iznosi kod temperaturne promene od dt= 100°C i koeficjenta toplotnog širenja za aluminijum flt=2,5'10- 5 Llht=Llt· h 'o,t= 100'4000· 2,5'10- 5 = =100mm= ±5mm. Kod 8 m dugačke horizontalne prečke promena dužine iznosi 20 mm. Superpozicija deformacija Uticaji različitih deformacija treba da se superponiraju, kako bi se dobila maksimalna odstupanja. Za dalja izvođenja o deformacijama vidi str. 180 i dalje.
r 1.5
1.4
Mesta
učvršćenja
učvrstiti za sledeće konstrukcije zgrade:
1 Spoljašnji zid se može delove
noseće
Stubovi zgrade Preporučuje se učvršćenje za stubove zgrade, pošto je to konstrukcijski uvek mogućno, jer otpadaju deformacije od ugiba tavanice (vidi dole). To se ostvaruje samo kod gusto raspoređenih stubova.
1.1
Tavanična ploča Učvršćenje na ivici tavanične ploče je uobičajeno kod šrioko razmaknutog rasporeda stubova kao i kod prepuštenih tavaničnih ploča. Učvršćenje se sprovodi: 1.2 na tavaničnoj ploči (iznad ili ispod nje, ili na čeonoj strani) 1.3 na tavaničnom nosaču ili
1.4 na podvlaci. Parapet 1.5. Učvršćenje fasade zavese tipa 2.2 (str. 332) na parapet je kod zgrada od čeličnog skeleta necelishodno, jer bi onda natprozorska traka i parapet bili građeni i vezani kruto, što inače ne bi bilo potrebno. 1.6 Obložena parapetna ploča prema tipu 2.3, kao fleksiono krut, noseći element. e Tolerancije Tolerancije su odstupanja od dimenzija noseće konstrukcije s jedne strane i spoljašnjeg zida s druge strane od obaveznog oblika. One se izravnavaju podešavanjem. Tolerancije elemenata spoljašnjeg zida su veći nom manje nego tolerancije kod grubih radova. Tolerancije kod grubih radova su kod čelič nih konstrukcija manje nego kod betonskih konstrukcija. Veličina tolerancija treba da se utvrdi pre predaje objekta, jer se posle· toga izvodi podešavanje veznih elemenata. Pojedinosti o toleranCijama, str. 179. 334
2.2
Maksimalni ugib tavanice 2 Maksimalni ugib tavanice između stubova treba da se ispita kod učvršenja spoljašnjeg zida za tavanicu. Kod opterećenja gornje tavanice (2.1) smanjuje se u sredini polja rastojanje između tavanice za Llh, kod opterećenja donje tavanice (2.2) povećava se za Llh. Kod rastojanja između stubova 1= 10 m i ukupnog maksimalnog ugiba tavanice od 1/500 dobija se ukupan maskimalni ugib tavanice usled q = g + P od I Llh=500
10000 500
= - - = 20 mm.
Stepeni slobode kretanja
Maksimalni ugib usled stalnog opterećenja g izravnava se nadvišenjem tavaničnog nosača. Od interesa je, dakle, samo maksimaI:ni. ugib usled pokretnog korisnog opterećenja p. Ako je p=g=(1/2) q, maksimalni ugib je, dakle,
4 Podešavanje kod tolerancija i relativnih kretanja kod deformacija mogu se na tačka ma učvršćenja izvesti pomeranjima u tri pravca i obrtanjima oko tri ose - šest stepeni slobode kretanja.
20 dhg = ±-= ±10mm. 2 Kod fasadnih stubića u sredini polja menja se, dakle,rastojanje njihovih priKljučnih tača ka za ± 10 mm, dok kod stubića u blizini stuba ostaje neizmenjen.
S.J
~~;;;) 3.1
3.2
Maksimalni ugib prepuštene tavanice 3 Kod jako prepuštenih tavanica dobija se kod opterećenja gornjeg prepusta i donjeg tavaničnog polja (3.1) skraćenje rastojanja između tavanica Llh = dh1 + dh2 Kod obrnutog slučaja optereć.enja (3.2) rastojanje između tavanice se poveća za isti iznos. Na ove odnose je ukazano na str. 189.
5.4
n~Y
S.S
S.6
5 To su pojedinačno: 5.1 Ox - pomeranje paralelno spo\jašnjem zidu 5.2
Paneli Paneli su po pravilu sastoje od troslojnog sklopa sa izolacionim jezgrom u sredini i obostranim oblogama. U odnosu na primenu materijala i građevinsko-tehnički princip gradnje mogu se razlikovati tri glavna tipa.
a
spoljašnji i unutrašnji metalni pokrivni lim
b
i:zolacioni sloj, npr.,
+ PU -pena
saćasti ploča,
c
spoljašnja pokrivna
d
unutrašnja pokrivna ploČa, npr., gips-karton
npr., aternit-glasal
e
izolacioni sloj, npr., PU -tvrda pena
f
brana protiv pare, npr., aluminijumska folija
g
spoljašnja obloga, npr., neprovidno staklo
h
unutrašnja pokrivna
k
unutrašnji šuplji prostor, provatravanje spolja
ploča,
npr., azbest cement
izolacioni sloj, npr., polistiren pena m
ivična
n
ivični
Metalni panel 1 Metalni panel sa obostranim limenim oblogama od aluminijumskog ili čeličnog lima, koje su poboljšane u pogledu korozije, ili su površinski presvučene ili oplemenjene. Kod aluminijuma dolaze u obzir postupak eloksiranja ili prevlačenja paljenim slojevima od veštačke smole. Čelični limovi mogu se prethodno pocinkovati,·a tada isto tako prevući paljenim slojem od veštačke smole. Veza lima sa izolacionim jezgrom mora biti tako čvrsta da naponi od vazdušnog pritiska koji nastaju kod viših temperatura ne dovode do popuštanja. Ivice panela koje su zaptivane toplotno izolacionim profilima od plastične mase su snabdevene zavarenim ili neposredno zalepijenim limenim ivicama radi sprečavanja stvaranja toplotnih mostova. Kod metalnih panela pokrivni lim može biti na ivici falcovan, a ivica panela se formira prema debljini sused nog zastakljenja. Neprovetravani paneli sa krutim ljuskama
2 Sklopljen neprovetravani panel sa krutim pokrivnim pločama od različitih materijala. Spoljašnja pokrivna ploča treba da bude otporna na vremenske nepogode ili prevuče na slojem otpornim prema vremenskim nepogodama. Unutrašnjim pokrivnim pločama, koje nisu nepropusne za paru, potrebna je brana protiv pare koja se po pravilu nalazi kao dodatna alufolija na zadnjoj strani ploče. I ovakvi složeni paneli mogu imati ivični
poklopac od profila od plastične mase. Ako je lepljenje tri, odnosno, četiri sloja materijala s obzirom na nastale napone od vazdušnog pritiska nedovoljno, tada treba falcovima ili profilisanim šupljim prostorima omogućiti ivično opuštanje napona, pri čemu falcovi ili profilisan i šuplji prostori moraju opet imati mogućnost opuštanja napona prema spoljašnjosti (ne prema unutra). To je po pravilu mogućno. Provetravani panel
3 Provetravani panel sa dve ljuske od zajedno složenih materijala. Spoljašnja ploča se, kao sa zadnje strane provetravana ljuska otporna prema vremenskim nepogodama često bira od neprovidnog stakla. Unutrašnja ploča se sastOji od jedne krute ploče sa izolacionim slojem prema spoljašnjoj strani. Aspekti protivpožarne zaštite većinom određuju izbor unutrašnje pokrivne ploče. Što je ona teža, u toliko je takođe veća i eventualno željena sposobnost konstrukcije za akumulisanje toplote. Brana protiv pare na unutrašnjoj pokrivnoj ploči nije u osnovi potrebna, ako je provetravanje šupljeg prostora panela dovoljno. Otvori za dovođenje i odvođenje vazduha mogu da se naprave u falcovima obe ljuske na ili u profilu stubića. Kao primer pokazuje se sl. 9 na str. 33S.
zaptivka, npr., neoprenski profil okvir, npr., aluminijumski U-profil
Profili
panela i prozora ne stavljaju se više u falc "šprosne" pomoću kita za staklo, već se jzmeđu odvojenih profilisanih štapova zale pe i zaptivaju neoprenskim profifima. Trakasti toplotni mostovi se redukuju na tačkaste toplotne mostove na spojevima pomoću zavrtnjeva.
Kod tradicionalnih fasada zavesa bili su ranije kao noseći profili primenjivani profili T,1. ili u. To su bili toplotno neizolovani profili koji prolaze od unutrašnje na spoljašnju stranu. Oni su time stvarali toplotne mostove, pa su u hladnijim klimama često· tokom zime imali površinski kondenzat. No pre svega je zaptivanje spojnica na zadnjoj strani protiv prolaza vazduha i oborina često stvaralo teškoće. Radi toga treba dati prednost pravougaonim cevastim profilima koji su unutrašnjim spojnicama (mufovima) od cevastih profila narednog manjeg profila na spojevima mnogo bolje vezuju i zaptivaju. Tome se pridodaje i tendencija za primenu toplotno-tehnički odvojenih profilisanih štapova kako bi· se izbeglo stvaranje kondenzata na unutrašnjoj površini i da bi se u okviru štednje energije smanjio gubitak toplotne energije preko prostornog sistema štapova fasade zavese. Da bi se taj cilj postigao može profilisan i štap biti odvojen u jednom spoljašnjem i jednom unutrašnjem delu Noseći deo profila spolja profila. Pri tome su mogućna sledeća reše- 5 Noseći glavni profil na spoljašnjoj strani, a nja: profili za učvršćenje i pokrivanje spojnica na unutrašnjoj strani. Prednost je u tome što se montaža elemenata panela i prozora Noseći deo profila iznutra 4 Noseći glavni deo odvojenog profilnog može na jednostavan način sprovoditi sa štapa na unutrašnjoj strani. Na spoljašnjoj unutrašnje strane. Između fasade i tavanič strani dovoljno krut pokrivni profil za Uč ne i parapetne zone treba da se ostavi dovršćene elemenata panela i prozora, kao i voljno širok stubac kao radni prostor koji za pokrivanje spojnica elementa. Elementi kasnije treba zaptivati između spratova. Ne-
dostatak ,je pre svega u tome što je noseći glavni profil na spoljašnjoj strani potpuno izložen vremenskim nepogodama, pri toplotnim varijacijama mora potpuno dilatirati, a na mestu učvršćenja sa nosećomkonstruk cijom zgrade obrazuje most za toplotu, vlagu i zvuk, uvek predstavlja slabo mesto. Oblikovna razmatranja u odnosu na jače stvaranje senki isturenih profila na fasadi mogu ići u prilog izbora ovog tipa profila.
Podeljeni profil
6 Podeljeni metalni protil, sa toplotno izolacionim najlonskim profilisanim delovima ili sa toplom PU-penom, opet vezanom u profil. Zbog različitih kretanja usled toplote oba metalna profil na dela, toplotno izolaciono vezno jezgro svojom elastičnošću ili mogućnošću klizanja mora dopuštati određenu elastičnost, jer bi inače trebalo očekivati veće napone ili savijanja. Umetanje elemenata panela i prozora sprovodi se ovde na poznat, tradicionalni način pomoću ugaonih letvica. Primeri Prema datoj opštoj situaciji i pl.aniranom oblik~vB:nju !asade mogu sva. tri' principska rešenja Imati opravdanje za primene~. Iz građevin~ko-fi.zičkih i tehničkih razloga prednos~ Ima tIP 4. Od mnogobrojnih varijacija protIla pokazana su na str. 336 tri primeni. 335
7
Primeri izvođenja fasadnih profila 7 Noseći deo profila na unutrašnjoj strani prema tipu 4 (sistem Gartner). Kako je unutrašnji profil izložen samo malim temperaturnim promenama, nije potrebna velika dilatacija. Spoljašnji profil mora potpuno dilati rati. Mesto gde je nastavak prekriva se neoprenskim pokrivnim-profilom sa pomerenim (i eventualno zavarenim) nastavkom. Zaptivanje učvršćenih elemenata panela sprovodi se neoprenskim profilima koji se LI uglovima zavare na jedan umetak.
Izgradnja parapeta
Izgradnja i učvršćenje masivnih zona parapeta i natprozorskih traka su opisani na str. 341-342, u poglavlju o oblogama fasada, tako da se na to može pozivati. Kod masivnih parapeta iza fasada-zavesa koji se oslanjaju na noseću konstrukciju zgrade, parapeti se mehanički ne naprežu; to se pre svega odnosi na parapet od opeke ili montažnih betonskih delova postavljen na međuspratnu konstrukciju prema sl. 1, str. 341. Tamo je opisana i zaštita tavanič nog područja. Ako se fasada-zavesa oslanja na parapet, kao na primer kod trakaste fasade (sl. 1, str. 338). mora se parapet izraditi sposobnim za nošenje prema sl. 2,3 ili 4 na str. 341.
9
8 Noseći deo profila na spoljašnjoj strani prema tipu 5. Prednosti i mane su već objašnjene na str. 335. Primer pokazuje da su pored profilisanih štapova na fasadnoj konstrukciji iz toplotno-tehničkih razloga izvedeni u uvećanoj razmeri takođe i prozorski profili kao toplotno izolacioni odvojeni profili. Zastakljenje se izvodi pomoću stega ili zavrtnjevima učvršćenih staklenih letvica za staklo, sa neoprenskim ivičnim profilima za zaptivanje .
njoj strani parapetskog panela prema šupljem prostoru parapeta zimi znatno ispod temperature sobnog vazduha, te mogu da prekorače i temperaturu tačke rošenja sobnog vazduha. Stoga se mora sprečiti da na ovom mestu, usled difuzije vodene pare, nastupi stvaranje kondenzata ili disanje šupIjeg prostora prema sobi i da kroz spojnice spojeva na natprozorskoj traci ulazi unutra. To se izbegava sa četiri sledeće mogućnos ti rešenja. Osnovna rešenja 1 Provetravanje šupljeg prostora od spoljašnjosti i odvođenje difundovane vodene pare ili nataloženog kondenzata prema spoljašnjosti. Umesto toplotne izolacije u parapetskom panelu izoluje se spoljašnja strana masivnog parapeta.
Parapetnl šuplji prostori
Ispred parapeta kod fasada-zavesa koji prolaze skroz, uvek se zbog veza za učvršće nje, odstOjanja od tolerancija, itd., formira uzan vazdušni prostor koji, difuziono-tehnički, može da unese teškoće. U odnosu na tok temperatura ubrajaju se vazdušni sloj i parapet koji leži iza njega, zajedno u sklop spoljašnjeg zida. U visini oblasti natprozorske trake ubrajaju se k tome još i šuplji tavanični prostor i obešena ploča, u redosledu slojeva od spoljašnjosti prema unutrašnjosti, tako da su temperature na unutraš336
1.1 Zbog provetravanja šupljeg prostora i odvođenja vlage mora se na drugoj ivici natprozorske trake nalaziti jedna šprosna i formirati odgovarajući oblik sa otvorima za oticanje vode.
9 Noseći profil kao toplotno izolaciono odvojeni profil sa tvrdom PU-penom prema tipu 6. Kao osobenost ova varijacija profila ima otvore za provetravanje od pravougaonih cevastih profila u cilju provetravanja spolja šupljeg prostora dvoslojnog parapetskog panela. Elementi panela i stakla leže u falcu profilisane štapne konstrukcije i imaju neoprenske ivične profile i učvršćuju se pomoću metalnih letvica učvršćenih zavrtnjevima, odnosno, stegama.
2
2 Završetak šupljeg parapetnog prostora zaptiven za vazduh i difuziono preme unutrašnjosti. Zbog toga na gornjoj i na donjoj strani zone natprozorske trake iparapeta mora se nalaziti šprosna koja prolazi skroz, da bi se šuplji prostor između fasade i natprozorske trake, odn., parapeta, pomoću zaptivnih folija potpuno zatvorio. Masivna zona natprozorske trake i parapeta mora osim toga da se predvidi sa svih strana sa branom za paru. Kako šuplji parapetni prostor može zbog temperaturnih kolebanja ipak da ima vazdušni potpritisak ili natpritisak, ovde prema unutrašnjosti vazdušno zaptivene veze mogu se samo teško realizovati. Kod izmene vazduha toplim vlažnim sobnim vazduhom mogu se u šupljem prostoru pojaviti tzv. "kondenzati od disanja". :3 Ako se u šupljem tavaničnom prostoru nalaze kanali od klima uređaja, može se za zagrevanje šupljeg parapetskog prostora odvojiti struja toplog vazduha. Prove travanj e sobe ovde većinom nije dovoljno. Na ovom mestu treba da se vodi briga za dovoljnu izolaciju zvuka iz vazduha između spratova. 4 Zagrevanje šupljeg parapetskog prostora pomoću cevi zagrejanih toplom vodom ili zagrejanim električnim žicama.
Fasade sa
stubićima
e Veza nepropusna za kišu. Kišnica koja bi eventualno prodrla mora se bez gubitka voditi kroz šuplje prostore profilnih štapova i da se na donjoj ivici, fasade ili na drugom mestu fasade može opet izvesti napolje. e Veza, koja je nepropusna prema razlikama vazdušnog pritiska spolja i iznutra, koje nastaju usled vatra ili uređaja za ventilaciju. e Bešumna klizna veza bez smetajućeg pucketanja kod toplotnih kretanja, eventualno sa slojem silikona, perlona ili najlona na kliznim površinama. Na vertikalne glavne profile po pravilu se vezuju horizontalni sekundarni profili koji služe za odvajanje prozorskih i parapetskih elemenata. Oni su za glavne profile učvršćeni većinom pomoću ugaonih elemenata ili elemenata jezgra. Kod gusto raspoređenih stubova dovoljne su potrebne tolerancije montaže da bi se prihvatila termička kretanja i da bi se sprečili termički naponi. Kod većih rastojanja između štapova mora jedna od dve veze biti izrađena kao pokretna.
1-
1 Kod fasada zavesa sa vertikalnim glavnim profilima (prema sl. 1, str. 333) oni prenose horizontalne sile od vetra i vertikalno opterećenje od sopstvene težine fasade na noseću konstrukciju zgrade. Vertikalni glavni profili imaju po pravilu visinu sprata, no oni mogu da prolaze i kroz dva sprata. Kod nastavka profila treba da su ispunjeni sledeći uslovi: e Klizna veza pomoću elemenata jezgra, moždanika ili naglavaka, koja može da primi toplotna kretanja fasadnih profila i relativna kretanja između noseć e konstrukcije zgrade i fasade.
Mesto učvršćenja Fasadni stubići se na noseću konstrukciju zgrade učvršćuju na ivicama međuspratne konstrukCije i to: e za tavaničnu ploču ugaonicima iznad ili ispod ploče ili ankernim šinama na čeonim stranama. e za nosače (podvlake ili tavanične nosače) koji prema ivici zgrade mogu da prolaze upravno ili paralelno, pomoću veza kao kod čeličnih konstrukcija. Stubovi zgrade kao fasadni stub ići Kod čeličnih nosećih konstrukcija sa gusto raspoređenim stubovima zgrade dobija se veoma ekonomična konstrukcija zbog toga što se stUbovi mogu istovremeno da koriste kao fasadni stubići (nemački izraz "Pfosten", prim. prev.), vidi primere na str. 200, 202 i 204.
viseća
Primeri učvršćenja stubića 3 Jednostavno učvršćenje pomoću čepova i ugaonika za ivični nosač noseće čelične tavanične konstrukcije. Za mogućnost podešavanja u tri pravca služe izduženi otvori u ugaonicima i više podnožnih pločica različitih debljina.
4 Kod veza za
"šprosna"
čeone
klizni oslonac
2.1
2.2
2.1 Viseći stubići sa čvrstom vezom gore. e Usled sopstvene težine fasade stubići su izloženi zatezanju. e Oni mogu da budu uski, no ipak fleksiona krutost u odnosu na vetar zahteva određe nu visinu profila. e U slučaju požara oni imaju dužu postojanost protiv vatre nego stojeći stubići. 2.2 Stojeći stubići sa čvrstom vezom dole. e Oni su sopstvenom težinom fasade pritisnuti te se moraju u oba pravca izvesti kao čvrsti prema savijanju. e Oni stoga imaju širi profil nego viseći stubići.
U koliko ne postoje neki drugi razlozi protiv, biraju se stoga po mogućnosti viseći stubićL
4
površine betonskih tarado se primenjuju ubetonirane sidrene šine. Kao element za učvršće nje u ovom primeru služi ploča sa dva navarena pljošta čelika na rastojanju jednakom širini šprosne, koja je za podešavanje takođe predviđena sa izduženim otvorima. vaničnih ploča
Viseći ili stOjeći glavni profili Da bi se deformacije mogle pratiti bez napona, glavni vertikalni profili smeju da budu vezani samo u jednoj tački. Ostale veze se izrađuju kao klizne; razlikuju se:
5
5 Komplikovani elementi za učvršćenje (sistem Gartner). Kao veza služi vertikalno ubetonirana sidrana šina. Pored mogućnosti podešavanja u dva pravca element za uč vršćenje dopušta za nagnute fasadne površine još jedno obrtanje oko horizontalne ose i jedno horizontalno linijsko pomeranje u ravni fasade za prihvatanje kretanja usled toplote. 337
Trakaste fasade 1 Kod raspoređivanja horizontalnih glavnih profila stavlja se pri oblikovanju fasade akcent na horizontalno raščlanjavanje prema sl. 2 na str. 333. Konstrukcijska pretpostavka je mogućnost jednostavnog učvršćenja horizontalnih glavnih profila u visini parapeta i na ivici natprozorske trake. To se sprovodi najjednostavnije na čeličnim stubovima, ako oni stoje neposredno iza fasade (tip 1.4, str. 332), i ako njihovo međurastoja nje odgovara rasponu horizontalnih profila. Jedna druga mogućnost je učvršćenje na parapetne ploče, ako su kao i kod obloženih parapeta izvedene fJeksiono krute i zatvorene, što kod fasada zavesa nije uobičajeno. Ovakva veza trakaste fasade na če ličnu noseć u konstrukciju stoga zahteva veće troškove. Unutar prozorskih i parapetskih traka često se stavljaju vertikalni se-
kundarni profili, jer oni treba da prihvate promene u rastojanju između tavanica usled pomeranja noseće konstrukcije zgrade, pa stoga moraju da budu na komplikovan način pomerljivo pričvršćeni. No vertikalna kretanja ipak treba da budu prihvaćena u fleksibilnom oslonačkom žljebu prozorskih elemenata. Horizontalni glavni profili moraju u svakom slučaju da dilatiraju.
=:Jlc::==================fc:=
1.1
nosači koji prolaze preko više polja smeju da budu vezani samo na jednom srednjem osloncu. Na drugim osloncima veza treba da je pomerljiva (klizna).
1.1 Kontinualni glavni
Fasade od šprosni 2 Ako ni vertikalni ni horizontalni glavni profili fasadne konstrukcije nisu naglašeni, već sliku fasade određuju ravnomernno široki profilni štap ovi ili pokrivne letvice, može da se govori o konstrukciji fasade od šprosni, prema sl. 3 na strani 333. Od konstrukcije štapova koja se nalazi pozadi mogu za učvršćenje na noseću konstrukCiju zgrade služiti vertikalni ili horizontalni cevasti profili. Oni su na strani prema sobi izloženi samo malim temperaturnim kolebanjima i u suštini treba da dilatiraju još samo za prihvatanje pomeranja od noseće konstrukcije zgrade na montažnim nastavcima. Za povišenje postojanosti pri požaru mogu da se eventualno izrade sa ~nepropus nim krajevima i da se napune vodom. Za slučaj.daparapetni panel mora pokazati vi-
postojanost prema vatri, može da se na unutrašnjoj strani postavi debela ploča od azbest-cementa ili gips-kartona. ŠU
veza prozora
2.1
2. 1. Skica pokazuje detalje veze jednog pokretnogprozora.
2
Paneine fasade
3
338
3 Posebnu vrsta fasada zavesa predstavljaju paneli od metalnog lima, od profilisanih čeličnih limova, bez prozora, koji prolaze preko jednog ili više spratova. Oni se često svrstavaju u kategorije fasadnih obloga, no u stvari predstavljaju toplotno izolacione panele koji pripadaju fasadama zavesama. Metalne površine su pocinkovane i prevučene
paljenim veštačkim tvrdim lakom. One imaju konstrukcijski veoma jednostavno izvedene spojnice po principu pera i žljeba, a primenjuju se pretežno za poslovne i industrijske zgrade. Bliži podaci treba da se traže od isporučioea. Upotrebi izgled fasade 5, strana
333.
spoljašnjeg zida ili fasade. Opšti izgled im odgovara tipu fasade 4 na str. 333. Kako otvori za prozore moraju u površinske elemente biti urezani ili izbijeni, čisto tehnički lako su pored pravougaonih izvodljivi i drugi oblici prozora. Oni stoga imaju često okrugle prozorske uglove. Kao paneini tipovi uglavnom dolaze u obzir paneli od metalnog lima prema tipu 1, str. 335; no ni tip 2 nije isključen, dok tip 3 otpa-
Fasade od elemenata 4 Fasade.od elemenata sastoje se iz velikih, toplotno Izolacionih panela koji su po pravilu visine sprata i, većinom im nisu potrebni više nikakvi noseći profili za ukrućenje. Oni predstavljaju potpuno gotove elemente
Obložene fasade sastoje se od unutrašnje ljuske (sloja) koja se može izvesti na veoma različite načine, i spoljašnje obloge koja se po pravilu provetrava spoljašnjim vazduhom. Spoljašnja obloga, kao zaštita od vremenskih nepogoda, može da se sastoji od sledećih materijala:
• metalnih limova kao čelik, aluminijum, bakar ili bronza. • plastičnih masa, kao tvrdi PVC, poliester ojačan staklenim vlaknima ili ploče od akrila, • mineralnih materijala, kao azbestcement ili cement od staklenih vlakana, u posebnim slučajevima i ploče od betona ili prirodnog kamena. Kako se ovim izvođenjem spoljašnjeg zida može građevinsko-fizički postići optimalni .redosled slojeva, a mogućnostima pojačane
da za izvođenje fasade od elemenata. Ali, on dolazi u obzir i za fasadne obloge (v. str. 342). Kod dovoljne debljine panela poželjno je minimum 10 cm), obrađene ivice metalnog lima i dobro lepljenje slojeva čine element visine sprata dovoljno krut\m za vetar. Elementi treba u vertikalnim spq>jnicama da budu vezani samo obostranim letvama i neoprenskim zaptivnim profilima. No ipak je m4gućan i profil za ukrućenje na unutrašnjdj strani. 4.1 U horizontalnoj spojnici ispred tavanične zone potreban je horizontalan noseći ili oslonački profil, koji sa svoje strane može da stoji na konzolama koje su učvršćene na ubetoniranu sidrenu šinu. Sva sopstvena pomeranja elemenata i pomeranja nametnuta od noseće konstrukcije zgrade moraju da se prihvataju u spojnicama koje su zaptivene fleksibilnim neoprenskim profilima. No kako se ovde radi o pomerljivim užijebijenim površinama, zaptivka potrebna protiv kiše i prolaza vazduha i zvuka je jednostavnija, a bolja je i za izradu nego nastavci od profilisanih šprosni na čeo nim površinama. Zaptivanje tavaničnih spojeva protiv prolaza vazduha i zvuka na unut.;. rašnjoj strani može se izvesti ugaonicima koji služe kao držači zaptivnim neoprenskim profilima prema fasadL Za poboljšanje Pl))tivpožarne zaštite može se na stražnjoj sftani panela dodati ili pomerljivo pričvrstiti ploča od azbest cementa.
toplotne izolacije dati veća sloboda u okviru uštede tmergije, dobija ova provetravana hladna zidna konstrukcija veći značaj nego ranije. Kod primene težih materijala u unutrašnjoj ljusci može se poboljšati sposobnost akumulisanja toplote, a još više i zaštita od požara. Opšti izgled obloženih fasada može da bude veoma sličan izgledu lakih fasada zavesa na sl. 1 i 2, kao i 4 i 5 na str. 333 .
Obložena čelična konstrukcija
noseća
Najjednostavniji oblik izrade fasade pomoću obloga dobija se, ako ona prati oblik postojeće noseće konstrukcije zgrade, koja se onda ocrtava u opštem izgledu zgrade. Razumljivo je samo po sebi dase već pri koncepciji noseće konstrukcije zgrade mora uzimati u obzir oblikovanje fasade. Fasada sa naglašenim stuborn 'I Oblaganje stubova zgrade i tavaničnih nosača sa naglaskom na vertikalnim stubovima, gde tada nastaje struktura fasade slična fasadi sa stubićima sa sl. 1 na str. 333. Ovaj oblik bio bi, obavezan kada bi stub stajao
spolja ispred ivičnog nosača. U posmatranom primeru su ipak stubovi i ivični nosači u jednoj ravni. Kod ivičnih nosača ove vrste od visokih 1-profila ili od mrežastih nosača koji odmah obrazuju i parapet, većinom je rastojanje između stubova veće nego obično ..Stubovi i ivični nosači su na unutrašnjoj strani obloženi vatrostalno. a na spoljašnjoj strani imaju toplotno izolacioni sloj. Obloge od metalnog lima se provetravaju sa zadnje strane, a na spojevima se zaobljenim limenim ivicama imaju žljebove sa preklopima prema spoljašnjoj strani. 339
Fasada sa naglašenim parapetom :2 Obloga kontinualnog ivičnog tavaničnog nosača u obliku trakaste fasade sa jasnim naglašavanjem horizontalnim parapetskim trakama, pri čemu nastaje struktura fasade slična onoj na sl. 2, str. 333. Ovaj oblik je obavezan, jer se ivični tavanični nosač nalazi ispred stuba, pa je svojim rebrom uč vršćen naspoljašnju flanšu stuba. Na taj način može i prozorska traka da prolazi ispred stuba, pri čemu se prozorski elementi isto tako pričvršćuju na spoljašnje flanše stubova, pa se među prostor pokriva prema spoljašnjosti pomoću lima obloge. Šuplji pro-
2,
Obloženi masivni parapeti Kod obloženih masivnih parapeta po pravilu se struktura trakaste fasade obrazuje prema sl. 2 na str. 333, jer joj je ona iz konstrukcijskih razloga najbliža. Parapetna traka nosi prozorsku traku koja leži iznad nje. Okapnica, koja prolazi neprekidno, obrazuje prelazni element. Izvođenje noseće ljuske prema str. 341 kao • parapet od zida od opeka postavljen prema sl. 1 na str. 341 sa natprozorskom trakom od obešenih i ukrućenih ploča, ili bolje, kao ploča od gasbetona, lakog betona ili teškog betona prema sl. 2 na str. 341.
stor koji nastaje ispred stuba mora da se napuni toplotno izolacionim materijalom. Obloge nosećih konstrukcija koje se provetravaju sa zadnje strane, od materijala koji ne korodiraju ili nekih drugih pogodnih materijala za ploče, mogu da dovode do najekonomičnijih rešenja fasadnih konstrukcija. Ione ocrtavaju noseću konstrukciju, a građevinsko-fizički su optimalne. Za vođenje kolica za Čišćenje u prvom primeru u oblozi stubova se izvedu žljebovi, a u drugom šine ispred parapetne obloge.
Hladna fasada 3 Masivna ljuska za poboljšanje akumulisanja toplote i izolacije od zvuka iz vazduha, kao i za ekonomično ispunjenje zahteva građevinske protivpožarne zaštite. • Toplotna izolacija koja se nalazi od zone parapeta i natprozorske trake prema spoIjašnjoj strani, slobodno od toplotnih mostova. Izolacioni materijal; pretežno ploče od mineralne vune. • Provetravan vazdušni kanal za odvođenje difuzije od vodene pare i za sušenje kišnice koja bi eventualno prodrla. • Obloga kao štit protiv vremenskih nepogoda, protiv kiše, sunca ivetra Obloga može da ima veće odstojanje od toplotne izolacije, tako da vertikalni okviri lamela za zaštitu od sunca, ili paketi kutija za lamele imaju iznutra prostora.
3
Topla fasada 4 Tamo gde se na trajnost fasade postavljaju pojačani zahtevi i gde postoji opasnost od mehaničkog oštećenja, a tamni obložni materijali ne odgovaraju ovim zahtevima, dolaze u obzir troslojne prefabrikovane ploče o?, teškog ili lakog betona. Kao vidljivu povrsJnu one mogu da imaju vidljiv beton, kulije, keramičke ploče i dr. 4.1 Kako spoljašnja ljuska mora da bude povezana sa unutrašnjom, no spoljašnja ljuska trpi znatno veća pomeranja usled toplote, moraju ankeri da omogućavaju kretanje usled ekspanzije. i kontrakcije. Na odgovarajući nači~ moraju da budu izgrađene i spojnice ploca. Jednosl?jni parapetski elementi od lakog betona I gasbetona u umerenim i hladnim klimatskim oblastima većinom više ne odgovaraju budućim povišenim zahtevima toplotne zaštite u vezi sa uštedom energije. Međutim, u toplim klimatskim oblastima mogu još da dođu u obzir. Višeslojne parapetske konstrukcije sa prostorno raspoređenim 340
anker za vešanje
U
anker za """'I'1.1'ri.,,,,nii.,
4.1
presek razdelnice A-A
presek ankara B-B
izolacionim slojevima se iz građevinsko-fi razloga ne preporučuju; izuzimajući posebne slučajeve.
zičkih
Izgradnja i parapeta
priključivanje nosećih
Priključne sile Na mestima učvršćenja parapeta prenose se vertikalna opterećenja od sopstvene težine parapetne ploče i objekata koji su na nju obešeni, kao balkoni, radijatori, uređaji za zaštitu od sunca, kao i horizontalne sile od pritiska i sisanja usled vetra na noseć u konstrukciju zgrade. Uobičajeni oblici izrade parapeta i spojnih konstrukcija biće pokazani na četiri primera.
'1 Parapet kao zid od šupljih opeka, poroton-kamena, blokova od gasbetona ili cementom vezanog lakog građevinskog kamena, ili betonskih ploča sa malterisanim spojnicama, postavljeni na ivicu tavanice. Protiv preturanja vezani su između flanši stuba zgrade koji stoji u ravni parapeta, protiv horizontalnih sila bočno učvršćeni za stubove zgrade ili za čelične stubove visine parapeta koji su usidreni u tavanici.
3 Ploče od teškog
ili lakog betona sa nabetoniranim proširenjem, ili sa ugaonikom koji je učvršćen na ubetoniranim sidrenim šinama obešen im na ivici tavanice. 3.1 Horizontalne sile prihvataju gornja uč vršćenja na malim čeličnim stubovima visine parapeta, 3.2 ili na donjoj ivici, kosi štapovi ispod tavanične ploče.
Deformacije Kod masivni h parapetnih ploča postavljenih prema prostoru postojeće temperaturne razlike prema tavaničnoj konstrukciji sa kojom su vezane, relativno male, tako da uč vršćenja pomoću čeličnih elemenata (npr., ugaonika, podvezica i čepova) po pravilu ostavljaju dovoljno prostora za eventualna relativna pomeranja. Isto po pravilu važi i za promenljive ugibe tavan ica usled delovanja opterećenja. Kod monolitne veze prema sl. 4 treba da se računski prate termičke deformacije i tako nastale sile.
Elementi za učvršćenje • Zidani parapeti se ugrađuju u čeličnu konstrukciju. • Čelični elementi za učvršćenje ubetoniraju se u prefabrikovane betonske ploče, npr., ankerske šine ili ankerni zavrtnjevi, koji se učvrste za rebra, sl. 7, str. 342. • Kod ploča od gasbetona mora se čep provući skroz, jer nisu mogući nikakvi ugrađeni delovi (naduvan, a zatim sečen materijal). Učvršćenja treba da zadovoljavaju iste zahteve zaštite od požara kakvi se postavljaju i kod parapeta.
Za zaštitu tavaničnog prostora i natprozorske trake učvršćuju se na ivičnom nosaču čelične konstrukcije ili na jednoj posebnoj lakoj čeličnoj konstrukciji prefabrikovane ploče od cementnih vlakana ili kalcijum silikata, prema sl. 2-4, na str. 303.
2 Ploče od teškog ili lakog betona koje pokrivaju područje parapeta, tavanice i natprozorske trake, kod rastojanja između stubova od oko 3,60 m obešen ih na gornjoj ivici stubova, detalji - vidi str. 342. Drugo uč vršćenje na donjoj ivici parapetne ploče sprečava odizanje kod sisanja usled vetra. Spojnica između parapeta i tavanice mora biti zaptivena u pogledu zvuka i vatre, ali i elastična.
4 Jače armirana betonska ploča sa izvedenim kanalom betoniranim na licu mesta, u koji ulaze šipke armature od parapetne ploče i od tavanične ploče, betonira se na licu mesta, pa se tako ostvaru je monolitna veza. Ovakav način građenja je kod čeličnih konstrukcija izuzetak i primenjuje se samo, ako se stubovi zgrade nalaze sa većim među razmacima iza ravni fasade, a zona natprozorske trake je preniska za efikasno dej-
stvo ispod tavanice. Parapetna ploča je u tom slučaju istovremeno i ivični nosač parapetske ploče, i zbog svoje krutosti. preuzima na sebe značajne sile. Ploča i njena veza se moraju za to i dimenzionisati.
341
Uslovi oslanjanja i statičko naprezanje parapetnih ploča Parapetne ploče primera na str. 341 imaju sledeće uslove oslanjanja iz kojih se dobija naprezanje, a time i potrebna armatura plo-
3.1
če:
'I trostrano oslonjena pioOp, uklještena na donjoj ivici ' 2 dvostrano oslonjena ploča 3.1 trostrano oslonjena ploča sa prepustom dole 3.2 kao i prethodno, ali sa prepustom gore, 4 u sredini ploča uklještena duž jedne linije sa prepustom gore i dole.
3.2
2
Detalji vešanja ploča na stubove Stubovi zgrade koji stoje tesno iza spoljašnjeg zida često pružaju jednostavne višestruke mogućnosti spajanja za parapetne ploče kao i za fasadne ploče visine sprata, ako samo nije rastojanje između stubova preveliko. Učvršćenje ploča za stubove mora da se izvede obostrano barem na dva mesta (gore i dole). Spojni elementi, koji probijaju oblogu od požarno zaštićenih stubova, moraju se posebno obmotati vatrostalnim materijalom ili pokriti vatrostalnim građevinskim elementima. Tri primera za to:
4
5.1
5.2
5 Učvršćenje neposredno na flanše stubova ili na navarene čelične podvezice pomoću čepova koji dopiru u sidrenu šinu ubetoniranu u ploču. Mogućnost podešavanja pomoću izduženih otvora, sidrenih šina i eventualnih podnožnih ploča.
6.1
7.1
6.2
6 Učvršćenje na jedno- i~i dvozidne konzole kod stubova koji su smešteni pozadi, kao i pre, pomoću čepova i sidrenih šina. 7 Učvršćenje pomoću para rebara koja su navarena neposredno na flanšu stuba ili na čeličnu konzolu. Rebra nose jednu probu-
šenu ploču koja prima čepove za vešanje zida. Visinsko podešavanje pomoću matice čepa za nošenje. Data je svestrana moguć nost pomeranja. Navare ni nastavci spreča vaju iskliznuće za vreme montaže. Nakon podešavanja ploču glave zavariti.
Elementi obloge visine Elementi obloge koji imaju visinu sprata mogu svojim opštim izgledom da veoma mnogo liče na fasadne elemente prema sl. 4 na str 333. No konstrukcijski, oni su izgrađeni potpuno drugačije; to nisu jednoslojne panelne konstrukcije, već dvoslojne hladne zidne konstrukcije. Obložni elementi su većiItOm od metalnih limova, no oni mogu da budu i od poliestera ojačanog staklenim vlaknima ili od tvrdih slojeva PVC, koji se u jednom obliku prskaju (PE), ili se izvlače (PVC). Prozorski otv~ri su specijalno obrađeni. Zbog ukrućenja
8.1
342
protiv vetra oni imaju oivičene duboke boč ne flanše, koje istovremeno služe za preklop spojnica. Unutrašnja ljuska može da se sastoji od ploča od gasbetona visine sobe sa izrezanim prozorskim otvorima koji se nalaze dole na ivici tavanice, pa se pomoću ugaonih šina (dole) i ugaonih podvezica (gore) učvršćuju na noseću konstrukciju zgrade. Unutrašnja ljuska je sa spoljašnje strane skroz obložena toplotno izolacionim pločama (većinom ploče iz mineralne vUr)e). 8 Elementi obloge se po pravilu učvršuju vešanjem. Pri tome može Z-profil od pocinkovanog čelika sa žljebom na spoljnoj strani služiti za to da se sidrana šina učvrsti na ivicu tavanice. 8.1 Izrada ukrštavanja horiiontaine i vertikalne razdelnice sa potrebnim falcovanjem flanši zbog odvođenja vode od oborina, odvojeno i zajedno spojeno. Za pomeranja usled toplote postoji u žljebovima dovoljno prostora. Zbog provetravanja sa zadnje strane potrebni su na preklopima razrezi gore i doJe.
Balk.oni za evak.uaciju, galerije Iz sledećih funkcionalnih razloga ispred fasade mogu da se zahtevaju pomoćni balkoni, galerije ili staze: • Redovno korišĆene saobraćajnice za horizontalno spajanje spratova, kao galerije ili natkriveni hodnici. • Putevi u smislu građevinskih propisa za spajanje prostorija za boravak stepenicama, balkonima za nuždu ili mostićima. • Skele za čišćenje prozora kao i za radove na održavanju fasade. • Krute horizontalne naprave za zaštitu od sunca, pretežno na južnim stranama, koje su u izuzetnim slučajevima i prohodne. • konzole (prepusti) zbog povećanja požarnih puteva između spratova kod nižih visina natprozorskih traka ili parapeta. Prema tome, građevinski zahtevi se usmeravaju u odnosu na protivpožarnu zaštitu (vatrostalnost, prigušivanje vatre, nezapaljivost, zaptivenost protiv dima, i dr.) i u odnosu na pokretno korisno opferećenje. Na odgovarajući način treba da se bira konstrukcija balkona ili staze (mostića). Kod noseće če lične konstrukcije postoje i druge moguć nosti. Gde noseći profili prodiru kroz spoljašnji zid, toplotni mostovi su neizbežni. Ponekad se na unutrašnjoj strani mora naneti izolacioni omotač koji treba da ulazi barem 50 cm duboko. U prostorijama sa visokom vlažnošću vazduha treba da se preko izolacionog omotača nanese omotač od folije kao brana protiv difuzije vodene pare. Tavanični nosač ili prepusti koji ulaze u spoljašnji zid treba da se u ravni spoljašnje površine fasade opreme sa navarenom "ogrlicom-flanšom", kako bi se na njoj moglo izvesti spajanje, zaptivač prema vetru i kiši, spoljašnjeg pokrivnog sloja fasadne konstrukcije.
9 Prefabrikovane betonske ploče sa bočnim ivičnim nadvišenjima zbog povećanja krutosti prema savijanju kao i protiv prelivanja kišnice. Ispod nastavaka ploče je smešten čelični oluk za kišu (pocinkovan zbog vatre), koji leži na konzolnom nosaču i iz koga voda prema spoljašnjosti odlazi kroz produžetak oluka, a prema unutrašnjosti pomoću vertikalnog oluka. Betonska nadvišenja protiv prelivanja vode na spojnicama kod sastavaka ploče obrazuju izdignute pragove. Zaptivanje pomoću kita na spojnicama nastavaka ne predstavljaju, zbog pomeranja usled toplote, nikakvo trajno rešenje.
2
1.2 Tavanični nosači leže upravno na fasadu, prolaze kroz nju sa prepustom spolja, pri čemu stubovi zgrade mogu da stoje iznutra (1) ili spolja (2). Tavanična ploča (beton) ne prolazi skroz već ide samo do kontinuainog spoljašnjeg zida, jer bi inače trebalo da se očekuju trakasti toplotni mostovi, a pored toga i termički naponi.
3.4 Konzolni nosači, koji su navareni na sfubovima zgrade, nose balkon ili stazu, pri če mu stubovi mogu da stoje iznutra (3) ili u ravni spoljašnjeg zida (4). U poslednjem slučaju stubovi su dopunski napregnuti savijanjem.
8
S.6 Konzole navarene na tavanični nosač 7.8 Vešaljke, koje su obešene na prepuštenose balkon ili stazu, pri čemu tavanični no- nom tavaničnom ili krovnom nosaču, nose sači mogu da idu upravno na fasadu (5) ili balkon lli stazu pri čemu su balkonski nosaparalelno sa njom (6). U prvom slučaju veza či obešeni samo na spoljašnjoj strani, a na je jednostavnija. U drugom slučaju potre- zidnoj strani spregnuti samo protiv klaćenja. ban je u prvom tavaničnom polju jedan me- sače, ili su na obe strane obešeni (8), a na đunosač. kako bi se izbeglo da ivični tava- zidnoj strani spregniti samo protiv klaćenja. nični nosač bude napregnut torzijom. U poslednjem slučaju nastaju samo veoma mali, tačkasti toplotni mostovi na prozorima gde su čepovi.
10 Na ivicama izdignuti, zbog vatre pocinkovani čelični limovi sa površinski m profilisanjem, ili sa profilisanim gumenim trakama zbog opasnosti od klizanja, koji su izgrađeni slično konstrukcijskim principima pokrivanja betonskom pločom prema sl. 9. Prepušteni noseći profil je u ovom slučaju na mestu gde se ploča nastavlja odmah izgrađen i kao oluk, te odvodi kišnicu u vertikalni oluk koji se nalazi na zidu.
11 Samono5eĆi, zbog vatre pocinkovani če lični roštUj4 položeni u čelični okvir od ugaonika. Oni se primenjuju samo za neke sporedne nameoe, npr., za balkone za evakuaciju ili za prohodne staze koje služe za čiš ćenje i održavanje fasade, kao i u unutrašnjosti zgrade u tehničkim spratovima kao staze za opWživanje.
Uređaji za spoljašnje vozne komunikacije
Kod viših zgrada, gde se negovanje i održavanje fasade i pripadajućih uređaja (npr., svetlećih reklama) ne može sprovoditi sa galerije i pomoćnih balkona, potrebni su uređaji za spoljašnje. vozne komunikacije, naročito kod fiksiranog zastakljenja. Sastoje se od: • krovnih kolica • vozne korpe, • vozne staze na krovu i • ponekad vođice na fasadi. -, Putem spoljašnjih voznih uređaja delovi fasade treba da budu dostupni, npr. izbočeni i unutrašnji uglovi; kod horizontalnih i vertikalnih izbočenja mora da postoji moguć nost prolaza. Uređaji za spoljašnje vozne komunikacije podležu strogim propisima u odnosu na sigurnost u Saveznoj Republici Nemačkoj to su odredbe i tehnička pravila za liftove. posebno se zahteva siguran prilaz voznoj korpi kao i slobodan prostor pored krovnih kolica (širok 40 cm, visok 180 cm). Nadleš~.vo koje vrši prijem, izvodi i ispitivanje (TUV, TOA).
"1 Krovna kola na šinama sa krutim polugama.
Primenjeni sistemi 1 Krovna kola se voze na šinama. Kao sigurnost protiv preturanja imaju dodatna šinska klešta. To je uobičajen način izrade. :2 Krovna kola imaju gumene točkove i voze se po tvrdom krovnom pokrivaču, a uz parapet se vode pomoću šina. Ona imaju punu sigurnost protiv prevrtanja. 3 Krovna kola se voze kao i vozna "mačka" na dve šine na parapetu, koji osim opterećenja treba da preuzme i moment preturanja u slučaju neravnoteže. Primenjuje se samo kod skučenog prostora. Vozna korpa Postoje vozne korpe za jedno lice (korisno opterećenje 1,2 kN), za dva lica (2,5 kN) ili više. Parapet je visok 1,0 m, spoljašnja ograda 20 cm. Radi sprečavanja vibracija vise ~~zne korpe najčešće na 4 užeta. Zbog zastite fasade one imaju na unutrašnjoj strani mekane profile ili točkiće od plastične mase. Kontaktom ispod poda korpe isključuje se spuštanje kod dodira zapreke. Korpe imaju uređaj za upravljanje svim funkCijama krovnih kola, a često i uređaj za razgovor.
2 Krovna kola sa gumenim točkovima sa poIugama gde postoji mogućnost dizanja i spuštanja.
Krovna kola Krovna kola imaju na voznoj šasiji sve uređaje potrebne za rad vozne korpe. Ona visi na 1, ili češće, na 2 poluge koje su izrađene krutim, ili sa mogućnošću dizanja i spuštanja i/ili sa mogućnošću zaokretanja. Vozna korpa se spušta 1 kod krutih poluga zaokretanjem gornjih kola, :2 kod poluga sa mogućnošću dizanja i spuštanja posle punog zaokretanja gornjih kola, 3 kod poluga sa mogućnošću zaokretanja u voznu stazu bočno od gornjih kola. Vozna staza na krovu Kolosek i šine na parapetu slede ivicu krova. Oni moraju kod spoljašnjih ili unutrašnjih uglova održati minimalan poluprečnik, specifičan za uređaj. Kolosečnom uređaju pripadaju: • okretnice za menjanje pravca, • pokretno postolje za poprečno pomeranje, • uređaj za dizanje za savladavanje stepenika. Učvršćenje šina, str. 360, sl. 4-6. Uređaji za spoljašnju vožnju se parkiraju • vidljivo na ivici krova ili • na krovu sa natkrivenim garažama.
3 "Mačka" na parapetu sa obrtljivim polugama.
6.1
Putanje šina na krovu
4.1 Spoljašnja kriva 4.3 okretnica
4.2 unutrašnja kriva 4.4 pokretno postolje
4.5 krovna garaža 4.6 prilaz garaži 4.7 položaji vozne korpe kod obrtljivih poluga ili kod okretnice 4.8 položaji vozne korpe kod poluga sa mogućnošću naginjanja.
344
5.3 5.2 na fasadi 5 Kod zgrada viših od 60 m moraju vozne korpe da se vode na fasadi, npr., 5.1 na I-profilima sa dva točkića na svakoj strani. 5.2 pomoću jednog točkića u malom !;-profilu. 5.3 pomoću tri točkića u velikom e -profilu. Ako nedostaje profil za vođenje, može se korpa voditi pomoću zategnutih užadi. Vođenje
6 Učvršćenje
6.2
šina za parapet 6 Kod čeličnog skeleta učvršćuju se obešine na dve konzole a one se celishodno navaruju na vertikalan čelični profil tako 6.1 da je učvršćenje na glavi stuba ili 6.2 da postoji produženje samog stuba.
Sledeće fasadne konstrukcije predstavljaju
primere iz prakse. One su u nekim primerima usklađene građevinsko-fizički i konstrukcijski. Mnogostrukost oblikovnih i konstrukcijskih aspekata kod projektovanja uslovljava da pojedine konstrukcije ne predstavljaju uvek
sistemski čiste primere vodećih izvođenja. Veoma često one su prelazi između dva sistema ili sadrže elemente drugih konstrukcijskih sistema. No one time kod fasada u če ličnim konstrukcijama visokogradnje pokazuju mnogostrukost konstrukcijskih i oblikovnih mogućnosti.
Eli
Fasade sa SllJlbic::imla 1 Fasada sa stubićima ("Pfosten", nemački izraz, prim. prev.) sa stubovima zgrade od I PE-profila koji leže spolja i istovremeno služe za ukrućenje fasade. Bočno postavljeni fasadni elementi imaju silikatne ploče kao zadnju i bočnu požarnu zaštitu stubova. Fasada zavesa se sastoji od pocinkovanih profila od valjanog čelika sa izolaciono stakljenim prozorima i spojenim parapetskim panelima. Spoljašnji sloj panela je od opal nog stakla (Veterinarski fakultet Slobodnog univerziteta Berlin, arhitekti: Lukhardt, Vandelt).
,o
lI
:2 345
3 Trakasta fasada sa uskim panelnim trakama u visini zone tavanice inatprozorskih traka, pri čemu se sam panel primenjuje kao noseći element. Pričvršćuje se na konzole koje su zavarene na cevastim stubovima koji se nalaze pozadi. Vertikalni aluminijumski glavni profili izolaciono zastakljene prozorske trake koja ima visinu sprata, služe prevashodno kao ukrućenje za vetar. Paneli tavaničnih traka su spolja pokriveni aluminijumskim žaluzetama.
4 Trakasta fasada sa neprekidnim panelnim trakama u visini zone tavanica i natprozorskih traka. Panel kao noseći element nije uobičajen. Pričvršćuje se za konzole koje su za ivične tavanične nosače vezane zavrtnjevima. Vertikalni glavni profili prozorske trake visine prostorija služe prvenstveno kao ukrućenje za vetar. Oni su dvodelni. Spoljašnji deo se sastoji od čelika otpornog na vremenske nepogode. Prozorska traka sadrži fiksirano izolaciono zastakljenje, prozorska krila i zatvorene panele. Zidni profili imaju neprekinute neoprenske profile koji su učvršćeni zavrtnjevima kroz unutrašnje i spoljašnje pokrivne letve. Metalni profili imaju spolja ljusku od čelika otpornog na vremenske nepogode. Oni su u tavaničnoj traci ispunjeni tkaninama od mineralnih v/akana, a u prozorskoj traci sa PU-penom kao toplotnom izolacijom. [Slobodni univerzitet Berlin, arhitekte: Vuds (Woods), Šidheim (Schiedhelm)].
346
Fasade od šprosni 5 Fasada od šprosni, sa vertikalnim glavnim, i horizontalnim sekundarnim profilima koji se nalaze iza ravni fasade. Šuplji pravougani profili od čelika (140/70 mm) sadrže istovremeno i dovode i odvode sistema za grejanje, a zbog klimatizacije prostorija se provetravaju. Izolaciono zastakljenje i paneli su učvršćeni spoljašnjim aluminijumskim letvicama i neoprenskim zaptivačima. Izolacioni paneli od čeličnog lima imaju unutra u oblasti parapeta vatrostainu oblogu od izotermita (20 mm). U oblasti tavanica i natprozorskih traka primenjuju se paneli sastavljeni od ploča od azbest-cementa u drvenim okvirima. Prepusti okolnih balkona sastoje se od linijskih čeličnih okvira koji su kod tavanice i natprozorskih traka učvršćeni za T-profile fasade (administrativna zgrada Estel, Nijmegen, Holandija, arhitekte i inženjeri: Drexhage, Sterkenburg, Bodon, Fenstra, Pleger; integrisana fasada fabrike Gartner).
Fasada od šprosni sa vertikalnim glavnim i horizontalnim sekundarnim profilima koji se nalaze iza fasade. Na šupljim pravougaonim profilima od pocinkovanog čelika aluminijumski profili su učvršćeni za prozore sa izolacionim zastakljenjem, i za sastavljene, provetravane profile. Izgradnja panela od spoljašnjosti prema unutrašnjosti: alu-ploče, vazdušni prostor, ploče od azbest cementa, PU-pena, alu-folije, ploče od azbest-cementa kao protivpožarna zaštita (EDV-zgrada fabrike Rollei, Braunšvajg, arhitekta Hen).
«)
6
347
II
Fasade visine sprata 1 Fasade od elemenata, od paneinih delova visine prostorije, sa ugrađenim prozorima. Veličina panela 280 x 118 cm. Elementi su potpuno prefabrikovani, na gradilištu samo montaža. U visini prepuštenih tavaničnih nosača nalazi se toplotno izolacioni, ivični nosač u:'oblika, ispred' zone tavanica i natprozorskih traka. Elementi visine sprata za Ukrućenje protiv vetra su fiksni, izolaciono zastakljeni prozori oivičeni metalnim rebrima. Izgradnja, elemenata od iznutra prema spoljašnjosti: livene aluminijumske table, PU-pena, zaštitna folija za paru, unutrašnja obloga: gips karton ili azbest-cement. (Upravna zgrada Sime ns, Pariz, arhitekta Zerfis (Zehrfuss».
I 'i':
~ ~
"'===
~
"'=== ,.-J
7
l! !I
U
l!
~I
LJ
8 Fasadna obloga od aluminijumskih tabli visine sprata sa ugrađenim prozorskim elementima u vidu obrtnih krila. Radi ukrućenja za vetar obložne table su formirane prizmatično, a sa strane su obrubljene. U vertikalnoj spojnici su obrubljene flanše pozadi međusobno vezane zavrtnjevima, a u horizontalnoj spojnici, zbog provetravanja sa zadnje strane, preklopljene su. Iza vazdušnog sloja nalaze se elementi od lakog betona, koji na unutrašnjoj strani imaju još i oblogu. Fasadne obloge visine sprata spolja se čes to jedva razlikuju od elemenata fasade. (Zgrada Alcoa, Pitsburg/SAD, arhitekte: Herson i Abramovie ).
8
348
Obloge parapeta 9 Obloga parapeta od aluminijumskih tabli debljine 8 mm, nalazi se ispred masivne zone parapeta. Tavanice i natprozorske trake provetravane sa zadnje strane. Za ukruće nje protiv vetra prolazi spolja aluminijumski T-profil, sa nastavcima po spratovima, uzduž ispred zone natprozorskih .traka i skroz kroz zonu par-apeta. Učvršćenje je na donjem kraju izvedeno na zglobnim konzolama koje su zavarene na prepust tavaničnog no-. sača. Prozorska traka sastoji se od alu-profila·sa fiksiranim izolacionim zastakljenjem, a nosi ga masivni parapet. Izgradnja parapetne zone: alu-table, vazdušni sloj. ploče od mineralne vune, zid od opeke, odnosno, armiranobetonske podvlake. (Administrativna zgrada Deki, Minhen, arhitekta Hen).
10 Obloga parapeta od eloksiranih aluminijumskih tabli koje se provetravaju sa zadnje strane, a nalaze se ispred masivne parapetne ploče. Parapetna ploča ide do donje ivice natprozorske trake. Ona se sastOji iz lakog drvenog betona, dugačka je 7,50 m, a ob ešena na konzolama sa mogućnošću podešavanja. Konzole su zavarene za stubove zgrade. Na spoljašnjoj strani ploča trebalo bi da se prema sadašnjim propisima za zaštitu od toplote postavi ploča od mineralne vune kao dodatna toplotna izolacija. Prozorska traka koja se nalazi na parapetu sastoji se iz aluminijumskog profila i sadrži zastakljenje kao zaštitu od zvuka koja se sastoji od: spoljašnjeg izolirajućeg stakla, vazdušnog sloja i jednostrukog stakla na unutrašnjoj strani. (Visoka kuća "SFB", Berlin, arhitekte Tepac i eander).
10
349
Obloga
noseće
konstrukcije
11 Obloga stubova i ivičnih nosača noseće konstrukcije. Stubovi zgrade i ivični tavanič ni nosači su zavareni čelični!;profili. Stubovi zgrade su postavljeni poprečno, imaju vatrostalni omotač od prskanog maltera, i obloženi su čeličnim limovima otpornim na vremenske nepogode koji prate oblik profila. Ivični tavanični nosači su na unutrašnjoj strani dodatno izolovani toplotnom izolacijom. Oblaganje čeličnog lima ivičnih tavanič nih nosača sprovodi se samo na flanšama, rebro je neobloženo (Korporacija Trinity Place, Njujork/SAD, arhitekte Skidrnour, Ouings i Meril).
11
12 Obloga stubova i ivičnih nosača čelične konstrukcije od čelika otpornog prema vremenskim nepogodama, kao izgubljena spoIjašnja oplata. Stubovi zgrade od 2 ukrštena l-profila, a tavanični nosači kao rešetkasti nosači od T-profila su iz razloga protivpožarne zaštite potpuno obmotani betonom izrađenim na licu mesta. Pri tome spoljašnja obloga služi kao izgubljena oplata. Umovi parapetne obloge nose zbog usidrenja na unutrašnjoj strani moždanik za sprezanje. Toplotna izolacija spoljašnjeg zida ne postoji. U toplijim klimama to može da bude prihvatljivo (Gradski centar, ČikagoISAD, arhitekte Marti, Skidrnour, Ouings i Meril).
12
350
Karakteristike krovova kod čeličnih spratnih zgrada Funkcije krova
351 351
Fridrih Haferland
Građevinsko-fizički
aspekti Toplotna izolacija krovova Difuzija i kondenzacija vodene pare Zaštita od zvuka
Izgradnja ravnih krovova Konstrukcijske mogućnosti Dimenzionisanje trapezastih limova Slojevi ravnog krova Primeri konstrukcija Topli krovovi Hladni krovovi Obrnuti krovovi Veze krova Detalji krova
352 352 353 353 354
355 356 357 358 359 360
Karakleristikekrovova kod čeličnih spratnih zgrada Visoke čelične zgrade imaju gotovo bez izuzetka ravne krovove, retko kose krovove. Ravni krovovi se pretežno izvode kao topli krovovi, koji se odvod nj avaj u prema unutra. Kako se kod visokih čeličnih građevina retko ostavlja noseća konstrukcija krova vidljivom, pokrivanje obešenim pločama je pravilo. To s jedne strane unosi građevinsko-fi zička pitanja, ali s druge strane omogućuje ekonomična protivpožarna zaštitna rešenja. Noseća konstrukcija krova Konstrukcijski se krovovi formiraju po istim principima kao i međuspratne konstrukcije. Krovna konstrukcija se sastoji od čelične noseće konstrukcije i krovne ploče. Čelična noseća krovna konstrukcija je zbog manjeg opterećenja lakša od tavanične noseće konstrukcije, rastojanje krovnih nosača najčešće veće. Prema izgradnji krovne ploče razlikuju se laki i teški krovovi. Laki krovovi imaju e čelične trapezaste limove ili - ređe - aluminijum kao noseći element. Teški krovovi, koji se često biraju zbog zaštite od zvuka, sadrže slojeve vezane cementom u sledećim oblicima: e noseći trapezasti limovi na njima postavljenim sa prefabrikovanim betonskim ploča ma ili sa betonom betoniranim na licu mesta e trapezasti limovi kao izgubljena oplata sa nosećom betonskom pločom betoniranom na licu mesta
e trapezasti . limovi u površinskoj sprezi sa betonskim nadslojem (spregnuta ploča) e prefabrikovane betonske ljuske sa slojem betona odozgo e prefabrikovane betonske ploče od gasbetona, lakog ili teškog betona.
Funkcije krova
razloga, krovna konstrukcija nalazi u podkoje je većinom dovoljno toplo.
ručju
e Na unutrašnjoj strani krovova se zbog poboljšane akustike prostorija mere za površinsku apsorpciju pod funkcijom 8 koriste jače nego kod zidova. Kada se iz razloga protivpožarne zaštite ili zbog pokrivanja nosača i vodova zahteva plafon, onda on preuzima funkciju apsorpcije.
Funkcije krova kao razvojnog elementa između spoljašnje i unutrašnje klime u klimatološkom aspektu odgovaraju onima kod spoljašnjeg zida. 1 U poređenju sa vertikalnim spoljašnjim zidovima ipak imaju kod kosih ili horizontalnih krovova pojedine funkcije drugo značenje, osobito kod ravnih krovova. e Refleksioni sloj pod funkcijom 1 dobija posebno značenje, jer su, uopšte, krovovi izloženi većem sunčanom zračenju nego spoljašnji zidovi. To se događa naročito za crne, bituminozne zaptivne slojeve ravnih krovova sa visokim stepenom apsorpcije č'e '''''','''''' zračenja. Osim toga može kod svih zaptiv~~are~~ksioni Slot~~~~~~~~~~~, spolja nih slojeva organsko delovanje ultravioletoborine nog zračenja biti škodljivo za njihovu otpor2. zaptivanje protiv kiše pritisak vetra tempera ura nost. 3. zaptivanje ·4. toplotna e Zaptivanje protiv oborina pod funkcijom 2 vet mora kod ravnih krovova biti ispunjeno za4 tvorenim zaptivnim slojem; nasuprot krovo5 vima u nagibu ili spoljašnjim zidovima, gde 6 7 8 se zaptivanje može zadovoljiti preklopljenim pokrivačima ili pločastim oblogama. e Kod toplih krovnih konstrukcija se brana protiv pare, pod funkCijom 7, iz tehničkih razloga obično nanosi na, a ne ispod krovne ploče, gde se zimi, iz građevinsko-tehničkih
il0~
l
lt
351
~!!li!
R
g
g
@
g
~
s?
o
ST
I
I
I
I
I
I
I
I
I
sa zračenjem (nestacionarno )
~ I
7 I
leto. zima ~.---I (stacionarno )I(stacionarno)
~- .~<~Većina u građevinsko-fizičkoj sprezi tretiranih građevinsko-fizičkih mera za spoljašnje
zidove odgovara i kod krovova, jer se i ovde radi o graničnim elementima između spoljašnje i unutrašnje klime. U oba slučaja su proračunske pretpostavke za zaštitu od toplote i vlage iste. Izvesne specifičnosti kod krovova slede iz drugačijeg položaja i drugih konstrukcijskih podataka koji su s time povezani.
//:.-:--/> :,//%<,>
anvelopa -~"-.
bez gornje toplotne zaštite
sa obešenom tavanicom i apsorpcionom tkaninom
TOlo'o'tna
iZ(llla(~ila
\ 2.1
2.2
kondlendr:a(~iia
krovova
Kao najveća vrednost koeficijenta toplotne prolaznosti, prema dopunskim odredbama
~:.~I~ 0~1?8 w~~I~~2 ~~d kr~~~:~vav~~
težinom ~ 300 kg/m po _jedinici povrŠine važe viši zahtevi norme DIN 4108, zavisno od teži nske klase i oblasti toplotne zaštite. Kod proračuna srednjeg maksimalnog koeficijenta toplotne prolaznosti km•max ljuske zgrade udelu od krova priznaje se bonus. Ko . Fo), jer krov ostva-faktor 0,8 (tj. ruje od sunčanog zračenja srazmerno veći iznos je time toplotni gubitak smanjen. se kod svih krovova sa specijalnim zaštitnim slojem bez teškoće vrednost ~ 0,50. treba i da se vrednosti. debljina zasloja kod od veštačke smole se većinom d = 5 ...6 cm, visno od veličine toplotne (A.) ostalih
li pojačane pre sunčanog
ovom
veoma velike, velikim zagrevanjem od (tačkasfa linija kao gra-
nica kolebanja). 2.2 Obešene tavanice sa mirnim vazduhom u šupljem tavaničnom prostoru imaju na
352
plafona mogu uticati negativno, bilo dovođenjem toplote iz klima-kanala ili toplotnih vodova. «I Kod većeg rastojanja između dilatacionih razdelnica treba da se statički ispitaju dilatacije krovne ploče usled uticaja toplote. Noseća krovna konstrukcija je kod čeličnih konstrukCija u opštem slučaju čvrsto vezana sa stubovima (i sa jezgrom). Pomeranja krova izazivaju naprezanje stubova savijanjem, što je kod pendel stubova statički uglavnom bez značaja. Ako se očekuju relativna kretanja između krova i spoljašnjih ili unutrašnjih zidova, mora se o tome voditi računa pri konstrukciji zida i zidnih veza. Vidi i str. 180 i dalje.
bez donjih toplotno zaštitnih slojeva
2.3
unutrašnjoj strani izolaciono toplotno stvo, što dovodi do većih temperaturnih koi toplotnih pomeranja u krova. Ovo se dejstvo može znatno povećati, ako zvučne između suse iz sednih kod zidova bez vrata na obešenu pro-
vodene pare
Slojevi materijala sa toplotno izolacionim dejstvo m koji se nalaze na unutrašnjoj strani mogu u vezi sa slOjevima koji usporavaju ili sprečavaju paru u blizini spoljašnje strane da izazovu difuziono-tehničke probleme. Kao praktičan primer mogu za to da služe krovovi tipova 2.1 i 2.2. Za kontrolu kondenvodene pare je za hladne zimske mesece značajan tok pritiska zasićenja vodene pare (Psi - Psa), zavisan od temperature, unutar konstrukCije do brane protiv Pritisak zasićenja vodene pare koji u brani protiv pare određuje meru za dopustivu relativnu vlažnost vazduha u prostorijama, da bi se sprečilo c:.h/l:!r,~niil!:ll kondenzata u konstrukciji. 3.1 Porozne krovne ploče od ili betona imaju relativno nizak faktor otprema difuziji (J.I,), tako da gustina diiznutra u konstrukciji može da nnc:.Y!:!11FiI1!:ll relativno velika. No kako pokrivač kod ravnih krovova mora ni"<~lfti;;n,n tretirati kao brana pare, ne može vodena da izbije Iz • QL'YYIR morala se i na isto staviti brana protiv pa može tehnički teško Premazima se
I
I
3000
2500
2cioo
1500
1ObO
Pri ograničenju na sisteme izgradnje ravnih ili kosih krovova kakvi se u čeličnim konstrukcijama najčešće primenjuju razlikuju se • neprovetravani topli krovovi i provetravani hladni krovovi, a prema težini krovne ploče • laki krovovi i • teški krovovi.
o hladnim krovovima se govori kada konstrukcija sadrži u unutrašnjosti iznad toplotno izoJacionog krova vazdušni prostor koji se spolja provetrava. Brana protiv pare ispod toplotno izolacionog krova ovde često nije potrebna, jer se unutra difundovana para može ukloniti provetravanjem ; prolaz vazduha iz prostorije ovde je isključen. Šuplji prostor za provetravanje dobija se kod obostrano obložene čelične konstrukcije kod lakih krovova često·automatski iz konstrukcije krova, zbog čega se ova konstrukcija često izgrađuje kao hladni krov. Kod toplih krovova, nasuprot, izgradnja slojeva obrazuje zatvoren paket slojeva. Kako se gornji sloj krova može· uvek posmatrati kao zapreka za paru, potrebna je ispod toplotno izolacionog sloja brana za paru.
1.1 Lak topli krov od čeličnih trapezastih limova na čeličnim krovnim nosačima sa gornjim toplotno izolacionim slojem i zaptivnim slojem krova u jednom paketu. Ako se izvrši zaptivanje preklopa i nastavaka limova, noseći trapezasti lim služi odmah i kao brana protiv pare.
1.2 Teški topli krov od prefabrikovanih betonskih ploča ili trapezastih limova sa betonskim slojem odozgo, na čeličnim krovnim nosačima sa branom protiv pare izgrađenom odozgo, toplotno izolacionim slojem i slojem za zaptivanje krova u jednom paketu.
b
5bo Psa
I
l'fjmax I
3.1
'fj(%1
90 80 70605040302010
O
Psa
1.3
• Poboljšanje toplotne izolacije na gornjoj strani spolja, da bi se na izolacionom· sloju za paru zimi povi sila temperatura, kod tipa 3.1 debelim izolacionim slojem i branom za paru na ploči od lakog betona. • Zagrevanje donje strane tavanice u šupljem prostoru kod obešen ih tavan ica (tip 3.2) dovođenjem toplog vazduha iz prostorije ili toplote ii klima kanala, odnosno, direktno zagrevanje grejačima u šupljem tavanič nom prostoru.
Zaitita od zvuka tJ blizini aerodroma može zvučna zaštita krovova od buke od vazdušnog saobraćaja zahtevati određenu pažnju. U normi DIN 4109 "Zaštita od zvuka u visokogradnji", nisu do sada sadržani neki minimalni zahtevi za zvučnu izolaciju. Naprotiv, treba da se uvažavaju odredbe o zvučnoj zaštiti prema buci od aviona (BGBIl, 1974), gde treba da se u zavisnosti od zvučno ugroženih oblasti održavaju određene mere za zvučnu izolaciju krovova. Kako kod izolacije od zvuka iz vazduha dobija značaj težina konstrukcije po jedinici površine, treba da se prednost daje težim konstrukcijama, sa. težinom ~ 350 kg/m 2 , pri čemu se postiže iznos zaštite od zvuka R~ == 50 dB. Kada ravni ili blago nagnuti hladni krovovi imaju gornji pokrivač od trapezastog lima, može u prostorijama ispod krova (ja dođe do buke pri gradu ili pljusku. Protiv toga moraju se preduzeti mere protiv tutnj~lnja ili izolacija zvuka.
1.3. Lak hladni krov sa obostrano obloženim krovnim nosačima sa šupljim prostorima za provetravanje. Toplotno izolacioni sloj (zbog izbegavanja toplotnih mostova) nalazi se ispod čeličnih nosača u nivou kontraletava. Dole se nalazi tavanična obloga. Kako ona po pravilu ima spojnice, obavezno se zahteva folija kao vazdušna zaptivka po celoj površini (istovremeno usporava paru). Gornji krovni sloj može da se sastOji od drvene oplate sa zaptivnim trakama, ili, kod blago nagnutih krovova· od preklopljenih profiInih limova. čeličnim
Konstrukcijski aspekti kod čeličnih trapezastih limova U normi DIN 1055 "Proračunska optereće
nja u građevinarstvu" za sile sisanja od vetra dati su kod ravnih krovova za ivice i uglove krovova povišeni koeficijenti strujanja (v. i stranu 255). Ispitivanja su ipak pokazala da ove vrednosti mogu da. budu kod vršnih olujnih udara značajno prekoračene. Stoga slojevi izgradnje krova treba da budu sigurno pričvršćeni na nosećoj krovnoj ploči. To nije slučaj kada su toplotno izolacioni slojevi prilepljeni neposredno na trapezasteJimove. Ovde se često primenjuje vruć bitumen kao sredstvo za prianjanje ili lepak. Pri tome treba da se misli na:
1.4 Težak hladni krov sa teškom krovnom pločom kao kod 1.2, iznad toplotno izolacionog sloja postavljena gornja ljuska sa provetravanim šupljim prostorom ispod nje. Gornja ljuska može da se sastoji od lakih ploča od gasbetona na šljunku od gasbetona, čeličnih profilisanih limova na čeličnim nosačima, ili drvene oplate na drvenim gredama itd. Na gornjoj ljusci leži zaptivni sloj krova. Na betonskoj ploči ispod toplotno izolacionog sloja ne zahteva se brana protiv pare.
• Površina prianjanja se kod čeličnih trapezastih limova smanjuje na oko 50%. • Zbog velike toplotne provodljivosti čelika vruć bitumen se veoma brzo hladi, naročito kod nižih spoljnih temperatura ili vetra. • Zagrevanje bitumena na višu temperaturu nije mogućno kod mnogih pena od plastičnih masa sa nižom temperaturom topljenja, osim kod lepljenih ploča. Efekt vakuuma protiv odizanja ploča na ravnim povrŠinama od sišućih siJa kod trapezastih limova nije moguć, jer kanali trapezastih limova sprečavaju vakuumsko usisno dejstvo.
353
Iz tih razloga preporučuje se mehaničko uč izolacionih ploča na sva četiri ugla i dodatno, na nastavcima, na podužnim ivicama pomoću samourezujućih zavrtnjeva. Kod penušavih veštačkih materijala preporučuju se zbog veće krutosti lepljene ploče. U slučaju da mehaničko učvršćenje zbog zavrtnjeva vidljivih odozdo ili iz nekih drugih razloga nije poželjno, mogućne su sledeće konstrukcije:
Dimenzlonisanje trapezastih limova
vršćenje
Profili trapezastih limova mogu se dobiti u raznim oblicima i visinama profila. Pretežno se primenjuje trakasto pocinkovani čelični lim. Naredna tablica služi za ocenu potreba visine profila h i debljine lima t u zavisnosti od ukupnog opterećenja krova Q1, raspon I i uslova oslanjanja (nosači sa jednim ili tri polja).
nosači
a
b
e
d
2.1
I
m
mm
0,75 0,88 2,0 1,00 1,13 1,25 1,50
sa 1 poljem
nosači
qkN/m 2
Za ispunjenje pojedinih funkcija u izgradnji krova stoje na raspoloženju mnogi materijali sa različitim svojstvima, pri čemu ta svojstva treba da što je mogućno bolje odgovaraju zahtevima. Kod toga su za željeni kvalitet značajna i pitanja izvođenja.
reflektirajući
potrebna visina profila trapezastih limova, h u mm I
Slojevi ravnog krova
sa 3 polja
~~~~~~~~~~::::~'- vazdušnog pritiska
q kN/m?
l
2
3
4
5
l
2
3
4
5
35 32
45 42 40 37
55 50 48 45 42 40
63 57 55 53 48 46
68 65 62 58 55 52
30 27
36 33 31 28 26
42 39 36 34 32 28
48 45 42 40 38 33
55 52 48 45 42 38
0,75
60
87 110 128 146
43
59
70
77
85
0,88
55
80
100 118 137
38
55
65
73
80
3,0 1,00
50
74
92
110 128
34
51
62
69
75
1,13
47
67
86 103 119
30
47
59
66
72
1,25
42
64
82
96
110
27
43
56
63
68
1,50
40
58
75
87 102
40
52
58
64
~~::~::::::~ refle~ti~aju~i sloj • zaptivni siOl ----."sloj za provetravanje (istovremeno za otpuštanje pritiska vazduha i pare)
Il!IIU1UU1!1I!ll!llnmrJillllI1JlllillilllulllJllIlllllillll1lll11I!!ljflllmnUlUlh'!lJ!I
4 hladni krov
0,75
91
123 140 147 152
62
92 122 150
81
115
134 143 148
57
84
110 137
4,0 1,00
73
107 128 140 144
53
76
100 123
147
Reflektujući
pena od veštačke smole, odn., toplotno izolaelona ploča
1,13
68
100 122 135 141
49
70
93 115
137
Zadatak
1,25
65
95
115 130 137
45
66
87 107 127
d
trapezasti lim, min. debljina 0,88 mm
1,50
61
87 109 124 132
43
62
80
98
e
kruta
157
krupnoća
5 cm šljunak,
b
zaptivne krovne trake
e
ploča
16/32 mm
otporna na vremenske nepogode
0,75
122 161
95
122 143
0,88
114 151
90
117 137 151
5,0 1,00 106 143
2.1 Spregnuti sistemi od trapezastih limova sa radionički nanesenim toplotno izolacionim slojem od pene od veštačke smole. 2.2 Obloga od tankih ploča učvršćenih zavrtnjevima na trapezasti lim, od azbestcementa, vodonepropusne iverice ili šper ploče, itd. Time se formira kontinualna lepljiva površina na kojoj je dalje mogućna ma kakva izrada krovnih slojeva. Maksimalni ugib trapezastih limova Kod dimenzionisanja trapezastih limova kod ravnih krovova se preporučuje ograničenje maksimalnog ugiba na 1/300 raspona. U slučaju da nagibi ravnog krova, potrebni za odvođenje kišnice, nisu dovoljno veliki da bi se jzbegla stajaća voda, krovni odvodi se ne stavljaju u blizini oslonaca rožnjača ili krovnih nosača, već kod najniže tačke u polju. Kod velikih raspona profilisanih limova od 6-7 m i sa nastavcima lima na nosačima postoji opasnost da se spojnice povećaju kod nastavaka zbog povećanja ugiba usled temperaturnih kontrakCija ili vertikalnog opterećenja, jer otpori trenja na osloncu, naročito kod učvršćenja protiv sila sisanja od vetra, sprečavaju puno elastično vraćanje u prvobitno stanje. Da bi se sprečilo prskanje krovne ljuske iznad ovih spojnica kod nastavaka, preporučuju se u krovnoj ljusci dilatacione razdelnice.
354
117
86 109 130 146 157
1,13
98 136 160
82
1,25
91
80 100 117 133 145
1,50
82 120 143 156
129 153
77
104
95
0,75
153
115 155
0,88
145
109 146
6,0 1,00 138
103 137
6,0 1,00 138
103 137
1,13 130
97
123 140 152
111
125
160
92
122 144
1,50
117 151
86
115
0,75
140 130
7,00 1,00
160
1,13
156
117
157
1,25 152
112
150
1,50
104 142
147
137
128 151
1,25
0,88
125
137 152
123
Ali kako za svaku visinu profila datu u tablici ne post6ji profil u programu proizvođača, mora se u prethodnom dimenzionisanju usvojiti prvi naredni viši profil. Za izvođenje treba da se koriste tablice profila proizvođa ča. Ovde je: I = raspon u m t = debljina lima u mm 2 Q = g +f opterećenje u kN/m . Tablične vrednosti su izračunate za maksimalni ugib f = 1/300.
toplotno izolaeioni sloj brana protiv pare otpuštanje pritiska pare
3 topli krov
0,88
a
sloj
4i~~~~~~~~~;:~~ otpuštanje zaptivni sloj
Ti
$loJevl
Reflektujući sloj ima zadatak da štiti krovnu zaptivku koja se nalazi ispod nj dga, od visokih temperatura i štetnog UV-zračenja. Kako se zatvoren zaptivni sloj sastoji od organskih materijala, kao što su bitumenske krovne trake ili folije od plastične mase sa delimično velikom osetljivošću na zračenje, postoji opasnost od molekularnih promena i pojačanog starenja. Kako crni bitumen dale.:. ko jače apsorbuje svetlosno zračenje, on gubi jedan deo tečnih sastojaka te postaje krt. Za sprečavanje iznenadnih temperaturnih skokova usled hladnih letnjih olujnih kiša ili usled naglo nastalog sunčanog zračenja, zbog prigušenja temperaturnih skokova od ovog funkcionalnog sloja se očekuje istovremeno i izvesna sposobnost akumulisanja toplote.
Materijal reflektujućeg sloja Ovi zahtevi se najbolje ispunjavaju mineralnim materijalima svetle boje i ne premale težine. Kod krovnih terasa pokrivenih ploča ma od betonskog kamena, prirodnog kamena ili keramike ovi zahtevi se automatski najbolje ispunjavaju. Isto važi i za površine sa krovnim baštama. Kod terasa koje nisu prohodne ovu funkciju najbolje ispunjava sloj svetlog šljunka, po mogućnosti bez zrna sa oštrim ivicama. Da bi se izbegao zrnasti utisak, preporučuje se preko toga sloj od 1 cm finog šljunka. Gornji sloj šljunka treba da kod ravnih krovova ima veličinu zrna od 30 do 70 mm, kako kod oluje ne bi bio oduvan. Kod viših krovnih ivica ili atika dosta je 15-30 mm. Debljina sloja treba da u celini iznosi 4-5 cm, ali svoje dejstvo ostvaruju i slojevi šljunka debljine 2-3 mm.
Prednosti pošljunčavanja Često se kao argument protiv pošljunčava nja, naročito kod lakih čeličnih trapezastih krovova navodi povećanje težine krova po jedinici površine. Tome se može suprotstaviti da težina smanjuje opasnost odizanja zaptivnih traka pri oluji, a u vezi sa smanjenjem dnevnih i godišnjih temperaturnih kolebanja smanjuje u zaptivnom sloju proces stvaranja mehura. Utiskivanjem finog šljunka, krovne trake od škriljca ili premazi sa reflektirajućim metalnim pigmentom nemaju više uporediv termički efekt, a kao posledicu imaju skraćenje trajanja života krovnog pokrivača.
Zapt!vn! slojevi
Zaptivne trake Za zaptivanje krovova protiv oborina dolaze u obzir pre svega bitumenske zaptivne trake s raznim ulošcima i pokrivnim slojevima, kao i trake od plastične mase različitih modifikacija plastičnih masa, zalepijene iii nezalepljene. U poslednjem slučaju radi poveća nja težine zahteva se pošljunč!.Jje. Ulošci u zaptivnim trakama Kod primene bitumenskih zaptivnih traka daje se prednost trakama sa ulošcima od staklene vune. Ulošci služe pre svega za poboljšanje prema naprezanjima zatezanjem i savijanjem. Ulošci od neorganskih vlakana, kao vuneni filc, juta i sL, sadrže kapilare koje na ivicama trake usisavaju vlagu pa pri zračenju stvaraju bradavičaste mehure sa parom pod pritiskom. Ulošci od glatkih metalnih folija u gornjoj zaptivnoj traci mogu zbog velikih koefiCijenata itoplotnog Širenja da pri zračenju stvaraju bore, a pri hlađenju prsline. Izrada zaptivnih slojeva Pokrivači od bitumenskih traka mora da budu izrađeni barem troslojno, i principijelno,
treba da se lepe bez ikakvih šupljih prostora. Veoma se preporučuje specijalno bitumensko pokrivanje odozgo kako bi se prekrile ivice trake i prihvatila utisnuta zrnca šljunka. Postupak lepljenjem Lepljenje krovnih traka bez šupljina se sprovodi prema tzv. postupkom livenja i valjanja, pri čemu se dovoljno vruć bitumen (npr., kvaliteta 85/25 sa 200-220°C) izlije ispred kotura bitumenske trake, a ona se onda na to navalja. Bitumen koji se istiskuje na ivicama mora se ostrugati "špahtiom". Zbog neravnina, nedovoljne količine bitumena ili suviše hladnog bitumena ulepljeni tanki vazdušni slojevi dovode kod promenljivih temperaturnih uticaja, usled određenog efekta pumpanja tokom godina, do stvaranja lako rastućih mehura, što se bezuslovno mora izbeći. To se isto tako događa i kod traka od plastične mase zalepijenih bitumenom. Prva (donja) zaptivna traka srne kod provetravanih hladnih krovova da bude učvršćena za drvenu oplatu samo ekserom, kako bi se izbegli naponi i stvaranje prslina u gornjem sloju krova usled pojava bubrenja i skupljanja drveta. Iz sličnih razloga treba da se
prva zaptivna traka na pločama od gasbetona zalepi samo tačkasto. Ovde vazdušni sloj između tačkastih zalepijenih mesta fungira odmah i kao sloj za otpuštanje napona kod pojave pritiska pare usled vlažnih betonskih ploča i prozračivanja.
SIcjevi za toplotnu Izolaciju
Materijal izolacionih slojeva Kod konstrukcija toplih krovova nalazi se sloj za toplotnu izolaciju neposredno ispod zaptivnog sloja. Kao materijali za toplotnu izolaciju dolaze u razmatranje u suštini sledeće grupe materijala: • pene od veštačke smole od polistirena, pOliuretana, fenolne smole itd., • ploče od mineralne vune od staklene vune, kamene vune itd. kao presovane ploče, ploče od penušavog stakla različitih vrsta stakala. Izolacioni materijali biljnog porekla kao pluto, treset, drvena vlakna, kokosova vlakna, morska trava ili slama, podležu u slučaju isušivanja određenim pojavama truljenja, te se kod toplih krovova ne mogu preporučiti; izuzimajući ekspandirane i bitumenom vezane ploče od pluta. Pene od plastične mase moraju, zavisno od materijala, imati neku minimalnu težinu protiv utiskivanja pri hodanju po krovu. Mineralna vuna se za tople krovove primenjuje samo u obliku presovanih ploča vezanih veštačkom smolom. Mineralne pene od naduvanih silikatnih materijala ili od perlita vezanog cementom dolaze u obzir samo u izuzetnim slučajevima; one ne smeju više da sadrže nevezanu vodu. Lepljenje
ploča
od izolacionih materijala se vruili tač kasto, zavisno od materijala. Kod pena od veštačke smole sa temperaturom topljenja ispod 200°C preporučuju se ploče sa postavljanjem pri određenoj temperaturi. Usled obrade ploča od izolacionih materijala sa spojnicama, a naročito kod izolacionih materijala sa otvorenim porama nastaje slobodna vazdušna zapremina koja se kod zagrevanja širi pa može da na zaptivnom sloju izazove napone pritiska. Kod konstrukcijske obrade ivica i veza krovova mora se stoga· voditi briga za mogućnost otpuštanja napona usled vazdušnog pritiska. Kućice koje nastaju usled oslobađanja napona unutar krovne površine predstavljaju slaba mesta u krovnoj ljusci pa se ne preporučuju. Ploče od izolacionih materijala lepe ćim bitumenom punom povrŠinom
Brane za paru I
kočnice
za paru
Zadatak Brana za paru ima zadatak da spreči difuziju vodene pare odozdo u izolacionu ploču. To izaziva pre svega opterećenje vlagom za vreme hladnog zimskog vremena. Materijal Kao materijali dolaze uglavnom u razmatranje: • bitumenske zaptivne trake sa ulošcima od metalnih folija, • folije od plastične mase debljine 0,3 do 0,5 mm, bitumenske zaptivne trake sa ulošcima od staklene vune i dr. Veličine
ekvivalentnog otpora difuzije (J! . d) kod primene kočnica za paru (bez uložaka od metalnih folija) određuje se prema očeki vanom opterećenju od pritiska pare. Lepljenje Brana za paru može da se lepi vrućim bitumenom kao apsolutno suva podloga po punoj povrŠini i sa preklopima na ivicama. Kod betonskih ploča sa određenom građevin skom vlagom može da se preporuči tačkas to lepljenje stavljajući odozdo jednu traku sa otvorima, kako bi se na ivicama i vezama krovova otpustili napon i od pritiska vodene pare nastali usled zračenja. To pre svega važi za fazu građenja gde brana za paru, kao prva krovna zaptivka, često sama formira krovnu ljusku. Pro1tlvl:)ožarl1la zaitlta organskih
pokrivača
Zaptivni slojevi protiv oborina na ravnim krovovima sastoje se po pravilu od organskih materijala kao što su trake od bitumena ili plastične mase. Oni su većinom lako zapaljivi pa su stoga ugroženi vatrom. Efikasna zaštita protiv požara zahteva • pokrivač pločom kod krovnih terasa i dr., ili • pošljunčenje. Pošljunčenje ima st9ga, pored funkcije za refleksiju zračenja i prigušenje kolebanja površinskih temperatura, još i dodatni značaj kod protivpožarne zaštite. Stoga se ne preporučuje da se zbog uštede na težini pošljunčenje izostavi, kao što se to ponekad događa.
Penušavo staklo Izuzetak s obzirom na oslobađanje vazdušnog pritiska predstavljaju zatvorene ćelijas te ploče od penušavog stakla. One mogu da se zale pe bez šupljina, pri čemu spOjnice kod lepljenja prve krovne trake pri postupku livenjem i valjanjem vrućim bitumenom mogu da se napune odozgo. Stoga se kod ploča od penušavog stakla ostavlja određena širina spojnice. Kako same ploče predstavljaju branu za paru, mogu se one posle premaza lepljivim bitumenom položiti na poravnatim betonskim pločama u punu posteljicu od vrućeg bitumena.
355
krovovi Lak topli krov Noseća konstrukcija krova sastoji se od čeličnih trapezastih limova na čeličnim no-
1
sačima. Da bi se omogućilo lepljenje ploča za toplotnu izolaciju po celoj površini i da bi se izbegli šuplji kanalski prostori ispod sloja za toplotnu izolaciju, izabrana je podloga od azbest-cementnih ploča debljine 5-6 cm uč vršćena zavrtnjevima. Mogle bi se predvideti ivodonepropusne zalepijene ploče od iverice. Na to mogu da se polože svi poznati izolacioni materijali uključujući i penušavo staklo. Ova podloga je pogodna i za izgradnju obrnutog krova. U odnosu na cenu koštanja ipak su pogodnije spregnute ploče od čeličnih trapezastih limova na koje je nanešen izolacioni sloj iz polistirena ili PU-pena, već izrađen i ispunjen, a gornja strana već sadrži pridodati prvi izolacioni sloj. Još treba samo da se izvrši zaptivanje preklopljene spojnice trapezastih limova na donjoj strani protiv prolaza vazduha i vodene pare. U posmatranom slučaju dolazi na azbest-cementnu oblogu ploče jedna potpuno zalepijena brana protiv pare, a na nju još i uobičajena konstrukcija toplog krova.
Težak topli krov 2 Noseća konstrukcija krova sastoji se od tavanice od čeličnog lima, koja, ili nosi sama, što deluje kao izgubljena oplata, ili stoji u statičkoj sprezi sa betonskim nadslojem (vidi str. 284 i dalje). O vođenju vodova u šupljem tavaničnom prostoru vidi str. 305 i dalje. Kako beton betoniran na licu mesta ima zbog ugrađene vode još veću vlažnost materijala, ili pak voda od oborina, to može da prouzrokuje još veću Vlažnost materijala, pa je potrebno da se ispod brane za paru konstruiše sloj za izravnanje pritiska od pare. To se najjednostavnije sprovodi labavim polaganjem trake sa otvorima od bitumenizirane tanke staklene vune. Na to se vrućim bitumenom zalepi brana za paru pomoću postupka livenja i valjanja. Prianjanje na betonsku ploču tada se izvodi samo tačkasto na mestima otvora. U slučaju mogućnosti da nastupi oslobađanje napona od pritiska pare, treba da se vodi računa kod oblikovanja ivične krovne konstrukcije. U posmatranom slučaju je predviđena konusna obrada ivica od isečenih ploča od gasbetona koje su nepropusne za vazduh. Mogućni su i PU-profili od tvrde pene sa olucima i otvorima za otpuštanje napona. Kod lakog toplog krova na sl. 1 ne srne se krovna 1juska zbog toga zalepiti vertikalno za metalni ugaoni profil. 356
a
pošljunčenje
b
troslojni bitumenski izolacioni sloj sa posebnim bitumenskim premazom
e
kaširanje izolacione ploče
d
e
brana protiv pare iz bitumenske trake sa aluminij umskom folijom unutrašnja obloga atike ploča
g
noseći čelični
pocinkovani lim-ivični profil krova
trapezasti lim h k
šupljine u tavanici i obešeni plafon pokrivač dilatacione spojnice od falcovanog pocinkovanog lima
q
spoljašnja oblog~ atike, trapezasti lim ploča
m
noseća
uzengija
r
betonska
n
otvori za opuštanje od napona od pritiska pare i vazduha
s
čelični
t
dilataciona razdelnica
o
zaptivna folija
p
izolacija spoljašnjeg zida
trapezasti lim
u pokrivnom limu sa dole položenim !imom
olučnim
u
rastresito punjenje mineralnom vunQm
v
bitumenske trake sa otvorima
od azbest-
-cementa
u
2
Hladni krovovi Lak hladni krov 3 Noseća konstrukcija krova sastoji se od rešetkastih nosača koji kao oblogu imaju jednu gornju i jednu donju ljusku. Šuplji prostori između nosača provetravaju se spolja. Građevinsko-tehnička prednost hladnih krovova sastoji se u tome što se konstrukcija u slučaju vlage može provetravanjem opet osušiti. Kod toplih krovova mora izolacioni sloj, koji se proteže skroz, da bude uklonjen; iz.uzimajući penušavo staklo. Materijalno tehnički mogu se za izolacione slojeve primenjivati skuplji izolacioni materijali nego za tople krovove. Šuplji prostori imaju na ivicama krova otvore poprečnog preseka 2 L· 0,30 (u cm ), pri čemu je L dužina puta provetravanja u cm, ipak, najmanje 250 cm 2/m oluk. Visina šupljeg prostora ne treba da bude manja od 10 cm. Za gornju ljusku dolaze u obzir iz razloga težine, lake obloge ploča od azbest-cementa, vodonepropusne lepljene ploče od iverice ili od šper ploča, impregnirane drvene oplate itd. Na njima leže zaptivni i reflektujući sloj. Kod kosih krovova može čitava gornja ljuska da se zameni preklopljenim talasastim limom, falcovanim limom ili tablama od talasastog azbest cementa. Obloge od bakra i pocinkovanog lima nalaze se pri to- a pošljunčenje me na drvenoj oplati učvršćenoj ekserima. troslojni bitumenski Za donju ljusku bira se kao celishodan ma- b zaptivni sloj sa terijal koji čeličnoj nosećoj konstrukciji kroposebnim bitumenskim va obezbeđuje protivpožarnu zaštitu (vidi premazom (na sl. 3 str. 367). Zbog mnogobrojnih spojnica u doprva bitumenska traka učvršćena samo njoj oblozi postoji kod razlika vazdušnog ekserima) pritiska opasnost od prolaza vazduha. Stoga se radije uzima zaptivna folija koja prola- c ploča od iverice otporna na vremenskn zi skroz preko obloge sa zaptivenim vezama uslove na zidove, itd. Ona može da se letvicama d drvene letvice učvrsti sa preklopom na kontraletvicama i e čelični rešet ka st i na tim mestima stegne ekserima. Prodori za nosač vodove ili kablove treba da se izbegavaju f ploče za toplotnu kod ove zaptivne folije. izolaciju Radi smanjenja toplotnih mostova na čelič- između nosača nim nosačima izvodi se dvoslojna izolacija. (m injralna vuna) Donji sloj ima debljinu kontraletava, a nalazi g sloj za toplotnu se ispod čeličnih nosača. izolaciju ispod nosača
k
m
n
folija od plastične mase za kočenje pare, nepropusna za vazduh
p
obloga tavanice
q
lajsna za pritezanje ivičnog krovnog profila
bitumenska traka s otvorima
r
ploča
s
mineralna vuna
ivičn; krovni profil sa pritegnutom ivičnom folijom iz krovne zaptivke
provetravana šupljina u krovu
o
veza zaptivne folije izolacija spoljašnjeg zida
od gas-betona
uprefabrikovane betonske ploče na čeličnim nosačima
v
šupljine u tavanici
W
obešena tavanica
x
dilataciona razdelnica sa limenim olukom odozdo
y
ivični krovni profil od azbest-cementa
z
vertikalni elementi za učvršćenje
aa ugaoni profil za prikivanje za spoljašnji zid
(stiropor)
h
kontraletve
Težak hladni krov 4 Noseća konstrukcija sastoji se iz prefabrikovanih betonskih ploča na čeličnim nosači ma sa zalivenim razdelnicama. Za poduprtu gornju ljusku predviđene su lake ploče od gasbetona koje zbog izbegavanja većih toplotnih mostova leže isto tako na gredama od gasbetona i sl. Na to direktno dolaze zaptivni i reflektirajući sloj. Kako se donja betonska ploča treba da posmatra kao nepropusna za vazduh, a osim toga ima relativno visok difuzioni otpor, nepotrebna je zapt ivna folija ili brana za paru ispod izolacionog sloja. Sloj za toplotnu izolaciju može da se sastoji iz mineralnih tkanina ili ploča neosetljivih na vlagu.
4
351
Obrnuti krovovi Prethodno obrađene konstrukcije toplih krovova sa sl. 1 i 2 na str. 356 mogu da se formiraju i kao tzv. obrnuti krov. Razlika se u suštini sastoji u tome što sloj za toplotnu izolaciju ostaje prema oborinama da leži nepokriven, a zaptivni sloj krova pomeren dole ispod izolacionog sloja sa branom za paru, odnosno nju sadrži. Ovde treba da se primenjuju samo zatvorene ćelijaste, ekstrudirane ploče od poliesterske pene. Sunđeras to staklo je zbog male .. otpornosti prema smrzavanju neupotrebljivo. Ekstrudirane ploče od poliesterske pene su osetljive na UV-zrake, pa treba da se neposredno posle polaganja pokriju šljunkom ili oblogom od ploča na tankoj posteljici od peska.
a
šljunak
e
b
toplotna izolacija (ekstrudirani stiropor)
dren-posteljica sa finim šljunkom
f
c
troslojni bitumenski zaptivni sloj sa specijalnim bitumenskim premazom
bitumenska traka sa otvorima
g
betonski sloj iznad lima
h
noseća tavan ica čeličnog lima
d
Kako konstrukciju spojnica labavo položenih izolacionih ploča više ili manje ispire kišnica, a u početku je i podliva, toplotna izolacija je kod kiše zbog dovođenja toplote iz zimi toplije donje konstrukcije nešto smanjena. Procentni iznos može u Severnoj Evropi imati godišnji prosek 15-20%, pa kod dimenzionisanja debljine izolacionog sloja treba izjednačiti. Kod lakih konstrukcija sa malom sposobnošću akumulisanja toplote postoji kod hladnih letnjih oborina izvesna opasnost od jačeg hlađenja i kratkotrajnog prekoračenja temperature zasićenja na donjoj strani metalnih limova. Težina šljunka mora najmanje odgovarati postojećem pritisku vodenog stuba u konstrukciji spojnica do gornje ivice izolacionih ploča. Prednost obrnutog krova je u jednostavnijoj konstrukciji, zaštićenom položaju zaptivnog sloja na čvrstoj podlozi, jednostavnijem utvrđivanju eventualnih mesta procurivanja i jednostavnijem saniranju, odnosno, obnavljanju. Vek trajanja obrnutog krova ipak bitno zavisi od postojanosti ekstrudiranih ploča od poliestarske pene. U industrijskim oblastima treba da se ispituje da li se javljaju štetni gasovi koji se slivaju sa kišom.
betonske
ploče
od
trapezasti lim
5 Lak obrnuti kra~
6 Težak obrnuti krov
Pad kod krova i
od'\lo(ini~lvanie
I ravni krovovi treba da imaju minimalni pad od 1-2%, da bi se izbeglo zadržavanje vode. Inače se formiraju naslage đubreta i alge, što može da bLlde štetno za površinu krova. No stalno vlažna površina krova, kao kod 358
vodenih krovova ili krovnih bašti nije, naprotiv, štetna za površinu krova. RaCionalnije je da se pad krova izvede nosečom konstrukcijom nego kasnije izvedenim slojevima za pad. Kod većih raspona treba da se pazi na ugib krova (vidi str. 180 i dalje). Slojevi za pad, koji se zbog težine sastoje od lakih dodatnih materijala, treba da se zbog termički negativnih efekata provere; oni se nalaze ispod brane za paru.
Veze krova Ivice krova
6. Klinasti ivični profil može da se sastoji iz lameliranog, lepljenog, impregniranog drveta, PU-tvrde pene, gasbetona i dr., a treba istovremeno da je i toplotni izolator. Zalepijena obrađena ivica treba da bude protiv UV-zrakova i zagrevanja prekrivena ivičnim krovnim profilom od metala, azbestcementa, plastične mase i dr., koji treba da se pruža u šljunak. Sam profil pokrivača mora zbog toplotnih napona na određenim rastojanjima vodonepropustljivo dilatirati (npr. pomoću falcovanih preklopa kod lima ili podmetanjem užijebljenih odvodnih profila kod materijala koji se ne može falcovati) . Kod viših ivičnih nadvišenja krova ili atika ne savetuje se da se bituminozni zaptivni slojevi vertikalno lepe po većoj visini, jer kod letnjih vrućina može doći do klizanja nadole i formiranja nabora. U slučaju da se pokrivač ne sastoji od fOlija od plastične mase, preporučuje se, da se između prve i druge, kao i između druge i treće bitumenske trake za-
Ivice krova imaju zadatak da krovnu konstrukciju funkcionalno zatvaraju na granič nim linijama. Za to se traži: Zaptivni sloj podići na određenu visinu protiv prelivanja kišnice kod oluje, i zaštititi od UV-zračenja. • Kod pošljunčenja predvideti okolni obrub krova, kako bi se sprečilo oduvavanje zrnaca šljunka. • Kod završavanja toplotne izolacije na ivici krova izbegavati toplotne mostove. • Otvore za ventilaciju i za oslobađanje na mestima koja su zaštićena od oborina dovesti u vezu sa spoljašnjim vazduhom. • Konstrukciji krova dati prihvatljiv arhitektonski oblik. Kako zaptivni sloj krova treba da se u svojoj konstrukciji po mogućnosti vodi nepromenjeno, kod obrade krovnih ivica najčešće je najcelishodnije da se u blagom uglu (najviše 45°) vodi preko ivičnog klina gore i da se na ivici pričvrsti. Primeri vidi str. 356, sl. 2; str. 357, sl. 4 i str. 358, sl.
lepi po jedna traka od pogodne plastične mase 20 do 30 cm duboko u krovnom sloju, pa da se obe trake, samo tačkasto zalepIjene, podignu naviše i gore učvrste pomoću metalnih šina. Primeri - vidi str. 356, sl. 1 i str. 358, sl. 5. Lepljenje ivičnih profila od plastične mase je potrebno i kod takvih aluminijumskih ivičnih krovnih profila kod kojih se folije stežu stegama. Primer, vidi str. 357, sl. 3. Zalepijena traka od plastične mase mora bezuslovno imati površinu pogodnu za lepljenje bitumena (posteljica od staklenog tkiva i dr.). Vertikalna, nezalepljena spojnica ispod napete trake mora kod toplih krovova biti sposobna za otpuštanje napona nastalih usled potiska pare i vazduha prema spoljašnjoj strani, a treba da zbog zaštite od UV-zračenja bude pokrivena metalom, azbest cementom, plastičnom masom i dr.
f g h
2.2 a
profil metalnog pokrivača
Vertikalni zidov.
Kod priključenja zaptivnog sloja na vertikalne zidove primenjuje se slično kao i kod krovnih ivica, ili 1.1 klinasto ivično nadvišenje sa ivičnim veznim profilima ili samo 1.2 ivični vezni profili u koje se uvode, vertikalno na zid do 15 cm visoko, dve folije od plastične mase zalepijene za ljusku krova, pa se u profil učvrste zavrtnjevima ili se nalepe. Ivični vezni profili od aluminijuma ili pocinkovanog čelika ubetoniraju se ili uzidaju u zidove. Oni treba da di/atiraju na rastojanjima od 5 m. Jedan zalepljeni gornji pokrivni profil sa pomerenim nastavcima služi kao zaštita protiv mehaničkog oštećenja ili UV-zračenja.
b
lajsne za pritezanje
c
neoprenski profil
d
impregnisana drvena letva ili tvrdi penasti materijal
e
krovna površina
a
1. "veksla"
g
kupola za svetlo
f
t
2. "veksla" krovni vezač
h
g
b c
toplotna izolacija i opna krova
h
betonska ploča
k
ploča
na terasi
drenažni sloj
DIlatacione razdelnlee
Kod razdelnica u nosećoj krovnoj konstrukciji (vidi str. 184) u suštini su mogućna dva vezna oblika zaptivnog sloja. Vezni oblici kod dilatacionih razdelnica, zidnih veza i krovnih ivica treba da se podešavaju jedni prema drugima. 2.1 Klinasto obrađeno ivično nadvišenje sa gore podignutom krovnom "kožom" je najsigurniji način građenja, jer se zaptivni sloj vodi iz ravni, u kojoj je voda, naviše. Iznad njega mora da bude pokrivač zbog UV-zračenja i mehaničkog oštećenja. 2.2 Profili dilatacionih razdelnica od cevi od plastične mase sa flanšama, koji se lepe u "kožu" krova. pogodni su za krovne terase, kod kojih bi klinovi spreda smetali. Flanše moraju da budu takve da se na njima može lepiti.
d
trapezasti lim k
plafon
e
obimni lim
obloga
f
venac
I
b
Svetle kupole većinom poliestarske vence ojačane staklenim vlaknima kojima se donje flanše zalepe između slojeva zaptivnih traka. Flanše moraju zbog dovoljne prionljivosti imati pogod nu (rapavu) površinsku obradu. Krovovi od trapezastog lima treba da u nosećoj konstrukciji imaju "vekslu", koja se vezuje na tavanični nosač. Kod podužnih "veksli" (a) koji se u profile polažu odozQo mOQU u slučajU potrebe da obimni profili (e) preuzimaju funkcije poprečne "veksie" (b). .
3 Svetle kupole imaju
359
aventilaciona cev b
"muf" za otvaranje
c
pokrivni šešir
d
izolacioni omotač
e
aventilaciona cev
krovna opna toplotna izolacija
Prodori
Slivnici 1 Većina slivnika ima preklopljene etažne, preklopljene prstenove koji se jedan za drugim mogu zalepiti ispod brane za paru i u zaptivnom sloju, tako da je mogućno oslobađanje napona usled pritiska pare i vazduha u cevi, pa iz nje napOlje. Završetak je formiran kao pokrivena prihvatna korpa koja ujedno zadrži šljunak.
Šine uređaja za spoljainju vožnju &1 Kolosek za krovna kola uređaja za spoIjašnju vožnju (vidi str. 344) na pragovima položenih u šljunčani sloj na krovu.
b
obujmica
e
PVC-profil, zalepijen (fleksibilan)
d e
klovna opna toplotna izolacija brana za paru
g
brana za paru
h
izolacioni omotač
gizolacioni omot?/č
cevasta obloga (nepropusna za paru)
h
cevasta obloga (nepropusna za paru)
Prodori cevima 3 Cevi koje više vire iznad krova mogu dobi2 Kod ventilacionih cevi sa malim nadviše- ti fleksibilni omotač (manžetnu) od plastič njem cevi može se odozgo, preko ventilaci- ne mase čiji je okovratnik zaptiven prsteone cevi navući cevasti omotač, koji se svo- nastom stegom. U tom slučaju tn3ba da se jim flanšama zalepi u zaptivni sloj. Međup- svuda unaokolo oko prodora cevi izvrši nerostor se može ispuniti mineralnom vunom propustljivo zaptivanje lepljenjem, zbog pote dopušta otpuštanja pare i pritiska vazdu- . stojećih slojeva za otpuštanje pare i vazdušha prema spoljašnjosti.' nog pritiska. Odvodne cevi u unutrašnjosti zgrade moraju biti snabdevene toplotnom izolacijom i omotačem od plastične mase ili lima nepropusnim za paru.
5 Kod lakih krovova sa pokrivačem od čelič nog lima mogu da se šine postave na cevaste stubove koji su u toku izgradnje krova učvršćeni na nosećoj konstrukciji. Nastaje toplotni most. Veza za zaptivni sloj krova sprovodi se navarenom flanšom ili pomoću cevnog omotača sa flanšom.
6 Kod teških betonskih krovova polažu se šine na prefabrikovane betonske stubove koji na gornjem kraju nose metalne profile za stezanje zaptivnih traka. Preporučuje se da se preko toga stavi pokrivač protiv UV-
1 Izgradnja slemena i 8 Izgradnja hladnog kosog krova sa pokrivačem od metalnog trapezastog lima. Treba da se vodi briga za zadovoljavajuće dimEmzionisanje otvora za ventilaciju. Protiv difuzije vodene pare i prolaza vazduha obezbeđuje folija od plastične mase koja prolazi skroz iza obloge, a ispod izolacionog sloja.
9 Pokrivač od ploča od talasastog. azbestcementa na čeličnim rožnjačama za sekundarne namene bez toplotne izolacije. Ipak su mogućna i rešenja sa toplotnom izolacijom. Za formiranje slemena, oluka i sl. stoje na raspoloženju razni formatizirani delovi. Pojedinosti: vidi Priručnik Talasasti limovi.
-zračenja.
Kosi krovovi
Kosi krovovi se u čeličnim konstrukcijama izvode većinom kao provetravani hladni krovovi. Kao pokrivač se primenjuju talasasto ili trapezasto profilisane ploče od pocinkovanog čelika, aluminijuma, azbestcementa ili plastične mase. Minimalan nagib za ploče je 4°, ako se protežu od slemena do oluka, a 7° za preklopljene ploče.
360
365 365 Protivpožarna zaštita delova građevina Ponašanje pri naprezanju usled požara 366 Mere građevinske protivpožarne zaštite 367 Debljine obloga i klase otpornosti prema požaru 368
Rušenje delovi građevine koji su od zapaljivih materijala (npr., drveta) trpe kod požara postepeno smanjivanje poprečnog preseka, što može da dovede do otkazivanja noseće sposobnosti. Delimičnim rušenjem može se izgubiti veza između delova građevine, pa nastupa opasnost usled otpadanja delova, «& prodiranja vatre u susedne prostorije, padanja zapaljenih komada. Noseći
Požar uticaj koji se može izračunati Isto kao, npr., težina, vetar, zemljotres, temperaturne razlike, zvuk, vlaga, hemijski i električni procesi, tako i požar pripada uticajima kOjim je zgrada izložena u toku svog života. Njegova dejstva treba stoga da se istražuju isto kao i drugi uticaji. Zgrada i njeni delovi treba da se postave tako da se mogu ovim dejstvima suprotstavljati za vreme trajanja požara ili za neko određeno vreme. Uzroci štetnih požara Štetni požari nastupaju· usled sagorevanja zapaljivih materijala. Oni su, ili čvrsto vezani sa građevinom ("požarno opterećenje građevine"): «& noseći
delovi građevine, delovi građevine koji služe zatvaranju prostora, «& delovi građevine u završnoj fazi izgradnje, ili koji nisu vezani za građevinu ("korisno požarno opterećenje): uređaji,
uskladišten materijal, materijal pogona. Dejstva požara Dejstva požara su rušenje zapaljivih materijala, stvaranje toplote, stvaranje požarnih gasova.
Toplota Toplota se prenosi usled zračenja m konvekcije (vrući požarni gasovi) na delove građevine, koji tada, makar sami i nisu zapaljivi, mogu da pretrpe štete. Toplota izaziva «& širenje i smanjenje čvrstoće. Širenje izaziva izduženje, m, kod neravnomernog zag revanja, savijanje delova građe vine. Usled toga mogu nastupiti pomeranja ilili prinudne sile čime se oštećuju delovi građevine, eventualno može čak doći i do rušenja, pa se stoga moraju statički ispitati. Prinudne sile nastupaju pre svega u okvirnim konstrukcijama usled izduženja prečke. Time se stubovi mogu pomeriti iz svojih ležišta i cela konstrukcija može da se sruši. DiIatacija tavaničnih ploča može da ugrozi druge delove građevine, stoga treba da se vodi računa pri razmeštanju dilatacionih razdelnica (vidi str. 184). Neki građevinski materijali, npr., metali i beton, kod viših temperatura gube čvrstoću. O ponašanju čelika vidi str. 365.
Požarni gasovi Požarni gasovi su opasni zbog sprečavanja vidljivosti, gušenja i trovanja ljudi, «& hemijskih dejstava na materijale. Sprečavanje vidljivosti otežava bežanje, spašavanje ljudi kao i radove pri gašenju. Ljudi se guše zbog nedostatka kiseonika u vazduhu. Uzrok trovanju je sadržina CO (ugljenog monoksida) i otrovnih gasova u vazduhu, npr., cijanovodonične kiseline, koja se stvara pri sagorevanju nekih plastičnih masa. Hemijska dejstva nastaju, npr., usled sone kiseline koja se oslobađa pri sagorevanju PVC, kondenzuje se kao magla i pada na delove građevine. Sona kiselina prodire u beton i može da izazove koroziju armature. Čelik u čeličnim konstrukcijama koji stoji slobodno, manje je ugrožen, jer se on lako oslobađa nataloženih kiselina, a da ne ostaju štete. "Smernice za primenu zapaljivih građevin skih materijala u visokogradnji" regulišu u NemačkOj primenu ovih materijala kao obloga i izolacionih slojeva.
361
Zadatak DrC)tl"DO)Zalrne zaštite
Spasavanje Za zaštitu osoblja pre svega se zahtevaju sigurni putevi za spasavanje. Ova mera je uvek potrebna i ne može se ničim drugim nadoknaditi. Putevi za spasavanje moraju po mogućnosti biti slobodni od požarnih gasova. U zgradama gde se zadržava mnogo ljudi potrebni su uređaji za uzbunu (alarm).
Protivpožarna zaštita obuhvata sve mere za sprečavanje i borbu protiv požara. Spreča vanje služi pasivnoj ili preventivnoj zaštiti od Građevinsko-pogonska protivpožarna požara. Ona se uvek reguliše odredbama zaštita nadležnih vlasti. Građevinski propisi odre- Kod preventivne protivpožarne zaštite razliduju da se građevinski objekti tak~ projek- kuju se mere tuju, izvedu i održavaju da se sprecava građevinske protivpožarne zaštite i nastajanje i pogonske protivpožarne. zaštite. širenje opasnog požara, i da je kod One su međusobno upotpunjuju i mogu se požara mogućno međusobno zamenjivati. • efikasno gašenje i Građevinskoj protivpožarnoj zaštiti pripadaspasavanje ljudi i životinja. ju naročito: mere za održavanje sigurnosti zgrada, podela u požarne sektore, osiguranje puteva za bežanje. Pogonskoj protivpožarnoj zaštiti služe između ostalog Mere preventivne protivpožarne zaštite uređaji za uzbunu i najavu dima i vatre, Nastajanje požara automatski uređaji za gašenje vatre. Nastajanje opasnih požara se sprečava propisima za mogućne izvore paljenja (uređaji za grejanje, električni uređaji). Intenzitet požara se može smanjiti smanjenjem požarnog opterećenja, tj. ograničenim korišće njem zapaljivih materijala (zaštita od Obim preventivne protivpožarne zaštite požara). Veličina "požarnog opterećenja Mere preventivne protivpožarne zaštite građevine" se pri projektovanju zgrade ogsluže za: raničava izborom odgovarajućih materijala. • zaštitu ljudi i Veličina "korisnog požarnog opterećenja" • sprečavanje materijalnih oštećenja na može da se oceni statističkim studijama i da zgradama i se reguliše propisima. • čuvanje tuđeg vlasništva (susedstva).
Širenje požara Razlikuju se mere kojima se sprečava • preskakivanje požara na drugu zgradu i • širenje požara unutar jedne zgrade. Da bi se sprečilo širenje požara od jedne zgrade na sused ne zgrade, one moraju imati ili neko određeno međurastojanje ili da su međusobno odeljene (spoljašnjim) požarnim zidovima. Širenje požara unutar zgrada sprečava se razdvajanjem i podelom, a naročito putem deobe zgrade u požarne sektore koji su jedan prema drugom zatvoreni. Širenje požara može se sprečiti i celishodnim izborom građevinskih materijala (teško zapaljivi ili da uopšte ne gore), ili putem požarno-tehničkih razumnih kombinacija (spregnuti delovi građevine) i rešenjima detalja za prodore i veze i s!., i na kraju, rasporedom samostalnih uređaja za gaš,enje požara. II
Omogućavanje radova' na gašenju
Za požarna vozila zahtevaju se prilazi određene širine, prolazne visine i nosivosti. Ljudstvo za gašenje požara mora po mogućnos ti imati siguran prilaz požarnoj opremi unutar zgrade. Treba da se predvide priključci vode definisane veličine i efikasnosti. 362
Zaštita ljudi (primarna protivpožarna zaštita) Zaštita ljudi je jednoznačno primarna između svih mera koje se primenjuju. Traženi obim ovih mera ne može se meriti ekonomskim merilima, već samo u odnosu na moguću ugroženost. Ako ljudi nisu uopšte ugroženi, ili samo u malom obimu, nisu za zaštitu ljudi potrebne nikakve, ili samo male mere.
Zaštita od materijalnih šteta (zaštita stvari ili sekundarna protivpožarna zaštita) Ovde imaju prvenstvo mere koje štite od proširenja požara i od rušenja visokih zgrada. Materijalne štete na samoj zgradi i na tuđoj imovini mogu se finansijski oceniti. Rizik u slučaju požara zavisi od preduzetih mera građevinske protivpožarne zaštite pa se može obuhvatiti osiguranjem i uračunati premijama. Tako se uspostavlja ekonomska zavisnost između mogućih šteta (ili premija osiguranja) i koštanja protivpožarne zaštite. Iz razloga ekonomičnosti treba da suma iz rizika oštećenja (tj. odgovarajuće premije) i trošak za protivpožarnu zaštitu budu minimalni.
Privremeno ograničenje trajanja dejstva mera građevinske protivpožarne zaštite Mere građevinske protivpožarne zaštite treba da dejstvuju samo ograničeno vreme, npr., putevi za spasavanje sve dok nisu sva lica u sigurnosti, • zatvaranje požarnih sektora i zaštita važnih nosećih delova građevine u požarnom prostoru, tako dugo dok gori vatra, zaštita drugih nosećih delova građevine za vreme trajanja mera za spasavanje i gašenje. Cilj mera protivpožarne zaštite ne može da bude "totalna" protivpožarna zaštita. Ona ne postoji. Zaštita protiv požara se uvek zahteva samo u ograničenom obimu i/ili za ograničeno vreme:
"Protivpožarna zaštita po meri" Ako se ove granice odmere previsoko, moraju se preduzimati nepotrebni napori i gledano ekonomski rasipati sredstva. Ako se one postave prenisko postoji opasnost za telo i život ili za imovinu vrednu zaštite. U procenjivanju mera koje su u nekom slučaju potrebne građevinski propisi imaju većinom veliki dijapazon za odmeravanje potreba. Napori idu u tom pravcu da se ove mogućnosti primena suze i da se protivpožarna zaštita učini zavisnom od jednoznačno računski dostupnih kriterijuma.
Kriterijumi za obim mera protivpožarne zaštite Zahtevi preventivne protivpožarne zaštite, a time i obim potrebnih mera zavise, dakle, od mnogih faktora. U osnovi važi: gde ništa ne može da gori, nema šta ni da se štiti. Gde se ne zadržavaju ljudi, nema koga ni da se spasava. Od uticaja je, npr.: . . . broj ljudi koji se zadržavaju u zgradi: ~I soki zahtevi za prostorije gde se održavaju skupovi, škole, kafane, a niže za industrijske zgrade ili garaže, ., pokretljivost ljudi u zgradi, npr., visoki zahtevi u bolnicama, staračkim domovima, dečjim vrtićima, niži u sportskim objektima, • požarno opterećenje zgrade: visoki zahtevi u robnim kućama i stanovima, niži u garažama, . . • veličinu i oblik osnove zgrade: Visoki zahtevi za izdužene i nepregledne komplekse zgrada, niži za zgrade sa malom povrŠinom osnove, • visina zgrade: naročiti zahtevi za visoke zgrade, tj. u požarno-tehničkom smislu zgrade kojima gornji korišćen nivo leži iznad visine normiranih požarnih lestvica (u Saveznoj Republici Nemačkoj 22,00 m), manji zahtevi za prizemne i jednospratne zgrade, • vreme potrebno za dolazak vatrogasaca: npr. olakšice kod industrijskih postrojenja sa ~opstvenom vatrogasno~ službo~,. sigurnosni stražari (vatrogascI) u pozonštlma i izložbenim halama.
Oa:iOllrania
stabilnosti
70'11IP!l:llIFlI!l:ll
Traženo osiguranje stabilnosti zgrade treba da omogućava mere za spasavanje i nje i da ograniči materijalne štete. Višespratne zgrade Kod višespratnih zgrada treba da noseća konstrukcija izdrži požar (izgorevanje) jednog, ili čak i nekoliko, požarnih sektora, a da ne otkaže. Prizemne zgrade Kod prizemnih zgrada je zaštitu ljudstva dovoljno da se osiguranje stabilnosti obezbedi za relativno kratko vreme (npr., 30 minuta). Ako u tom vremenu nije požar ugašen, nastupaju na konstrukciji toliko velike štete da se čini nepotrebnim da se za održavanje noseće konstrukcije u čitavom stanju čine neki posebni napori.
Različiti zahtevi Održavanje sigurnosti zgrade ne zahteva uvek vatrostaino izvođenje nosećeg dela građevine. Suviše često ovaj osnovni zanekrihtev građevinskih tički, iako su danas zavisnosti između požarnog i požarnog naprezanja delova građevine. Isto tako treba da se malo diferencirano smatraju delovi Za građevinske love koji funkciji imaju naka građevine, važe različiti zahtevi. stav važi Bilo bi, npr., loše kad bi se zahtevi prema vatrostainom doveli u vezu neraino na sve moguće elemente, npr., na delove krova.
In""..,.,.,.,conit:l
kod požara mogli .u sigurnost, moraju budu obavešteni o treba stoga da imaju ili po mogućnosti ure-
Odvođenje dima Od velike je važnosti odvođenje dima. Stepenišni prostori treba da u gornjim spratovima imaju otvore za odvođenje dima koji se kod prisustva dima po mogućnosti sami otvaraju.
Požarni sektori Obeležavanje puteva za evakuaciju Putevi za evakuaciju treba da budu obeleženi. Oznake treba da budu postavljene nisko, jer se dim diže pa se u zadimljenim hodnicima vidljivost ugrožava najpre gore. Hodnici Putevi za evakuaciju moraju u hodnicima ostati neko određeno vreme upotrebljivi, dakle, njihovi zidovi moraju imati neku određenu postojanost prema vatri. ProlaZi treba da se stalno drže slobodnim, a naročito, tamo ne sme da bude uskladišten zapaljivi materijal. Primena zapaljivih građevinskih materijala treba da se u hodnicima ispita u odnosu na zadimljenje i prOŠirenje požara.
Vrata u putevima za evakuaciju Ako se požarni putevi nalaze u nizu puteva za evakuaciju, tada oni moraju da imaju vrata postojana prema vatri, koja se otvaraju u smeru bežanja.
Stepenice U svim spratovima moraju stepenice biti iz svake tačke dostupne. na nekom određe nom odstojanju. Nemačkim građevinskim odredbama je propisano da odstojanje iznosi najviše 35 m, j da se stepenice nalaze u stepenišnom prostoru gde zidovi i vrata imaju propisanu Koštanje protivpožarne zaštite čeličnih postojanost i čvrstoću prema vatri (požarne delova Zaštita noseće konstrukcije je samo maleni stepenice) . deo svih mera potrebnih za preventivnu Dopuštaju se i požarne stepenice koje se protivpožarnu zaštitu. Ovde se čelične gra- nalaze spolja, dostupne sa natkrivenih prolaza ili balkona za evakuaciju. đevine ne razlikuju od građevina kojima je Primeri za raspoređivanje požarnih stepeninoseća konstrukcija od drugih materijala. Neposredna zaštita čeličnih elemenata gra- ca prema nemačkim uzorima: Kod zgrada koje imaju do tri puna sprata đevine - ukoliko ona nije preuzeta od drugih elemenata - zahteva iščezavajuće mali (tj. prizemlje i dva sprata) dopuštene su procentni iznos ukupne cene koštanja gra- unutrašnje stepenice. Kod zgrada sa više od tri puna sprata đenja. mora se stepenišni prostor nalaziti na spoIjašnjem zidu i imati prozor. Visoke zgrade moraju imati dva stepeništa od kojih jedno mora da se nalazi na spoPutevi za f(;:pWan.ua\l,eDJU Ijašnjem zidu. Spasavanje ljudi i zaštita spasilaca i vatrogafl Od dva stepeništa visoke zgrade ne tresaca zahteva pre svega osiguranje puteva ba jedno stepenište da se proteže do priza evakuaciju. Treba da se napomene da zemlja, jer njihov donji izlaz vodi na deo uzrok smrti ljudi kod požara gotovo nikad zgrade koji je najviše 22 m visoko, tj. koji se nije rušenje nosećih delova zgrade, već is- može dosegnuti požarnirtl lestvicama. ključivo usled toga što putevi za spasavanje Kod visoke zgrade dovoljan je jedan stenisu dovoljno ili nikako prolazni. Ljudi tada penišni prostor, ako je on izgrađen kao siginu u plamenu ili u zagUŠljivom dimu ili u gurnosni stepenišni prostor, pa ima samo nagrizajućim i otrovnim gasovima. Kod visoprilaze iznad otvorenih prolaza koji se nalakih zgrada nije uvek mogućno da se zgrada ze napolju. kod požara potpuno evakuiše. No treba da Zgrade sa spoljašnjim stepenicama za bude mogućno da se traže i nalaze sigurna nuždu koje su dostupne preko spoljašnjih otvorenih, vatrostaino izgrađenih prolaza. područja.
Požarni sektori unutar zgrade ograničeni su požarnim zidovima. Umesto unutrašnjih požarnih zidova, ili i dodatno njima, mogu se tražiti i horizontalne podele putem vatrootpornih tavanica. I u ovom slučaju može se više spratova obuhvatiti jednim požarnim sektorom. Požarni zidovi Požarni zidovi treba da sprečavaju da se (spoljašpožari ne prošire na druge nji požarni zidovi) ili na druge sektore unutar zgrade (unutrašnji zidovi). Oni stoga moraju da pri ",,..,,\".,,,,,,."11;""" zanjima održe svoju sigurnost. u požarnom zidu mogu da se predvide samo Vrata i onda kada to traži korišćenje veze drugih vrsta moraju se u slučaju požara same zatvarati. Zahtevi za požarne zidove - vidi str. 365, konstrukCija - vidi str.''1315.
Tavanice Zahtevi vidi str. 365. KonstrukCija str. 258.
vidi
Spoljašnji zidovi Drugi način da se vatra može od sprata do sprata vodi preko spoljašnjih zidova. Kada se prozorska stakla polome može plamen izbijati napolje i preneti na sprat koji je iznad. Ova opasnost može da se spreči, ako put koji vatra treba da prođe ima neku određenu dužinu. Zahteva se otpornost spoljašnjeg zida - vidi str. 331. Konstrukcija vidi str. 288 i str. 332.
Šahtovi Vertikalni komunikacioni šahtovi - šahtovi za litlove, stepenišni prostori, šahtovi za snabdevanje - većinom se posmatraju kao posebni požarni šahtovi. Jer opasnost proširenja vatre kroz vertikalne šahtove, a naročito šahtove za snabdevanje, veoma je velika.
Vodovi između požarnih sektora Provođenje vodova od jednog požarnog sektora do drugog, zahteva posebnu pažnju. Vodovi za vazduh uređaja za klimatizaciju i ventilaciju moraju imati zatvarače koji se automatski zatvaraju (požarne poklopce). Vodovi za odvođenje vazduha, koji zajedno treba da služe i za usisavanje dima, sami moraju biti izgrađeni kao zaptiveni i vatrootporni. Na opasnost od paljenja kablova i širenja požara u druge požarne sektore već je ukazano. 363
Osnove Pomoćni uređaji
za gašenje sprečavaju nastajanje i širenje velikih požara pomoću pogodnih ručnih ili automatskih sredstava za (većinom vodom). Ove pogonske mere zaštite od požara vode često do olakšica kod građevinskih zahteva požarne zaštite (kao, npr., u DIN 18230 industrijsku gradnju) : dopuštanjem većih nr.'7l:3f'nih et:>L(tr.I'!:l manjim zahtevima nost elemenata f"lf'!:If"lt:>\IlnO Povećanje požarnih sektora može biti značajno u visokogradnji kod robnih kuća, mestima sakupljanja ljudi i velikim kancelarijskim prostorijama. To je u Republici Nemačkoj utvrđeno u odredbama za sale za sastanke i robne kuće. Uobičajeni načini
Sledeći način.
su se pokazali pogodnim, primenjuju se prema postavljenim zahtevima: ručni uređaji za gašenje prskanjem vode, automatski uređaji za gašenje prskanjem vode, • uređaji sa "šprinklerima".
Način rada uređaja za prskanje vode Uređaji za gašenje prskanjem vode imaju veliku prednost što oni ravnomerno raspoređuju vodu po velikoj površini, pa tako postoji velika šansa da se požar suzbija do dolaska vatrogasaca. U svakom slučaju mora da se pazi na to da u prostoriji koja se štiti bude ugrađen zadovoljavajući priključak vode i da je osigurano snabdevanje vodom za gašenje. Ručni uređaji za gašenje prskanjem vode predstavljaju samo jednu predostrožnost pa se stoga primenjuju samo uslovno, npr., u području pozornice, kod takvih mesta gde se skupljaju ljudi. Kao uređaji za automatsko uključivanje služe u opšte m slučaju detektori automatskih javljača požara.
Način dejstva uređaja za prskanje Uređaji za prskanje su većinom povezani sa uređajima za najavu i alarm. Kako oni treba da stupe u akciju već kod nižih temperatura
o
(u opštem slučaju, 70 C), oni najavljuju i bore se sa požarom već u njegovom nastajanju. Uređaj za prskanje proradi kod visine prostorije od 5 m oko 3 do 5 minuta posle nastanka požara, a kod prostorija visine 10 m posle 5 do 7 minuta. Kako su samo mlaznice uperene na ognjište požara, šteta od vode je lokalno ograničena. Jedan uređaj za 2 prskanje čuva površinu poda od oko 12 m . Prema statističkim podacima otvara se kod požara obično najviše 5, a ređe do 25 mlaznica. Cena koštanja uređaja za prskanje nije jako visoka, oni se isplaćuju rabatom kod požarnog osiguranja i ušteđuju druge skuplje mere.
364
Shema uređaja za prskanje a prskalica
f
donji rezervoar
g
pumpa
b
cevna mreža
c
uređaj
d
dovod vode iz. mreže
e
gornji rezervoar
za najavljivanje h
rezervoar vode pod pritiskom
Prskalice Prskalice se mlaznice i mla.znice zatvara ietii('~nit:> ga oslobađa. Tri UOI:>IClilerla
kompresor za vazduh
uređaja za prskanje za prskanje se sastoji od prskalica (mlaznica), cevne mreže, uređaja za najavu, snabdevanja vodom . Uređaji za najavu i snabdevanje su skupljeni u centrali uređaja za prskanje.
Delovi
'1
Uređaj
Vlažni i suvi sistem Razlikuju se vlažni i suvi sistemi. Kod najviše korišćenih vlažnih sistema je cevna mreža napunjena vodom sve do mlaznica. Kod suvih sistema, koji se primenjuju kod cevnih mreža koje su ugrožene smrzavanjem, mreža je ispunjena vazduhom pod pritiskom, koji se kod puštanja dovoda vode u mrežu oslobađa. Vreme reakcije je kod svih suvih sistema duže nego kod vlažnih.
2 Kod tipa sa staklenim burencem tankozidni stakleni sud zatvara lako ključajućom teč nošću izlaz koji se kod određene temperature otvara.
Cevna mreža Cevna mreža je podeljena u sektore koji snabdevaju do 500 (u izuzetnim slučajevima 1 000) prskalica. Uređaj za najavu On se uključuje strujanjem vode. U svakom sektoru cevne mreže je jedan uređaj za najavu. On može da bude povezan sa alarmnim uređajem ili sa vatrogascima.
3 Kod tipa sa topljenim olovom drži par poluga
zatvarač
na mestu koje se održava posa Olovnim viskom, koji se temperature istopi.
moću pločice kod određene
Snabdevanje vodom za prskanje potrebno je kod gašenja oko 60 do 100 litara vode po minuti. Uređaj za prskanje treba da po mogućnosti ima dva međusobno nezavisna izvora za snabdevanje vodom, od kojih jedan deluje automatski, a drugi mora biti "neiscrpan". Kod normalnog izvođenja treba da bude omogu3 ćen dovod Od 3 m /min vode po jednom sektoru u toku jednog sata. Voda treba da ima dovoljan pritisak. Kao izvori za snabdevanje vodom dolaze u obzir: • javne ili slične pogonske mreže za snabdevanje vodom, • gornji rezervoar, • otvoren donji rezervoar sa pumpom, • rezervoar vode sa vazduhom pod pritiskom. Uređaju
4 Kod tipa sa topljenim kristalom se kod određene temperature istopi kristal od soli koji u čvrstom stanju blokira jedan deo zatvarača. Zatvarači su podešeni na razne normirane
tem~erature za uključivanje Između 70°C i 200 C i obeleženi su bojama.
cc
!.--- ~
1000
~
otpornosti delova
Klase
I
Klasa građevinskog materijala
Građ.
A
nezapaljiv
500
materijal - svojstvo
L------
/
{
I
Ai A2 zapaljiv teško zapaljiv normalno zapaljiv
Bi B2 B3
zaštite ljudi ili javne trebno kod višespratnih pravilo se noseća konstrukcija učini sigurnom bilnom) i kod U odnosu na zaštitu stvari imati smisla da se ide jedan korak dalje te da se teži da vinski delovi budu i sposobni primenu. to odgovarajući kriterijumi; će se u narednom tekstu obraditi samo stabilnost. U mnogim zemljama, pa i u Saveznoj Republici Nemač koj, zahtevi za građevinsku protivpožarnu zaštitu više ili manje su strogo regulisani zakonskim odredbama. Ovi propisi se zasnivaju na iskustvima, jer dosada nije izgledalo da se slučaj požara može obraditi računski. U graničnim oblastima imaju propisi često velik prostor za primenu ocenjivanja. Novija ispitivanja omogućuju računsko ispitivanje delovanja požara. ljudi su podražavali prirodne požare i kod toga sistematski varirali vrstu i količinu zapaljivih materijala, geometriju prostora i dovođenje vazduha. Na taj način nađena je zavisnost sa standardnim požarom prema DIN 4102. Požar je postao jedan oblik opterećenja. Mere protivpožarne zaštite mogu se proračunati. Odgovarajuća iskustva već su utvrđena u propisima Švajcarske, Holandije i Švedske. U Saveznoj Republici Nemačkoj je normom DIN 18 230 građevinska protivpožarna zaštita razvijeno i oprobano u industrogradnji (npr., u stadiju prethodne norme) iskustvo za određivanje tražene postojanosti prema požaru koja polazi od stvarnog naprezanja delova građevine usled požara koje obuhvata dejstvo opterećenja požarom kao i uslove ventilacije. Visoke industrijske zgrade u kojima se vrši prerada, proizvodnja ili uskladištenje dobara, prema svojoj ugroženosti vatrom podeljene su u tzv. požarne razrede kojima su pridruženi određeni zahtevi za protivpožarnu postojanost noseće konstrukcije, kao i delova konstrukcije koji zavaraju prostor. Rezultat ovakvog računskog postupka je diferencirana "protivpožarna zaštita po meri", koja vlasnicima građevine ušteđuje nepotrebne troškove i ne dopušta da tražena protivpožarna stabilnost ne ispadne nedovoljna. U osnovi je mogućna primena norme DIN 18320 i na druge oblasti; no u Saveznoj Republici Nemačkoj se u opštem slučaju još ne praktikuje, jedino kod otvorenih i zatvorenih garaža, gde se zbog manje opasnosti od požara postavljaju blaži zahtevi u odnosu na protivpožarnu zaštitu.
lako zapaljiv
2
1
1 Delovi građevine se od vinskih materijala. Oni se stepenuju prema stepenu svoje zapaljivosti, saglasno sa DIN 4102 prema klasama građevinskih Delovi građevine se stepenuju po klasama otpornosti, u koliko nije dopušen proračun nosivosti prema krivoj temperatura-vreme koja se stvarno očePostojanost prema požaru min
Klasa požarne otpornosti
;;..30
F30
;;..60
F60
;;..90
FOO
;;.. 120
F 120
;;.. 180
F 180
PropiSi za delove
Važi za
noseći
delovi
građevine
Oznaka
požarni zidovi delovi koji služe zatvaranju prostora
30
60
90
120
150
180
Nemačkoj norma DIN 4102 utvrđuje sledeće klase otpornosti prema vatri:
3 U
Klasa požarne otpornosti
Važi za
Klasa požarne otpornosti
Važi za
sprečavaju
vatru fh
ne noseći delovi građevina
o
kuje, prema vremenu u kome oni pri du pružaju otpor normiranom požaru (postojanost prema požaru). Kriva normiranog požara utvrđuje se pri ogledu temperaturom u zavisnosti od vremena. Postojanost prema požaru se stepenuje u skokovima svakih pola sata. Kriva normiranog požara je internacionalna (ISO), vremena postojanosti prema požaru su u celom svetu jedinstveno utvrđena.
W60 vatrostalni fb
T30
W30
WOO
ne noseći spoljašnji zidovi
spojevi
T60 TOO T 120
visoko vatrostalni
gn!JđElvlrae
Noseći Noseći
delovi građevine delovi građevine treba da se ispituju pod dopuštenim upotrebnim opterećenjem. Ako to nije mogućno, ne sme temperatura čeličnih stubova prekoračiti 500oC. Od F 90 moraju stubovi izdržati ogled vodom za gašenje tako da čelični delovi ne budu pri tome opasno ugroženi. Od F 90 moraju se statički značajni sastavni delovi elemenata građevine sastojati od građevinskih materijala klase A, a za F 180 to važi za elemente građevine u celini. Nenoseći
delovi građevine delovi građevine ne smeju da kod ogleda otkažu pod dejstvo m sopstvene težine. Nenoseći
Delovi građevine koji služe zatvaranju prostora . Delovi građevine koji služe zatvaranju prostora moraju sprečavati prolaz vatre. Na strani suprotnoj od vatre oni ne smeju da razvijaju zapaljive gasove, a temperatura zida na tOj strani ne sme u proseku da dostigne više od 140oC, a na pojedinim mestima ne više od 180oC. Od F 90 moraju se delovi kod čijeg razaranja može vatra da se nesmetano širi dalje (zidovi; sa d :$50mm ukupno), sastojati od građevinskih materijala klase A, a za F 180 to važi za sve delove.
za protivpožarnu zaštita
T 180
3 Požarni zidovi Požarni zidovi se, kao zidovi za zatvaranje prostora, grade kao klasa F 90, te moraju u celini biti od građevinskih materijala klase A, ne smeju da imaju šuplje prostore, te moraju svoju stabilnost sačuvati i· kod ekscentričnih opterećenja od 3 kNm, ili, moraju zavisno od građevinskog materijala imati određenu minimalnu debljinu. Nenoseći spoljašnji zidovi Nenoseći spoljašnji zidovi - ovamo
se ubrajaju i parapet i i natprozorske trake - treba da povećaju put za prenošenje požara. Tražena otpornost se proteže i na držače, učvršćenja i nastavke. Traži se da se oni usled sopstvene težine ne ruše, ili, da ne izgube svoju kompaktnost. Oni se na unutrašnjoj strani ispituju punom krivom normiranog požara, no na spoljašnjoj strani samo do 6500 C (koja sme da se dostigne tek posle 10 minuta). Kod požara spolja ne smeju oni da razvijaju gasove u unutrašnjosti, a njihova temperatura ne srne u proseku da dostigne više od 140oC, a u pojedinačnom slučaju 180oC. Uporedi i str. 363.
365
Zatvarači
Zaštitni požarni zatvarači su vrata i slični zatvarači u zidovima i tavanicama. F 30 do F 180; oni moraju da zadovolje definisane zahteve. Opšta načela Uopšte, važi važno načelo da obešene, ili spreda postavljene, obloge ili omotači, koji se na elemente građevine nanose zbog poboljšanja njihove požarne otpornosti, treba s njima da obrazuju zajedničku konstrukciju. Oni ne smeju da se ispituju sami, već zajedno sa celom konstrukcijom. Plafon sam nije vatrootporan, već noseća tavanica, zajedno sa plafonom i bočnim zatvaračem tavaničnog međuprostora, obrazuje ukupnu konstrukciju. Isto tako je požarno otporan i noseći stub zajedno sa svojom oblogom. Upotrebljivost zaštitnih slojeva, koji postaju efikasni tek pri temperaturnom naprezanju (npr., izolacioni slojevi), kao i obloga od maltera, koji se na delu građevine ne drži pomoću malterskih nosača, ne može se oceniti samo prema DIN 4102; potrebno je da se sprovedu i dalji dokazi. Građevinske
odredbe
Dok se građevinske odredbe zadovoljavaju opštim zahtevima o zadovoljavajućem osiguranju stabilnosti, za protivpožarnu zaštitu se utvrđuju dva konkretna zahteva za elemente građevine, doduše diferencirano u odnosu na određene kriterijume, ali ipak paušalna. Oni se zasnivaju na iskustvima u stambenoj izgradnji današnjeg načina građenja. Za zgrade posebnih oblika ili name na može se zahtevati više, ali se mogu primeniti i olakšice od građevinskih propisa, ako je
to regulisano posebnim odredbama. U Saveznoj Republici Nemačkoj postoje, na primer, privremene pravne odredbe za robne i poslovne kuće, mesta gde se okupljaju ljudi, bolnice i garaže, osim toga i jedna smernica za škole. U fazi prethodnih normi je regulisanje rada u industrogradnji. U drugim slučajevima može se samo od slučaja do slučaja odstupiti od obaveznih propisa u građevinskim odredbama. Kod prizemnih zgrada, uopšteno, bez formatnih teškoća mogućni su izuzeci od zahteva 30, ako "ne postoji sumnja u pogledu protivpožarne zaštite". Odredbe za garaže Ogledi požarom bliski stvarnosti pokazali su da je opasnost od požara u garažama i kućama za parkiranje mala. Zbog toga su u odredbama za garaže pod određenim pretpostavkama predviđene olakšice. Kod otvorenih zgrada za parkiranje širine do 50 m i površine osnove 7 500 m2 dovoljno je da su noseći delovi od nezapaljivih materijala, bez zahteva za postojanost prema vatri, ako se gornji nivo ne nalazi iznad zemlje više od 16,50 m. Ako je gornji nivo između 16,50 i 22 m, zahteva se F 30. Tek iznad toga mora da se sprovede F 90. Poseban tip otvorenih garaža su parkirne tavanice bez spoljašnjih zidova. Druge odredbe i smernice Izuzev prizemne zgrade, moraju noseći elementi robnih kuća i poslovnih zgrada, mesta gde se okupljaju ljudi, bolnice i škole da budu izvedene prema F 90. Kod jednospratnih škola zadovoljava za elemente građevine 30.
Najviše granice za veličine požarnih sektora daju se različito. 4 Najvažniji zahtevi građevinskih odredaba na primeru odredbi u pokrajini Seve rna na-Vestfalija:
Građevinske
Elementi Građevine
Noseći
odredbe pokrajine
Severna Rajna - Vestfalija ~2 3d05 >5 Visoke spratova zgrade
elementi građevine
Stubovi, zidovi podvlake
F30
F90
Tavanice
F90
F90
F90
F90
Noseća krovna konstrukcija
Elementi građevine za ograničenje požarnih sektorlA
Delovi
građevine
koji služe zatvaranju prostora
Pregradni zidovi stubova
F90
F90
F90
F90
Zidovi hodnika
F30
F30
F30
Zidovi stepenišnog prostora
F90
F90
F90
2)
2)
2)
1) ČVrstoća požarnog zida 2) Debljina kao požarni zid od istog materijala 3) Od nezapaljivih građevinskih materijala 4) Noseći delovi nezapaljivi
peraturu" je trajanje postojanosti prema vatri (nemački izraz "Feuerwiderstandsdauer", prim. prev.).
POltlsš)sniie kod
nSlore~zSlniS
usled
Čelik ne gori pa stoga ne provodi vatru da-
lje. Njegova mehaničko-tehnološka svojstva, kao granica razvlačenja, čvrstoća zatezanja, modul elastičnosti, zavisni su od temperature isto kao i kod drugih nezapaljivih materijala. Često se temperaturna zavisnost granice razvlačenja pogrešno posmatra kao merilo za nosivost prema požaru. No mada je požar ipak jedan slučaj katastrofe, treba da se iskoriste očekivane rezerve nosivosti iznad granice razvlačenja pa do konačnog otkazivanja dela građevina. Tačka otkazivanja je tada dostignuta temperatura, takozvana kritična temperatura. Vreme trajanja u kome se deo građevine zagreje na "kritičnu tem-
366
Požarno-zaštitno dimenzionisanje Iz eksperimenta je poznata "kritična temperatura" merodavna za ponašanje pri otkazivanju, naročito za dostizanje stanja deformacije pri lomu (ili kritičnog stanja deformacije). Ona je za građevinske čelike St. 37 i St 52, prema DIN 4102, kod iskorišćenih upotrebnih napona od 160 N/mm 2, odnosno, 240 N/mm2 propisana sa 500°C. Poznavanje kritične temperature je potrebno, ako požarna otpornost čeličnih profila nije - kao što je do sada uobičajeno - određena pod opterećenjem putem ogleda požarom. 1 U tablici su uporedno dati različiti putevi za određivanje otpornosti prema vatri. Podaci iz DIN 4102, deo 4, za normirana izvođenja i za tablice za dimenzionisanje, koji su sadržani u dokazima kod ispitivanja,
stručnim stavovima i dopuštenjima za izvođenje vezanim za izvođača, zasnivaju se na putevima 1 i 2, pri čemu ogledi požarom i opterećenje 1 često služe za orc>vera\l'anlie
ugaonih vrednosti. Koraci/putevi
temperature u detalju
Pomoću ogleda požarom bez
građevine
opterećenja
Obuhvatanje toka
Određivanje kritične
temperature OdređIVanje vremena posle kojeg se dostiže kritićna temperatura, odn., nastupa otkazivanje
raćunski
poznato iz ogleda
upoređivanjem
Kritična temperatura zaviSi, pored turno zavisne granice razvlačenja, bitno od stepena iskorišćenosti građevinskog ele-
menta. Kod samo 50-procentnog iskorišće nja dopuštenog napona, povišava se vrednost prema DIN 4102, deo 4, odsek za 100°C na 600o C. Na sličan način kao smanjeno iskorišćenje napona pokazuje se rezerva nosivosti kod statički neodređenog sistema na tennDE~ra turi otkazivanja, ako .ie proračun prema teoriji elastičnosti. Kontinualni nosač na beskonačno mnogo oslonaca ima istu temperaturu otkazivanja kao i statički određena prosta greda kod koje je dopušten napon iskorišćen samo sa tri četvrtine. Produženje trajanja otpornosti prema vatri nastupa takođe i onda kada se jedan deo toplote dovedene čeličnom profilu prenese na druge elemente građevine. Tako, npr., pogodno
O
Upotrebljivi
ograničeno
ima šuplji čelični stub ispunjen betonom vetrajanje otpornosti prema vatri nego prazan stub, takođe i onda kada beton nije računat kao noseći deo, jer toplota otiče u beton. Sličan proces se zapaža kod spregnutih nosača, kod kojih se gornja flanša hladi usled predavanja toplote betonskoj ploči. Nezaštićeni spregnuti nosači su u eksperimentu već postigli trajanje otpornosti prema vatri od 30 minuta, a kontinualnispregnuti nosači i više. Kod određivanja otpornosti spregnutih nosača prema vatri više ne pomaže "kritična temperatura"; za to su se razvili postupci granične ravnoteže za ponašanje konstrukcijskih materijala kod povišenih temperatura. će
omotači
pogodno
za stubove, pune i rešetke
nosača
za
•O
stubove pune nosače
O
....
•
rešetke <.
Izrada
izrađeno
prskano sledi profil
Građevinski
materijali
gips 1) beton
i)normirano u DIN 4102, deo 4
2) često korišćeni građev. materijali
1)2)
• •
• •
prefabrikovano
na licu mesta
liveno Oblik
•O ploče
oblikovni delovi
sledi profil ili sandučast
tkanine
sandučast
torkret beton
gips 1)
gips 1)
vermikulit 2)
gipskarton 1)
gips perlit
mineralna vlakna 2)
azbest-silikat 2)
kalcijum-silikat 2
perlit
fiber-siliakt
vermikulit perlit
vermikulit cement 2)
mineralna vlakna 2)
azbest-kalcijum-silikat
Kao što je već izloženo, otpornost čeličnog elementa prema vatri zavisi s jedne strane od zagrevanja, i time uslovljenim opadanjem od svojstava materijala zavisne čvrstoće. Zadatak protivpožarne zaštite je, dakle, u tome da se zagrevanje pogodnim merama toliko uspori, da temperatura otkazivanja nastupi tek posle vremena koje se naziva trajanje otpornosti prema vatri. U principu se može postići· svako željeno vreme trajanja otpornosti prema vatri. Zaštitne mere deluju izolirajuće, zaštitno, ili tako da se odvodi toplota. 2 • • • •
Omotači Omotači
i obloge i obloge mogu da se izrade na licu mesta ili kao prefabrikovani u obliku koji prati profil ili sandučastog oblika.
Omotači koji slede oblik profila Kod obloga izvedenih na licu mesta najčeš će se izvode cementni prskani malteri od vermikulita ili mineralnih· vlakana. Ako oni treba da se nanesu bez posebnih nosača maltera, mora se prianjanje obezbediti po-
moću dopunskog sredstva za prianjanje. Posebna pažnja treba da se obrati na podnošljivost sa postojećim premazima za zaštitu od korozije. Proizvođači lanSiraju pogodne osnovne premaze kod kojih ne postoji opasnost od kvarenja ili smanjenja čvrstoće prianjanja malterskih slojeva. Postupak prskanjem prouzrokuje prljanje na gradilištu. Vidljive betonske površine treba da se pokriju. Stoga se po pravilu prskanje sprovodi pre montaže metalnih fasada. Sveže isprskane površine treba da se zaštite od vlaženja: krov treba, dakle, da pre prskanja bude zaptiven. Tokom zimskog perioda mogu da budu potrebne i mere za zimsku zaštitu. Kao materijal za omotače dolazi u obzir beton u sledećim načinima obrade: • Betoniranje tavaničnih nosača zajedno sa betoniranjem tavanica na licu mesta. Prskanje betona torkret postupkom, većinom uz ulaganje žičane mreže. Uvenje betonskih delova u kalupima na gradilištu ili u radionici. Ovaj postupak sprovodi se kako za nosače, tako i za stubove. Ovde se zahteva ubacivanje žičane mreže. Sandučaste obloge Prefabrikovane obloge su većinom sandučastog oblika. Čeličnim delovima potrebna
je zaštita od korozije. Većinom je dovoljan osnovni premaz (vidi str. 390). Ploče se uč vršćuju za čelične profile lepljenjem ili pomoću eksera ili zavrtnjeva, a oblikovani delovi već prema svojim specifičnostima. Način učvršćenja i izrada spojnica i spojeva moraju odgovarati rezultatima ispitivanja proizvođača.
Izolacioni slojevi Izolacioni slojevi nanose se kao premazi ili folije. Oni u stanju spremnosti nisu primetni (stoga naročito pogodni u čeličnim konstrukcijama) i dobijaju svoju zaštitnu debljinu sloja tek toplotnim dejstvom požara. POmoću njih postižu profili trajanje otpornosti prema vatri F 30, a profili sa debelim zidovima F 60. Sprovedena su i ispitivanja postojanosti prema starenju. Obloge su pored toga osetljive i prema vlazi, pa se stoga primenjuju u unutrašnjosti zgrada. U razvoju su i obloge koje se mogu primenjivati i spolja. Kod obloga se zahteva zaštita protiv korozije. Premaz štiti tavanicu protiv vremenskih nepogoda i mehaničkih oštećenja, a dopušta višestruko bojenje.
Zaštićivanje
Pod zaštićivanjem se podrazumeva ubacivanje inače nezaštićenih čeličnih profila u šuplje elemente građevine koji, zajedno sa nosećim čeličnim profilima, obrazuju požarno zaštićene sisteme sa namenom zatvaranja prostora zgrade. To je većinom najekonomičniji način protivpožarne zaštite, jer bi Se elementi koji služe za zatvaranje prostora i inače izgradili, pa se ooda sa minimalnim dopunskim troškovima može postići da či tav sistem ima traženu otpornost prema vatri. Tavanični sistemi se sastoje od čeličnih nosača, sa tavaničnom pločom odozgo i plafonom odozdo, i pogodni su za bočna zatvaranja na spoljašnjim zidovima i na prodorima (vidi str. 288 i 303). Kod sistema zidova obe zidne ljuske zatvaraju čelične elemente (stubove, tavanične nosače i dr.) koji se nalaze između njih (vidi str. 303 i dalje). Punjenje vodom Punjenje vodom šupljih čeličnih profila je svakako najefikasnija protivpožarna zaštita putem odvođenja toplote, jer profili ostaju i kod požara proizvoljnog trajanja potpuno sposobni za nošenje. Voda cirkuliše u jednom sistemu. Zagrejana voda se hladi, ili se zamenjuje hladnom vodom iz mreže. Do sada su se izvodili samo stubovi koji su se hladili vodom. Detaljniji opis na str. 222. No mogućni su i sistemi koji vodom hlade i horizontalne elemente. Ponovna upotebljivost čeličnih elemenata Posle hlađenja postižu čelični elementi opet svoju prvobinu čvrstoću. Deformisane konstrukcije su opet nosive. To je važno za radove pri ispražnjavanju prostorija. Čelični profili koji su ostali pravi mogu se bez daljega opet koristiti. Iskrivljeni čelični delovi mogu se lako zameniii. Jedan američ-
ki govornik na nekoj konferenciji to kratkim rečima:
nnl~e;:.rlln
je
If it's bent, cut it, if ifs straight, paint it. (Ako je iskrivljeno, otseci ga, ako je pravo, oboji Štete od požara na čeličnim zgradama se jasno uočavaju, ne treba se bojati Od skrivenih oštećenja.
Kao što je već napomenuto, otpornost če ličnih delova prema vatri zavisi s jedne strane od zagrevanja, a s druge od opadanja materijalno zavisne čvrstoće nastalog usled zagrevanja. Vremenski tok zag revanja, a time i sposobnost otpornosti prema vatri, može se izborom vrste i debljine omotača varirati prema potrebi. Veličine
koje
utiču
na otpornost prema
vatri Ponašanje pri zagrevanju se merodavno određuje
toplotom koja se prenosi na element građevine (kod ogleda prema DIN 4102 normirano na osnovu internacionalnog sporazuma), odnosom Ul A požarom obuhvaćene površine dela građevine prema njegovoj (čelič noj) zapremini, • termičkim svojstvima obloge. Ponašanje otkazivanja zavisi • od vrste čelika i temperaturno zavisne granice razvlačenja i • od statičkog stepena iskorišćenja. Faktor
Temperatura čeličnog elementa raste u toliko brže u koliko je veća površina koja je izložena vatri, u odnosu prema poprečnom preseku. Veliki čelični poprečni preseci se kod iste debljine omotača, istog materijala i iste površine izložene vatri sporije zagrevaju, pa prema tome imaju veće trajanje otpornosti prema vatri nego manje masivni poprečni preseci. Važna uticajna veličina je, prema tome, faktor profila Ul A, tj. odnos dela pod vatrom prema površini poprečnog preseka čeličnog profila. Faktor profila je različit prema tome da li omotač sledi oblik profila ili je sandučast, i da li se opterećenje požarom zbiva na sve 4 strane (kod stubova) ili samo na 3 strane (kod nosača). U najjednostavnijem slučaju kad omotač sledi oblik profila, a požar napada na sve 4 strane, važi
UlA = obim· 104 /A, gde je
• obim prema tablicama profila u m2/m • a površina A se usvaja u cm 2 . Kod sandučastog nosača i plamena sa 4 strane je UlA = (2b + 2h) . 102 /A; b i h su širina i visina profila u cm. . Obrasci za trostrani plamen glase: Ul A = (obim - b/100) . 1041 A (sledi oblik profila) i UlA = (b + 2h) . 102 /A (sandučast omotač).
368
Važan slučaj je koja ostaje iortll"l~L(~ zida t pravougaonog oblika. .,"" •. u, .. faktor profila Ul A 1001t. Za pljošti čelik debljine t (cm) obostrano izložen vatri je pojednostavljeno: UlA = 200/t. Obrasce za dalje slučajeve i tablice Ul A nalaze se u DIN 4102, deo 4, i u ediciji Stahlbau Taschenkalender konstrukcije, džepni kalendar) i u Brandverhalten von bekleideten Stahlbauteilen (Ponašanje obloženih čeličnih elemenata pri požaru).
na stubovima prema DIN
RIli.
Omotač
stubova
Minimalne debljine
debljine omotača od oblast UlA 300 m-i. Slično če. DIN 4102, deo 4, sadrži kako nAIIQnln~F'~ ne vrednosti tako i nizove " ... ".."",.. normirane omotače koji inače u retko pojavljuju. proizvode koji su vezani za proizvođača postoje atesti o ispitivanju, stručne ocene ili dopuštene granice, a rezultati su sakupljeni u odgovarajućoj ilteraturi.
Omotači nosača
omotača
u mm
Minimalna debljina profila u mm ploče od azbest silikata tiber-silikata'
vermikulit
faktor profila m-I UlA
ploče
F90
F120
<50
F90
F120
12
15
..
F30
20* 15
F90
10 10 10 10
<90 90-119 120-179 180-300
15
60- 69
prskani malter vermikulit prskana mineralna vlakna .limpet"
faktor oblika m-I UlA
20 50- 59
188
su na
15 20 25 30
25 70- 79
prskani malter od mineralnih vlakana drugih fabrikata
25* 20
80- 89
30
90- 99 35
100-109 110-119 30
25*
120-139
2 x20*
ploče
50
140-159
35
160-199
50
ploče
2 x20* 230-300
-
F90
F 120
180 200 240 260 280 300 320 340 360
30 25 25 20 20 20 20 20 20
50 35 35 30 30 30 25 25 25
110 102 91 88 85 81 77 75 73
ploče od azbest silikata
ploče od vermikulita
12 15 20' 25* 30*
nom. vis mm
F90
F120
faktor profila prskani malter prskani malter ASP UlA m-1 mineralna vlakna FSP' vermikulit vatra sa tri strane k p HE-A F30 F90 F30 F90 F30 F90
25* 20* 20* 20* 20* 20* 15 15 15
2x 20* 2 x20* 2 x 20* 2 x 20* 2 x 20* 2 x20* 25* 25* 25*
160 180 200 220 240 260 300 340 360
ploče od tiber silikata' ć
od azbest-silikata od tiber-silikata'
Faktori profila i debljine omotača u mm za nosače od profila HE-A i I PE
Faktori profila i debljine omotača u mm za stubove od profila HE-B Nom. taktor profila U/A m-i vis. mm Skupo obJaganje HE-8
20 25 30 35
8 8 8 8 10
<50 50- 79 80-159 160-199 200-300
200-229
222 211 200 182 167 160 143 121 114
120 115 108 100 91 88 80 72 70
10 10 10 10 10 10 10 10
30 30 30 30 25 25 25 25 20
234 221 205 197 188 175 163
175 165 153 147 139 131 122
10 10 10 10 10 10 10
30 30 30 30 30 25 25
10
10 10 10 10 10 10 10 10
35 35 35 35 30 30 30 30 25
8 8 8 8 8 8 8 8 8
20* 20* 20' 20* 20' 20* 20' 20· 20'
10 10 10 10 10 10 10
35 35 35 35 35 30 30
8 8
25' 25' 20' 20' 20· 20' 20·
10
IPE
HE-M 180 200 240 260 280 300 320 340 360 400
10 10 10 10
<90 90-119 120-179 180-300
20* 25
68 65 52 51 50 43 43 43 44 45
15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
25 25 20 20 20 20 20 20 20 20
15 15 15 15 15 12 12 12 12 12
20* 20* 20* 20* 20* 15 15 15 15 15
200 220 240 270 300 330 360
8 8 8 8
8
4
3
p == sledi oblik profila k "" sandučasti
ASP == FSP
ploče ploče
od azbest-silikata od tiber-silikata'
Priprema
građenja
Davanje u rad Oblici davanja građevinskih radova Obim radova preduzimača čeličnih konstrukcija Pravni oblici vodećeg preduzimača Spisak izvršenja radova Planiranje rokova Planiranje roka kod čeličnih konstrukcija Plan odvijanja građenja čelične više~pratne građevine
369
370 370 371 372
373 374
U ovoj glavi biće pored načelnih misli ukazano na specifičnosti koje postoje kod pripreme i izvođenja građenja zgrade sa čeličnom nosećom konstrukcijom. Činjenica što se čelična konstrukcija izrađu je u radionicama i što se sa vezama koje su odmah nosive može i veoma brzo montirati, često zahteva, kako kod ugovorno-pravnog postupka, naročito kod planiranja rokova, tako i kod obrade projekta kao specifičnog odvijanja građenja, drugačiji postupak nego kod konvencionalnih načina građenja. Samo ako se ova misao dosledno sledi mogu se u potpunosti pokazati velike tehničke i ekonomske prednosti čeličnih konstrukcija. Neke od ovih specifičnosti čeličnih konstrukcija su zajedničke sa drugim načinima građe nja koji takođe koriste prethodno izrađene elemente (prefabrikovane betonske i drvene konstrukcije). Ipak, metalni materijal če lik ima svoje naročite zakone ne samo kod projetovanja zgrade, već i pri izvođenju radova.
Kod čeličnih konstrukCija postoji pri izvođe nju slična metodologija kao i kod mašinskih konstrukCija. Izvođenje modernih puteva ima veoma jako mehanizovane mnoge etape u radu. Pri montaži zahtevaju veliki poduhvati dizanja i brz način rada modernih uređaja za dizanje detaljnu pripremu gradilišta i pažljivo planiranje svih faza građenja. Osnovna znanja iz ovih diSCiplina su potrebna i za arhitekte koji se bave projektovanjem i vođenjem radova, jer ona utiču na odvijanje radova pre čelične montaže i na radove koji slede posle toga.
Plan isplaćivanja Upravljanje izvršenjem radova
375 376
Proizvodnja Postupak proizvodnje u čeličnim konstrukcijama Uređenje radionice za čelične konstrukcije
377
Montaža Projektovanje montaže Postupci montaže Ojačanje i prihvatanje Uređaji za dizanje Uređenje gradilišta, skele, Mere bezbednosti
Izvođenju građevine prethode građenje. Tome pripada
I
r
378 379 380 382 382 384
pripreme za
delatnost investitora, .. delatnost nadležnih vlasti, tehničko izvođenje projektovanja, .. trgovački i pravnički procesi, .. zadaci vezani za vođenje građenja. Naredni spisak daje grub pregled pojedinih aktivnosti koje saradici pri građenju treba da preduzimaju. građevine ili njegovog opunomoćenika pri građenju odluke pri građenju, pripremanje građenja,
Projektne aktivnosti inženjera u specijalnim oblastima .. građevinskog inženjera, inženjera za klimatizaciju igrejanje, .. elektroinženjera, inženjera speCijaliste za posebne oblasti (kuhinje, laboratorije, liftovi itd.), uopšte, u fazama .. idejnog projeta i prethodnog proračuna .. prOjekta i proračuna, podloga za izvođenje (npr., planova oplate i armature, radioničkih crteža).
Zadaci vlasnika
.. .. .. priprema sredstava, .. utvrđivanje odredbi u odnosu na korišćenje,
.. utvrđivanje graničnih uslova, .. davanje zadatka za projektovanje, davanje zadatka za rukovođenje gradnjom. .. davanje građevinskih zadataka.
Aktivnosti inženjera savetnika npr., u oblastima .. temeljnog tla, .. građevinske fizike (zaštita od zvuka, toplote; vlage), .. protivpožarna zaštita.
Trgovačke i pravničke aktivnosti One su sadržane u aktivnostima investitora, projektovanja ili vođenja građenja: Zadaci nadležnih vlasti .. ocena cene koštanja, Ovamo spadaju funkcije vezane za planira- .. određivanje količina (masa), nje i kontrolu, kao na primer, određivanje cene koštanja, .. urbanistički zahtevi, .. sastavljanje spiska zadataka i/ili opisa za.. građevinski zahtevi, >:dataka, .. pravnička odobrenja, .. licitacija odobrenja u odnosu na građevinski .. davanje u rad nadzor.
Zadaci arhitekata vezani za projektovanje .. idejni jprojekt, .. projekt, .. podloge za odobrenje građenja, .. predlozi za izvođenje građenja, koordiniranje svih aktivnosti pri projektovanju.
Zadaci vođenja građenja Za vreme pripreme građenja projektovanje toka građenja; Za vreme izvođenja građenja: .. koordiniranje svih tokova građenja, .. nadzor izvršenja radova, .. obračun izvršenih radova.
369
može na cenu. treba se razlože u PozIcIJe i da se tako iscrpno opišu da je obim radova prepoznatljiv i da je po pozicijama snabdeveni količinama ma). Rizik u odnosu na količine snosi kod takvog načina davanja naručilac. Obračun se sprovodi po pozicijama. Paušalni postupak moguć je samo, ako je naručilac imao priliku da proveri opisane količine. Rizik za ispravnost građevinskih podloga, naročito u odnosu na sigurnost i funkcionalnost u smislu građevinske fizike snosi davalac ponude. No naručilac je ipak obavezan da u izvesnom obimu učestvuje u ispitivanju očig lednih grešaka u odnosu na priznata pravila građevinske tehnike. Primer jednog LV postupka za čelične konstrukcije, tavanice i protivpožarnu zaštitu, vidi str. 372. utiču
obim radova model čeliČne
konstru kcije grubi tavanice, stepeništa, radovi protivpožarna zaštita ostalih grubih radova klimatski
o motač s poljna izgradnja
instalacije
krov unutrašnji zid unutrašnji zidovi plafon pod grejanje provetravanje, klima sanitarije jaka struja slaba struja uređaji
ostalo
310
Obim radova
preduzimača čeličnih
konstrukcija b e d e
a
II
nuđača ...... ,:l\\lf{\I;"'!d"1 native iste težine i lova građevine prema opisu Ovaj način davanja u rad je naročito va2an ako se očekuje da načini ili sistemi specifični za preduzeća mogu da UVI/UU'" do ekonomičnijeg ukupnog rešenja nego što nudi projekt izvođenja. Kod toga je važna odredba za izvođenje radova (VOS) da tražilac alternative ne treba da traži ništa osim projekta, sa opisom, pogotovo što prema strukturi svog preduzeća često uopšte ništa i ne može. Ova odredba je važna za preduzimača čeličnih konstrukcjja, koji noseću konstrukciju zgrade, umesto na način kako se opisuje kod betonskih konstrukcija, nudi kao čelični skelet.
čeličnih f
Samo
kOlnS1:rul(Cilla
čelična
radovi
se kod izmene radove
nnH1~~VIr1~~rA
računa, preporučuje Kod zaključivanja ugovora treba da građevinski radovi jednoznačno utvrde pre-
ma stanju projekta u tom trenutku. Svako otstupanje izvođenja od ugovorenih podloga da pre izvođenja pismeno potvrdi naručilac, po mogućnosti sa podacima o povećanoj ili smanjenoj ceni koštanja kako je dao naručilac. Kod obračuna izmenjenih građevinskih radova treba da se uporede podloge izvođača sa podlogama ponuđača, te da se tako utvrde važeće promene u ceni koštanja.
Čelična korlstrukc::lja, tav~!lnlc;e. protlvpoiarna (model
prE~duzin,ač:a
Preduzeća čeličnih konstrukcija mogu preuzmu sledeće građevinske zadatke:
Građevinski
da
konstrukcija (model a)
Isporuka i montaža čeličnog skeleta su sopstveni građevinski radovi preduzimača čelič nih konstrukcija. Tome često pripada statič ki proračun noseće čelične konstrukcije, a gotovo uvek radionički crteži i spiskovi delova. Posebna osobina industrije čeličnih konstrukcija je da preduzeća raspolažu sopstvenim tehničkim biroima. Preuzimanjem ra.dioničkih crteža u sopstvenoj reŽiji mogućno je da se konstrukcija uskladi sa mogućnostima izrade i iskustvima pogona, kao i načinom prikazivanja potreba organizacije pogona.
Davanje u rad radova usko povezanih sa če ličnim skeletom, prema "StU" je danas postalo gotovo kao pravilo; to nastupa naroči to za: Spregnute ploče (beton betoniran na licu mesta i prefabrikovane betonske tavanice) iz razloga bezbednosti. ~ Prefabrikovane tavanice i stepeništa i tavanice od čeličnog lima, jer je njihovo projektovanje usko povezano sa čeličnim skeletom, i one se kao i čelični skelet montiraju pomoću istih uređaja za dizanje. Tayanica ušteđuje montažnu oplatu. Protivpožarni omotači koji iz razloga bezbednosti prate oblik profila, jer oni zamenjuju zaštitu od korozije (vidi str. 220). Sandučaste obloge, jer one moraju da se projektuju zajedno sa čeličnim skeletom.
Grubi radovi I (model d)
omotači
održavanje klime
To
slučajevima,
LJ
Grubi radovi I avi radovi zatvaranju proatora
čeličnu
metalnih
Pravni oblici v04::1e(:ea
prE~duIZlll1nac~a
obim predaje
sopstveni građevinski
Davanje u rad
Investitor predaje pojedinačno i neposredno sve radove preduzimaču. On treba, veći nom na bazi poverenja u njegovo rukovođe nje radovima, da koordinira i nadgleda njegove delatnosti. On je obavezan da u sluča jevima potrebe preuzme teret utvrđivanja dokaza u slučajevima garantnih radova.
izarad:nle
radova ili čitave vociećem preduzlmaču
Vodeće preduzeće nju "ključ u ruke" je
grube radove ili gradpo pravilu ono koje izvodi noseću konstrukciju i time prekod čeličnih uzima najveći deo radova, skeletnih konstrukcija čelične radove, kod betonskih konstrukcija preduzeće za betonske konstrukcije. Veliki podsticaj za investitora pri izboru oblika ove predaje radova je efekt racionalizacije koji se time postiže i kojim se po pravilu prekoračuje cena koštanja zbog toga što vodeći preduzimač angažuje za neke radove i druge preduzimače.
Zadaci
vođenje
efekt
radova
vo~::Ie(;ea
Vodeći
nost i u odnosu na radove. S njime se može ugovoriti i obaveza dokazivanja u slučaju jemstva kao i projektoi kada on to ne radi). On ima radovima. Nadzor izuvek zadatak vlasnika ili njegovog poverenika. Uobičajeni su sledeći pravni oblici: Glavni preduzimač Glavni preduzimač sprovodi spostvenu građevinsku delatnost, predaje kooperantima naknadne poružbine, a da pri tome sa njima nije u ugovornom odnosu. Vlasnik može da mu poveri pravo komuniciranja sa arugim kooperantima.
gradnje
jamstvo i rizik u odnosu na rokove za radove kooperanata
rizik u odnosu na cenu za radove kooperanata ugovoren odnos sa koope ranti m a
grupe radova ili čitava gradnja
Generalni preduzimač Generalni preduzimač ima i obaveze isto kao i glavni no on predaje u svoje ime naknadne podpreduzimačima, a za sve radove snosi pun rizik u odnosu na cenu. Generalni primalac Pod generalnim primaocem podrazumeva se preduzimač sa funkcijama generalnog preduzimača, ali bez sopstvene delatnosti. Radna udruženja
~
konzorcljuml
se pri ponudi za neki veći građevinski posao više preduzimača udružuje u cilju izvođenja u radno udruženje ili konzorcijum. Njima mogu da se prenesu pojedini radovi, grupe radova ili građenje "ključ u ruke". Radna udruženja Radna imaju pravno i upravno mostalan status. Njih većinom obrazuju preduzimači koji zajednički preuzimaju neki posao i pri tome upravljaju "iz jednog lonca", npr., građevinski preduzimači koji zajednički izvode neki građevinski poduhvat na gradilištu. Članovi radnog udruženja (zajednice) snose prema vlasniku zajedničku odgovornost. Radno udruženje obračunava svojim imenom vlasniku sve radove svojih članova.
Konzorcijumi Konzorcijumi nazvani ponekad nI"\AI .."'''V1.A radna udruženja - su udruženja pri tome nemaju neki samostalan Partneri Obračunavaju vlasniku radove preodvojeno. Ovaj oblik je uobičajen fabrikovanih konstrukcija, jer se prefabrikacija vrši u radionicama udruženih firmi, jednički posao se sastoji samo u montaži gotovih delova, što većinom iznosi samo mali deo vrednosti. U odnosu prema vlasniku, kao i kod radnog udruženja, odgovaraju svi partneri konzorcijuma zajednički, a u unutrašnjim odnosima odgovara svaki partner konzorcijuma za svoj udeo u radu. Ovaj oblik udruženja se često ostvaruje kod čeličarskih preduzimača. On nalazi svoju primenu i kod udruživanja preduzimača betonaca i čeličara, jer partneri rade nezavisno jedan od drugoga. Vrhovni konzorcijum Kod velikih čeličnih građevina koje zajednič ki izvodi više čeličarskih i građevinskih preduzimača, često se građevinski preduzimači udružuju u radnu zajednicu niskogradnju, dok preduzimači čeličnih konstrukCija obrazuju konzorcijum. Oba zajedno obrazuju, po pravilu pod vodstvom predu~imača čeličnih konstrukcija, vrhovni konzorcijum.
371
radova Naredni uzorak za opis radova daje podsticaj za formulisanje cena po pozicijama za čelične konstrukcije, kao i za cene pozicija usko povezanih sa njima, za tavaničnu ploču i protivpožarnu zaštitu. Čelična konstrukcija se po pravilu obraču-
nava prema izračunatoj težini, no obračun se može sprovesti i prema izmerenoj težini. Naknadno se odvojeno izbacuju radovi za projektovanje, površinsku zaštitu i montažu. Oni mogu da budu dati i u jediničnim cenama po isporučenim pozicijama.
Uzorak za opis radova za čeličnu konstrukciju sa tavanicom I protivpožarnom zeititom
1. Čelična konstrukcija
1.1. Projektovanje Poz. 1.1.01 Statički proračun paušalno .. . Poz. 1.1.02
Aadionički
crteži paušalno .. .
1.2 Isporuka Poz. 1.2.01 .. , t Stubovi od • valjanih profila zavarenih profila šupljih profila. Marka materijala: St 37, završiti uključivo i male delove i dostaviti na gradilište, po t ... Po~.
1.2.11 ... t Podvlaka od • valjanih profila • zavarenih profita • mrežastih nosača St 37, inače kao Poz. 1.2.01,
po t ...
Poz. 1.2.21- ... t Tavanični nosači od • valjanih profila • zavarenih profila • mrežastih nosača • kao spregnuti nosači uključujući i moždani ke za sprezanje St 37, inače kao Poz. 1.2.01 po t ... Poz. 1.2.31 ... t Spregovi kao • vertikalni spregovi • horizontalni spregovi od • valjanih profila • zavarenih profila st 37, inače kao Poz. 1.2.01
Poz. 1.2.81 t Čelična konstrukcija pozicija 1.2.01-1.2.61 dekorodirano prema stepenu dekorodiranja 2/3 i sa jednim/dva premaza cinkohromatna zaštita protiv korozije, predviđena debljina sloja 40/80 mm po t ...
1.3 Montaža Poz. 1.3.01 uređenje gradilišta koje se sastoji, napr., od kancelarijskih baraka, baraka za smeštaj, ograda oko gradilišta, zaštita gradilišta, stabilizovanih puteva za vozila, priključaka za vodu i struju, uređaja za dizanje, inače, građevinsku opremu i alate urediti, za podnošljivo dugo vreme građenja održavati, demontirati, paušalno ... Poz. 1.3.02 Održavanje uređenja gradilišta pozicije 1.3.01 za produženje vremena građenja, koje nosilac ugovora ne srne prekoračiti po mesecu ... Poz. 1.3.03 '" t Čelična konstrukCija poz. 1.2.01-1.2.51 montirati, uključujući i !ivenje stubova po t ili paušalno ... Primedba: Poz. 1.3.01 može da se uključi u Poz. 1.3.03.
2. po t ...
Poz. 1.2.41 ... t Fleksiono kruti okviri • okvirni stubovi • okvirne prečke zavareni, St 37, inače kao Poz. 1.2.01, po t ... Poz. 1.2.51 ... t Ostale čelične konstrukcije za • stepeništa • delove ugrađene u beton • držače za spoljašnje zidove itd. St 37, inače kao Poz. 1.2.01, po t ... Poz. 1.2.61 ... Komad za prodore u rebrima nosača neoivičeno/ oivičeno,
okrugli 100; 100-200, 200-300 30 mm, pravougaoni 200 x 300, 300 x 400, 300 x 500 mm, po komadu ... 372
Poz. 1.2.71 ... t Čelična konstrukcija pozicije 1.2.01-1.2.61 u materijalu marke St 52/WT 37/WT 52, dodatna cena po t ...
Tavanična ploča
Poz. 2.01 ... m2 Betonske ploče izrađene na licu mesta ... cm debljine, od MB .. , • površina gruba • površina uglačana • u vatrostalnom izvođenju • sa/bez dejstva sprezanja • armirana sa ... izraditi, uključivo oplatu, po m2 ••. Poz. 2.11 ... m2 Armirano betonske tavanič ne ploče kao gotovi betonski delovi, ... m širine, ... m dužine, ... cm debljine, iz MB ... • bez/sa dejstvom sprezanja • površina gruba od oplate • površina glatka za neposredno nanošenje podnog sloja • u vatrostalnom izvođenju • armirano tkivom od građevinskog čelika izraditi i postaviti po m2 sa zalivanjem spojnica
Isporučene pozicije sadrže alternative; one su katkad podeljene u više pozicija.
Poz. 2.21 ... m2 Tavanica od trapezastog lima, od pocinkovanog trapezastog lima, visina profila ... mm, debljina lima ... mm • bez/sa delovanja platna • bez/sa dejstva sprezanja sa armaturom • kao izgubljena oplata uključujući betonski sloj iznad MB ... , ... cm debljine preko OK lima • površina gruba • površina uglačana • površina glatka za neposredno nanošepo m2 ••• nje podnog premaza Poz. 2.31 ... Komad za prodor u
tavaničnoj
ploči
• izbušeno okruglo, prečnik .,. cm • izrađeno pravougaono, .. .1 ... crl velična po komadu ... Poz. 2.41 Komad za ugraditi i
ugrađivanje isporučiti
i po komadu ...
3. Protivpožarna zaštita Poz. 3.01 ... m2 Obloga za protivpožarnu zaštitu profitnih stubova • sandučastih stubova • stubova od šupljih profila • koja prati profil obloženo prskanim malterom • koja prati profil obloženo betonom MB ... • sandučasto· obloženo ... • okruglo obloženo ... klasa otpornosti prema vatri F 30/90, po m2 ... Poz. 3.11 ... m2 Obloga protivpožarne zaštite • podvlaka • tavaničnih nosača • štapova za spregove • koja prati profil obložen prskanim malterom • sandučasto obloženo ... , klasa otpomosti prema vatri F 30/90, po m2 ••. Poz. 3.21 ... 2 Obloga za protivpožarnu zaštitu tavanice od trapezastog lima na donjoj strani od prskanog maltera .,. cm debljine • ploča za protivpožarnu zaštitu od .. "' ... cm debljine klasa otpornosti prema vatri F 30/90, po m2 ••• Prim.: Protivpožarna zaštita se može sažeti u jednoj poziciji i obračunati paušalnom cenom.
Održavanje predviđenih rokova i troškova može se postići strogim planiranjem toka ~ pripreme građenja i ~ izvođenja građevine, i pažljivim planiranjem cene koštanja. Planiranje toka 'pripreme građenja treba utvrditi kod odluke o građenju, a takođe obuhvatiti i nabavku zemljišta i ~ pripremu sredstava, nadalje tE;lhničko projektovanje građevine, ~ dobijanje odobrenja od nadležnih vlasti i trgovačke i pravne procese upisivanja i sklapanja ugovora. Treba naročito da se naglasi da je veoma važno da se sve ove faze uključe u planiranje rokova (dinamički plan). Jer, često se kod pripreme građenja išlo bez planiranja i izgubilo mnogo vremena koje se kasnije tokom izvođenja radova moralo ponovo uštedeti kraćim rokovima za građenje.
DI!i!lnil!"~niiA
rokova kod
čeličnih
Planiranje rokova kod montažnog
načina
građenja
Terminsko određivanje svih etapa projektovanja i građenja mora kod monažnog načina građenja biti mnogo tačnije nego kod ostalih načina građenja kod kojih se bitni deo posla pri građenju odvija na gradilištu. Kod primene prefabrikovanih elemenata mora tempo prefabrikacije, koja se odvija u posebnim radionicama za takve elemente, biti koordiniran sa tempom radova na gradilištu. To ima veliki uticaj na određivanje termina projektovanja. Kod uobičajenog načina građenja opekom ili betoniranja na licu mesta može se kod gornjih spratova planirati kada je prizemlje još u toku. Kod montažnog građenja mora na početku svih radova biti najveći deo projektovanja zaključen. Ako to nije mogućno, potrebno je veoma usko terminsko utvrđivanje pojedinih koraka planiranja. To posebno važi za čelične konstrukcije u visokogradnji, kao tipičnog montažnog načina građenja sa veoma kratkim vremenima montaže. Koordinacija prOjekta čelične konstrukcije sa drugim radovima U ovoj knjizi je na mnogo mesta ukazivano na to da je konstrukcija čelične noseće konstrukcije usko vezana sa mnogim drugim elementima građevine. Ponoviće se nekolikoprimern: . e Visina tavanice i formiranja dispozicije nosača povezano je sa obimom i vođenjem instalacionih vodova. Položaj stubova - da li će oni da budu u kontaktu sa spoljašnjim zidom ili slobodni ispred ili iza fasade - to se rešava zajedno sa projektom fasade. e Način učvršćenja fasade - za stubove, za nosače, za tavaničnu ploče - utiče na projekt čeličnog skeleta.
e Pitanja protivpožarne zaštite igraju važnu ulogu. ~ Zbog veličine deformacije tavanice treba da se kod skeletnekonstrukcije razmisli o postavljanju i učvršćenju pregradnih zidova. Zahteva se, dakle, blagovremena koordinacija mnogih radova. I na ove procese koordiniranja mora se pri planiranju rokova voditi računa.
Pri tome se mora ostaviti prostora za iteracione procese, jer se kod prvog prOjekta čeličnog skeleta retko ispunjavaju svi zahtevi koji se javljaju kod projektovanja drugih delova građevine (npr., vođenje instalacija, završavanje fasade). Čelične konstrukcije zimi Kod projektovanja građevina igra lj zemljama sa hladnijom klimom važnu ulogu i godišnje doba. Periodi mrazeva i padanja snega izazivaju prekid betonskih i drugih radova ugroženih smrzavanjem, otežavaju mnoge druge radove ili zahtevaju opsežne i skupe mere za zaštitu od zime. Montaža čeličnog skeleta je gotovo nezavisna od uticaja zime, a isto tako i postavljanje limenih tavan ica ili umetanje montažnih betonskih delova (sa izuzetkom zalivanja spojnica) za tavanice, stepeništa ili zidove. Zbog toga kod čeličnih konstrukcija ne postoji zimski prekid radova. Time se vreme građenja može skratiti za nekoliko meseci. Prema tome se podešava i dinamički plan celog toka građenja.
Pomoćno
Nadalje, linijsko planiranje ne pokazuje međusobnu zavisnost pojedinih koraka u radu. To pokazuje mrežno planiranje. Mrežno planiranje Mrežno planiranje pokazuje međusobnu zavisnost radova, no ono se većinom ne može meriti na vremenskoj osi. Za to nedostaje preglednost. Kod većih radova mora se mrežni plan podeliti u više delimičnih planova. Tako nastaje familija mrežnog plana. Kako se mrežni planovi, da bi bili korisni, moraju stalno prilagođavati stvarnom odvijanju građenja, tj. mora da se u kratkim vremenskim intervalima ponovo postavljaju, nastaju generacije mrežnog plana. Ovo stalno usklađivanje je veoma važno. Svaka genera~ cija može da ima drugi kritičan put! Mrežni planovi treba da se rade kod velikih, nepreglednih građevina. Oili su kod manjih građevina nepotrebni trošak. Krive zbirova Krive zbirova pomažu nedostatku jednoosne predstave linijskog plana. Ovde se, kao i kod linijskog plana, na apscisu nanosi vreme, celi shodno pravi kalendar koji pokazuje nedelje, praznike, itd. Na ordinati se nanose izvršeni radovi. Razmera za nanošenje radova dobija se kod ravnomernih radova sama od sebe: m3 iskop zemlje, m2 površina tavanice, t čelična konstrukcija, itd. Metoda je ipak primenijiva i kod neravnomernih radova. Efekat rada tada se izražava u %. Potpuno izvršen rad je 100%.
sredstvo pri planiranju rokova
Planiranje i pregledno predstavljanje velikog broja procesa, koji su međusobno još i mnogostruko povezani, traži grafička i računska pomoćna sredstva. Planiranje rokova ima samo tada smisla, ako sledi stalno upoređivanje "treba -jeste", i ako se kod odstupanja sprovode potrebne korekturne mere. Kako kod građenja često nastupaju odstupanja od rokova, mora se 100% dinamički plan uspostaviti ponovo, u kraćim , - - - - - - - prebačaj vremenskim intervalima (nedeljno, meseč plana no). Samo takvo planiranje rokova, koje živi na takav način, biće stvarno od koristi za vođenje gradnje. Svako planiranje rokova se zasniva na oceni rokova za pojedine elemente dinamičkog plana. Iskustvo uči da se mora u toliko tačnije planirati u koliko je raspoloživo vreme tesnije, dakle, dinamički vreme plan se razlaže na tako male elemente da greška u oceni utiče manje, da se prave dnevna upoređivanja "treba - jeste", pa da se može blagovremeno preduzeti korekcija, tj. ili da se dinamički plan menja i/ili da se 1 Kriva "treba" crta se unapred, kriva "jeste" nanosi se dnevno. Ona se mora uvek menja organizacija građenja. nalaziti levo od krive "treba". Ako je kriva "jeste" strmija od krive "treba", tada je napredovanje rada brže od planiranog; ako je linijsko planiranje U većini slučajeva dovoljan je brižljivo po- ona položitija, rad napreduje suviše sporo. stavljen linijski plan. linijski plan ima za sva- Ako kriva "jeste" seče krivu "treba", tada ki proces samo jednu osu, vremensku osu. postoji prekoračenje roka. Krive zbirova se On dakle ima manu da kod dnevnih nanoše- mogu primenjivati i za kontrolu zaliha. Vertinja stanja "jest" kod dugotrajnih poslova ni- kalno rastojanje krive ulaza zaliha od krive je mogućno kratkoročno upoređivanje "tre- izlaza zaliha omogućava određivanje veliči ba - jeste". Kao pogodnije ovde se pokazu- ne stanja zaliha. Za primenu postupka poje operativni plan sa krivama suma (zbiro- moću linija zbirova na upravljanje radovima va). - vidi str. 376.
373
intenzivno
građenje
1>1 završava n ie fundiranja 1>1
zima
zima
zemljani radovi, fundiranje montaža, čelični skelet tavanice protivpožarna zaštita krov, spoljašnji zidovi unutrašnji radovi
vremena ......"'."'''''' ... i'''' tembru da su radovi i betonski radovi u suterenu bili završeni pre nastupa zime. Čelični skelet i drugi montažni delovi građevine bili su montirani tokom zimskih meseci. Do nastupa sledeće zime bili su krov i fasada zatvoreni, zgrada zagrejana, tako da se tokom druge zime moglo raditi na unutrašnjim radovima.
porudžbina statika radionički crteži isporuka materijala izrada montaža tok statike tok materijala tok izrade ukupan tok
o
2
3
4
5
6
9
10
II
12
meseci
2
TAVANICE betOiiSka montažna
Plan rokova
čelični
skelet
:2 Ovaj linijski plan (naziva se i gantogram, prim. prev.) ponavlja "liniju montaže" iz ukupnog dinamičkog plana 1 i pokazuje što se trebalo zbivati pre montaže i koliko se prethodno vreme daje za projektovanje.
crtež za
izvođenje
isporuka armaturnih mreža priprema kalupa izrada montaža zalivanje razdelnica betonska tavan ica betonirana na licu mesta
i---
'c~ e -
===
(
)
predperiod 4 meseca
~
naknadni period 1 mesec
3
crtež za izvo(fenje Statika isporuka materijala Kod davanja ugovora preduzeću za čelične oplata, armiranje, konstrukcije projekt noseće konstrukcije se 7' betoniranje ~ u opšte m slučaju u svojim bitnim delovima predpenod 1,5 meseci tavan ica od trapezastog ostavlja fiksnim. U prvim nedeljama posle lima sklapanja ugovora sledi konačno izjašnjenje crtež za izvođenje i usaglašavanje sa drugim radovima. Istovisporuka materijala remeno se u statičkom proračunu određuju polaganje profili za čelične delove koji se kod montaže betoniranje najpre koriste, to jest, kod spratne montaže delovi za suteren i prizemlje. To znači odnaknadni period 1 mesec meseci!) predperiod 2,5 meseci mah dalje utvrđivanje i za gornje spratove. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 lako se, doduše, gradi odozdo prema gore, računanje mora da se sprovodi odozgo prema dole. Do porudžbine prvih profila potrebno je da ćih profila i naročitih vrsta čelika moraju se Isporuka materijala statika bude ispred za 0,5 - 1 meseca. za svaki poručeni izliti u čeličani sopZa isporuku materijala mora se planirati najlasno sa napredovanjem radioničkih stveni blokovi kao materijal promanje sa nekoliko nedelja. Doduše, tekući sledi i statika detalja. ces valjanja. profili kvaliteta St 37, dužina 12 do 15 m su na skladištima u čeličanama, u trgovinama Radionički crteži Zajedno sa statikom crtaju se i pregledni čelikom i kod preduzimača čeličnih koncrteži kao i tačne dužine profila koji treba strukCija. Na taj način se može za manje, lada se montiraju. Slede crteži za radionički ke čelične konstrukcije postići vrlo kratko vreme isporuke, ali treba da se trošrad prema sistemu rada radionice, kao kova uskladištenja računa sa višim cenama crteži globalnih dispozicija ili kao čelika. Kod velikog broja profila traženih crteži pojedinačnih delova. Obe vrste crteža većinom sadrže potpuno dužina i kvaliteta čelika je držanje zaliha samo u kotiranje svih čeličnih delova. Propratno čelične građevine mogućno sastavljaju se i spiskovi delova. Crteže po- malom obimu. Stoga se u opštem slučaju, potrebni profili sle određenog redosleda radova valjaju po meri. Tada treba da se računa sa pregleda tehnički biro preduzeća čevremenom isporuke od 1 do 2,5 meseci. lične konstrukcije utvrđena II!) proverava arhitekta u pogledu usaglaše- Vremena isporuke su kod meseca procesom proizvodnje. Valjaonice valjaju nosti može da otpočne montaža. graneki određen profil većinom nekoliko dana. u Nemačkoj ih proverava nadzorni đevina i prinudnih građevinskih mera mogu Kod promene profila se valjci za profilisanje inženjer, i na kraju, se ovi rokovi bitno skratiti, tako da se indusII!) ponovno se razrađuju u tehničkom birou na stazama za valjanje izmene. Svaki profil trija čeličnih konstrukcija može, isto kao i se stoga u turnusu od približno 1 do 2 mefirme sa· podacima o detaljima. vatrogasna služba označiti kao nužna mera. seca samo jedan ili dva puta valja. Kod veII!) Tada se pripremaju spiskovi delova.
H+~~~'
374
II
Plan rokova zaAt.tu
betonirane na licu
tavanice I protlvpoiarnu
vremena procesa montaže vremena procesa vršetka monts2e skeleta. četka
Tavanice od "'@Illi"'",.",,,, lima Tavanice na čeličnom od 1 do lima. montiraju "'~iiQrlln'" čeličnom konstrukcijom. betona zahteva naknadni od oko 1 mesec:a završetka montaže. Pf()th'oc.žarns zaštita za zaštitu od vatre može sa vremenim presecanjem naneti vreme lične montaže. Ona zahteva naknadni proces od oko jednog meseca.
3
100%
100%
100%
1 kriva troškova plaćanje
posle montaže
A troškovi izvan gradilišta
plaćanje
posle izrade
B troškovi na gradilištu
10%
7
8
9
10
11 12
Mo (JJ
a
tehnički
b
biro
(JJ
tl
tl
isporuka materijala
e
e
c
rad u radionici
d
d
rad na montaži
Plan
plaćanja
Radu preduzimača rad na gradilištu - odgovara obaveza vlasnika - plaćanje. Vreme plaćanja deluje na cenu građenja, nastupa dobitak od kamata na jednoj, a gubitak kamata na drugoj strani, što može da iznese značajan deo cene građenja. Zbog toga treba da su termini plaćanja regulisani ugovoro.m. yećinom se primenjuju rokovi plaćanja bliski toku radova. Za građevine bez ili sa prefabrikacijom daju se različiti rokovi plaćanja, kako će sada biti pokazano na tri primera. Građenje bez prefabrikacije 1 Kod građevina bez prefabrikacije uobiča jeno je mesečno obračunavanje izvedenih građevinskih radova sa zadržavanjem iznosa od 10% zbog sigurnosti. Dijagram prikazuje zavisnosti ukrivama zbirova za troškove (1) i plaćanje (2). Tamno područje je deo troškova koje preduzeće 'prethodno finansira.
2
d
građevina i prefabrikacija građevine sa prefabrikacijom nastaje veći deo troškova ne na gradilištu već u radionici, za koju se isto tako zahtevaju plaća
Mala
2 Kod
nja po rokovima. U predstavljenom planu rokova i plaćanja za čeličnu konstrukciju građevine srednje veličine (cca 600 t) koristi se 18% sume građenja na gradilištu, a 82% izvan gradilišta u pogonu preduzimača. Kod plaćanja sa mesečnim obračunavanjem montiranih građevinskih masa prema krivoj 2 trebala bi u prose ku čitava građevinska suma biti tri meseca prethodno finansirana od preduzeća, tj. građevinska suma bi se kod 10. obaveznih kamata povisila za 2,5% i to bi jako opteretilo likvidnost malih firmi. Kod plaćanja prema krivoj 3 su troškovi i dobici od kamata gotovo izjednačeni. Zbog toga je u čeličnim konstrukcijama kod malih i srednjih građevina uobičajen sledeći način plaćanja:
• 30% kod davanja ugovora,
• 30% za vreme vremena izrade, kod ma-
njih
građevina
pri
početku
montaže,
• 30% za vreme montaže u pojedinačnim
ratama, kod manjih građevina posle završetka montaže. Kao sigurnost za sprovođenje plaćanja može se zahtevati bankovno jemstvo. Veće građevine i prefabrikacija 3 Ove zavisnosti biće još jasnije kod dužeg vremena pripreme i kraćeg vremena montaže (što je često kod građenja elementima). Plan rokova i plaćanja kod jedne velike građevine pokazuje da predradnje van gradilišta traju dvanaest, a radovi na gradilištu samo tri meseca. Materijal se isporučuje u četiri rate, tako da kriva plaćanja ima stepenasti oblik. Plaćanje posle montirane konstrukcije (kriva 2) značilo bi gotovo potpuno predfinansiranje od preduzimača. Stoga se kod velikih građevina plaćanje sprovodi u fiksnim ratama (kriva 3), koje su raspodeIjene kroz čitavo ugovorno vreme.
375
1 Neka njegova primena bude objašnjena
.. Upravljanje radovima Upravljanje radovima je interni posao isporučioca. No ipak ima održavanje ugovorenih termina isporuke kao pretpostavku terminski određenu isporuku projektnih podloga od projektanta za isporučioca (fabriku). Stoga je i za planera važno razumevanje za upravljanje radovima. "Rad sa prefabrikovanim elementima, npr., čeličnim delovima ili betonskim montažnim delovima, zahteva strogo upravljanje, naročito da .. bi se utvrdio redosled delova koji treba da se rade i da .. bi se uređaji za završavanje radova ravnomerno opterećivali. Trajanje radova Zaht evan o trajanje radova zavisi od raspoloživog radnog kapaciteta. U jednoj radnoj jedinici (FE) (prema nemačkom terminu "Fertigungseinheit") može se u vremenskom intervalu .6.t izvršiti određena količina .6.n (npr., u radnoj smeni od osam sati). Jedna radna jedinica (FE) može biti jedno radno mesto u radionici za čelične konstrukcije, uređaj za bušenje, prelazni put ili jedan betonski oblik. Dnevni učinak može da se povisi povećanjem broja radnih jedinica (FE) ili njihovim korišćenjem u više smena. Postupak pomoću linija zbirova Celishodno, OČigledno sredstvo za upravljanje radovima je postupak pomoću linije zbirova, pomenut već na str. 373.
količina
radova. Tada je t2 zapravo vreme radova, a t3 vreme sređivanja. Ovim načinom prikazivanja pravovremeno se uočavaju uska grla.
na dijagramu. U vremenu T može se sa jednom radnom jedinicom (FE) izvršiti količina ni sa 2 ili 3 dvostruko (n2) ili trostruko (n3)' Što je kriva strmija, to je veći učinak po jedinici vremena. Ako u vremenu T treba da bude završena samo količina n, tada jedna (FE) očigledno nije dovoljna, jer n> ni' Treba, dakle, da se povremeno radi sa 2 (FE) ili sa 3 (FE). Ako se od početka radi sa 2 (FE), posao je završen u vremenu t 2, a kod rada sa 3 (FE) čak u vremenu t3' Ako se počne raditi sa 1 (FE), tada dijagram pokazuje da se najkasnije u trenutku tb mora uključiti druga jedinica, ili u trenutku ta dve dalje (FE). Obrnuto, dijagram pokazuje takođe da se kod početka rada sa 2 (FE) može u trenutku td uključiti na 1 (FE), ili, kod početka rada sa 3 (FE) u trenutku tc. Primer jednog dijagrama upravljanja 2 Linijski dijagram 2 na strani 374 za čeličnu konstrukciju je ovde nanesen dvodimenziono kao dijagram linija zbirova. Za čelične konstrukcije je tipično da se montaža može izvršiti u 3,7 meseci, dok je za rad potrebno 6 meseci. Dijagram sadrži kao prinupe za rad liniju zbirova 4 isporuke na montažu (najkasniji kraj radova) i liniju zbirova 2 koja utvrđuje ulaz crteža i materijala (najraniji početak radova). Na raspoloženju za radove postoji vremenski prostor t2 + t 3, koji se nalazi između. Linija 3 znači stvarni završetak
Nekoliko primera Kad bi se početni tempo radova nastavio, tada bi montaža kod A bila savladana u 7. mesecu. Dijagram je omogućio da se to uoči blagovremeno, pa je kod B krajem 3. meseca tempo u tehničkom birou povišen, či me bi radovi mogli povisiti učinak: Kod e je krajem četvrtog meseca dato ponovno usporenje tehničke obrade, koje se brzo odrazilo na tempo radova, pa je kod D u 8. mesec u izazvao u montaži novo usko grlo. Stoga se kod E početkom 6. meseca uložio poslednji napor kako bi se montaža mogla, prema planiranom roku, završiti u 9. mesecu.
Količina zaliha Dijagram linija zbirova daje takođe i pregled o stanju zaliha gotOVih čeličnih delova. Vertikalno rastojanje krive završetka radova (dodavanje zaliha) prema krivi montaže (oduzimanje zaliha) daje uskladištenu količi nu L. Vidi se da treba da se u petom i sedmom mesecu (max L) očekuje velika zaposednutost prostora skladišta.
/
n3
n21
1
r I" I o
o, T
Lt
vreme
:2
n1(2.3) količina koja se može obraditi u jednoj (dve, tri) (FE) u vremenu T n količina koja treba da se obradi u vremenu T a rad do trenutka ta sa 1 (FE), a dalje sa 3 (FE) b rad do tb sa 1 (FE), dalje sa 2 (FE) c rad do tc sa 3 (FE), a dalje sa 1 (FE) d rad do td sa 2 (FE), a dalje sa 1 (FE).
376
Linija zbirova znače: 1 statika, porudžbina materijala početak konstrukcije detalja 2 prispeće materijala završavanje crteža početak radova 3 svršetak radova uskladištenje čeličnih delova 4 uzimanje čeličnih delova iz skladišta transport i montaža
Vremenske strelice znače: t1 vreme isporuke materijala izrada detaljnih crteža t2 radovi t3 vreme ležanja u skladištu Količine znače:
L
količine čelika uskladištene
u skladištu max L najveća količina zaliha, merodavna za slobodno držanje povrŠine skladišta.
Sklapanje Delovi se sklapaju i povezuju zavrtnjevima ili se povezuju tačkastim zavarivanjem. Kod serijskih komada mogu se troškovi rada smanjiti zajedničkim uređajima za sklapanje, a da se istovremeno povisi tačnost. Radionički spojevi se većinom zavaruj u , dok se montažni spojevi zbog brzine nosti izvode zavrtnjevima (v. str.
Sledeći pregled postupaka proizvodnje u radionici čeličnih. konstrukcija treba da služi razumevanju konstruisanje i čelične konstrukcije. Radionica čeličnih od sledećih
elemente, uskladištenje nr.·tr.\Ilh oroi;zvC1ida. Rasoj::>red radnih zavisi od lokalnih odnosa u fabrici konstrukcije.
1Fn1'\i''11''::lI"7n,&;>
Skladište H<:>oII<:>on,r.N "",,,,+,,,,~ii<>l,,,, Raspolaže samo malim menijivih zaliha rudžbini valjanim, tzv. kOlmi~;jor1im lom. Skladište ima kranske uskladištavanje i često uz primenu
7
delovi raju planirano zakrivljenje, npr., nosači šenjem. Ovi nl"r\f"'&;>ci D1od,9šslvania vode u hladno DO(::Ie~iav~anje, ili 7'~f·n'e::.\I~r"&un Oo
7 probijanjem. 8 Treba da se na to da rezovi plamenikom treba da se nalaze izvan zaobljenja. prethodno buše kako bi Unutrašnji uglovi se izbegle prsline usled obeležavanja, koje se ovde lako stvaraju. se kod oblikovanih čelika u celini buše. pojedinačnih komada se ose otvora zarežu iglom i obeU modernim leže uređajem za fabrikama čeličnih se bušenje, bez nl"t:.1'hi"\l'ii"\r.R obeleža'/anja zanjem, potpuno upravljanim 11'<:>O''';<:>Olnf'l'''' Obrada
čelika
stapo\'e (linijske
~D,ecllamle
mašine park mnogih fabrika konstrukcije se kompletira presama za OOIIlKClvaI1Ie, ma čelika, itd. Transport Veliki uticaj na ekonomičnost radova ima kod čeličnih konstrukcija unutrašnji tranU fazi pojedinačne obrade moderne primenjuju za velikih komada kao trake
može profilisanje, vori se buše, ili terijala, izbijaju. Obrada pojedinačnih delova Ovamo spada i bušenje valjanih su različiti za obprofila. Ovi procesi likovani čelik, čelik štapove i pljošti materijal (definicije - v. str. 385). Posle pojedinačne obrade delovi se sređuju prema težini ili veličini pojedinačno ili u tama dovode na sklapanje.
Obrada pljošteg materijala materijal se oblikuje makazama ili se plamenikom. Čitave table lima i čelici velikih površina kroje se pomoću ručnog plamenika.
Obrada oblikovanog čelika Rezanje oblikovanog čelika sprovodi se većinom testerisanjem.
čeličnih konstrukcija imaju poluautomatske ili potpuno automatske uređaje za testerisanje. 2 Na nekim testerama mogu se kosi rezovi testerisati oko vertikalne ose ili 3 oko horizontalne ose, a većinom pomoću plamenika. Dalji rezovi uvek plamenikom, npr.,
1 Moderne fabrike
9 Za isecanje velikih limova u uske trake služe portalne mašine sa plamenicima koje izvode istovremeno više paralelnih, ili kod zakrivljeno vođenog plamenika, zakrivljenih rezova. 10 Tri plamenika koji deluju na isti rez pod različitim uglovima, izrađuju oblik ivica kakav je potreban zbog zavarivanja. Mali delovi se obrađuju plamenikom iz tabli lima bilo ručno, bilo polu - ili potpuno automatski, prema šablonima, crtežima ili pomoću elektronski vođenih koordinata. Limovi se nakon isecanja buše pojedinačno ili pomoću uređaja za bušenje sa automatskim upravljanjem.
Skladište gotovih delova Gotovi montažni elementi se pre otpreme uskladištuju na skladišta za gotove delove. Veći skladišni prostori zahtevaju posebnu tehniku uskladištavanja, jer se izvlačenje gotovih delova izvodi u drugačijem ritmu i drugim redosledom nego što se to zahteva kod montaže. Koriste se sledeći principi uskladištenja: haotično uskladištenje, tj. gotovo svi delovi dolaze na najbliže slobodno mesto, povrŠinsko uskladištavanje zahteva velik prostor, upravljano uskladištavanje zahteva jedno međuskladište, gde se preuzimaju komadi iz radionice i posle presortiraju uredosledu koji zadovoljava potrebe montaže.
311
Uređenje radionice za konstrukcije
čelične
Mnoge manje fabrike čeličnih konstrukcija imaju veću ručnu obradu, bez mehaničkog rada. Unutrašnji transport sprovodi se pomoću kranova koji se kreću po visoko izdignutim kranskim stazama, kao i pomoću vagoneta koji se pokreću ručno. Većina fabrika ipak ima automatske uređaje za obradu i kombinovane trake za testerisanje i bušenje. U oblasti ovih uređaja transport se odvija na pokretnim trakama. Veće moderne fabrike imaju odvojene uređaje za testerisanje i bušenje, automatske uređaje za sečenje čelika plamenicima, a u fazi pojedinačnih radova na pokretnim trakama većinom imaju mehaničko vođenje.
Razmera cca 1 :750 A Skladište valjanog materijala B Sečenje plamenieima a valjak za podešavanje lima b sušenje e uređaj za obradu d prskanje radioničkim premazom C Pojedinačna obrada pljošteg materijala e skladište ostataka f portalna mašina za sečenje plamenici ma g mekaze za lim h mMlna za sečenje plamenikom I automatska bušilica k prostor za bušenje D POjedinačna obrada profilisanog čelika I čelik za štapove i testera za profilisanje m traka za bušenje profila n ugaone makaze o ugaoni uređaj za buše nje E
D
'T"1
I II I I I
E
378
Međutransport
p uređaj za poprečni transport F Sklapanje i povezivanje r radni prostori za sklapanje G Bojenje s uređaj za prethodno zagrevanje t uređaj za prskanje u uređaj za sušenje v dodatak za ručno prskanje H Skladište gotovih delova.
1 Priložena osnova prikazuje potpuno mehanizovanu radionicu za čelične konstrukcije, gde se i doprema prefabrikovani.h pojedinačnih delova do mesta za sklapanje, i - u koliko to oblik delova dopušta - gotovih delova do uređaja za prskanje, sprovodi automatski na pokretnoj traci. Međuskladište E može da bude manje, ako hala za sklapanje elemenata F može da se smesti u istu osu kao i hale za pripreme e i D.
Projeidovanje montaže Za planiranje toka građenja višespratne če lične građevine važno je poznavanje toka montaže i njenog vremenskog uklapanja sa drugim radovima pri gradnji. Brzina montaže čelične konstrukcije zahteva brižljivo projektovanje. S druge strane, planiranje je olakšano zbog nezavisnosti montaže čelič ne konstrukcije od smetnji usled godišnjih doba i vremenskih nepogoda. Važna pretpostavka za ažurnu montažu su pre svega utvrđeni prilazni putevi, vozni po svakom vremenu, za transport vozila, kao i vozne staze i mesta postavljanja pokretnih kranova (v. str. 383).
Usputno montiranje drugih prefabrikovanih elemenata građevine Zajedno sa čeličnom konstrukcijom se - po pravilu sa istom opremom -- montiraju i drugi prefabrikovani elementi (npr., montažne betonske tavanične ploče, limene ploče i krovovi, elementi stepeništa i zidova, delovi fasade). Preko toga se na međuspratne konstrukcije može staviti oprema za montažu "Colli" sa elementima za završne radove (unutrašnji zidovi, tavanice, materijal za pod, vodovi za cevi, instalacioni materijal). Celična montaža prethodi izradi temelja i betonskih delova građevine koji služe za ukrućenje zgrade. Kod kratkih vremena građe nja se preporučuje da se i ovi delovi građe vine po mogućnosti učine montažnim (npr., podrumski stubovi i tavanice) i da se betonska jezgra zamene čeličnim konstrukcijama za ukrućenje.
sportnih vozila poznata - planovi vožnji, či me se omogućuje pažljivo upravljanje završavanjem i uskladištenjem elemenata građevine. Pri tome je celishodno da se svi elementi obeleže prema svojim mestima ugradnje. To se može preduzeti rano (tj. čim su pregledani crteži gotovi), takođe i kada elementi još nisu konstruisani i još nemaju svoje brojeve tipova. Takvim detaljisanim projektovanjem izrade, uskladištenja i montaže mogu se postići kratka vremena montaže kao i ušteda na ceni koštanja.
povezanih ili Složenih, spuštaju se gore na i odvajaju se kratkim izdizanjem ili manevrisanjem viljuškom. Pojedini delovi se na zemlji posebnim uređajem za dizanje premontiraju u veće građevinske grupe i jednim dizanjem zajedno ugrade. Primeri, vidi str. 380. građevinu
1 Pomoćno sredstvo za merenje stubova čeličnoj ploči
a
ose na
b
podnožna ploča stuba
e
zarezi na podnožnoj
d
zarezi dietom na ploču glave
6
zarez u uglu kao oznaka za visak
f
skup limova univelisan po visini
ploči
Vreme montaže Brzina montaže zavisi od broja uključenih dizalica i broja izvršenih dizanja po jednoj radnoj smeni. Vrsta i pristupačnost gradilišta određuju broj dizaHca koje se mogu uključiti. Broj dizanja koji se može postići nekom opremom varira se visinom dizanja, pristupačnošću gradilišta, stepenom teškoća kod priključaka i konačno, vremenskim uslovima. Jedna dizalica može u jednoj smeni od osam do deset časova izvesti kod težih uslova 10 do 20, kod lakših - 20 do 40 dizanja. U jednom mesecu može se jednim uređa jem i jednom radnom smenom montirati prosečno 200 do 300 t čelične konstrukcije, uključujući i pripadajuće tavanične elemente. Vreme jednog dizanja sastoji se iz ~ vremena za nameštanje elemenata na tlu, ~ čistog vremena dizanja i zaokretanja, ~ vremena za odlaganje ili oslobađanje elementa, skidanje (odlaganje) uređaja za dizanje, ~ vremena za spuštanje prazne kuke. Kod dugih vremena dizanja jednovremeno se diže više delova građevine međusobno
Merenje održavanje propisanih toleranci zahteva pažljivo merenje pre i za vreme montaže. Osnov čini sistem tača ka trouglova i stalnih visinskih tačaka. Brigu kod postavljanja stubova olakšava tačno postavljanje međuspratnih konstrukcija. Svaki sprat se pre krajnjeg učvršćenja zavrtnjevima treba još jednom premeriti. Ovde se primenjuju optički ili laserski uređa ji. Ugib spregnutih nosača se često pre betoniranja betonskih ploča kompenzira podmetanjem pomoćnih stubova kojima se visinski položaj proverava nivelmanom (vidi str. 279). Tačno
Tok radova kod montaže prema vrsti građevine i lokalnim uslovima potreban je sledeći tok radova: istovar doveženih delova građevine, ~ montaža i demontaža pomoćnih skela za privremeno podupiranje delova građevine, ~ dizanje delova građevine na mesto ugra-
Već
đivanja,
~ ugrađivanje
i učvršćivanje elemenata, gradnje, ~ završno spajanje elemenata pomoću zavrtnjeva, zavarivanja, zalivanja betonom ili lepljenjem. ~ uređenje
2
Planiranje rokova (dinamički plan) Kod planiranja montaže razrađuje se tok montaže (v. str. 380) i razlaže u operacije pri montaži. Ovde se utvrđuje lokacija, dužine konzola i visine kranova za pojedine faze rada i izračuna broj potrebnih dizanja tako da se dobija precizna vremenska dispozicija u odnosu na ~ potrebe materijala po količini i vremenu i ~ redosled delova koji treba da se ugrađu ju. Treba da se blagovremeno utvrde planovi dostave materijala, i - ako je nosivost tran-
Montaža bez međuskladišta 2 Čelični skeleti se mogu montirati bez međuuskladištenja, direktno iz kamiona. Kod skučenih prostornih uslova, npr., kod gradilišta u gradu, to se zahteva kao nužnost. Ovde je potrebna dobra organizacija doturanja materijala po tačnoj satnici. Za izravnanje zakašnjenja kod transporta uskladištava se mala zaliha čeličnih delova u domenu okretanja montažnog krana. Veći čelični i betonski delovi se premeštaju direktno sa vozila.
3
Montaža sa međuskladištem 3 Stvaranje međuskladišta na gradilištu traži mnogo prostora i posebnu opremu za dizanje zbog istovara i kasnijeg ponovnog utovara, kao i za gradilišna vozila za naknadni transport do mesta montaže. Nastupaju dodatni troškovi. Ovaj način rado se primenjuje kada se pristižući transport ne može tač no regulisati, ili, ako se najednom moraju transportovati veće količine, npr.,. kod transporta brodom ili kod montaža u prekomorskim zemljama. 379
5
9
Višespratna građevina se može montirati po spratovima ili po osovini, ili se oba postupka montaže kombinuju. Montaža po spratovima 1 Kod montaže po spratovima se uvek po jedan sprat montira potpuno, po moguć nosti uključujući i tavanice, u koliko su one prefabrikovane, pre nego što se započne sledeći sprat. Ovakav način montaže se uvek primenjuje kod visokih zgrada oblika tornja. Ovaj način montaže ima prednost da se u montiranim spratovima može na velikoj površini početi sa unutrašnjim radovima, npr., radovi na nanošenju podloga, postavljanje vodova. Kako spratovi nisu suvi, mogu se elementi građevine osetljivi prema vlazi uno-
Prethodna montaža Prethodna montaža građevinskih sklopova ubrzava pravu montažu zgrade. Ako se građevinski sklopovi mogu transportovati, mogu se završavati u radionici, inače - na gradilištu na posebnom mestu za prethodnu montažu ili u domenu zahvata montažnog krana. Primeri za prethodne montaže: 380
siti samo ako su pojedine međuspratne konstrukcije provizorno zaptivene kao zaštita od kiše (takođe i šahtovi za stepenice, liftove i vodove). Postavljanje kranova kod montaže po spratovima 2 Kod veoma izduženih građevina ili 3 kod građevina velike površine mora montažni kran kod svakog sprata izvoditi kretanje sa mnogo vremenskih gubitaka, ili se mora postaviti toliko kranova da oni mogu potpuno obuhvatiti celu osnovu građevine, tj., da se područja njihovih zahvata presecaju. 2,381,4 Autokranovi, ili toranjski kranovi sa šinama stoje izvan zgrade. 3b,5 Toranjski kranovi koji stoje na mestu mogu biti u zgradi i zajedno sa njom rasti.
11 a Spregovi od rešetkastih nosača, 11 b Zidne rešetke koje se sastoje od stubova zgrade i podvlaka, ili okviri od stubova i nosača.
12 Spoljašnji stubovi sa delovima prečki (prikazani su fasadni okviri visoke zgrade Standard Oil u Čikagu), vidi i str. 234, crtež 4.
10
Montaža po osovini 6 Kod montaže po osovini uvek se po jedna osa zgrade montira iz jednog položaja krana sve do krova. Krov se može sektorski zaptivati tako da ispod njega mogu u potpunosti da započnu unutrašnji radovi. Postavljanje krana kod montaže po osovini 2 Dizalica može da stoji pored zgrade 1 ili u njenoj podužnoj osi i posle montaže se pomera za jedno osovinsko polje dalje. G Uobičajeni način montaže kod zgrada sa velikom površinom sa većim brojem brodova. 9 Kranovi sa vertikalnim jarbolom dopuštaju montažu kompletnih osovinskih sektora. 10 Kranovi sa vertikalnim jarbolom dopuštaju montažu kompletnih osovinskih sektora.
13 Tavanična polja (ovde rešetkasti nosač sa tavaničnim nosačima i tavanicom od trapezastog lima kod zgrade Svetskog trgovačkog centra u Njujorku). 14 Čitav spratni okvir širine i visine zgrade, koji je prethodno montiran na tlu i sa više vučnih užadi podignut (primenjeno kod stambene izgradnje u Francuskoj).
Montaža visoke zgrade Dizalice imaju radius kraćenja vremena dizanja brze vitlove. Građevinski kranovi koji se obično primenjuju kod građevinskih firmi imaju većinom suviše malu nosivost za če ličnu montažu. Betonska konstrukcija mora takođe unapred da radi sa opremom koje je za njene potrebe preteška i preskupa, ili se oprema za dizanje mora pre čelične montaže izmeniti. Spratni građevinski tiftovi za transport osoblja i sitnog materijala moraju tesno da slede montažu. Važno je da se odmah montiraju i stepeništa. Time se ubrzava saobraćaj i izbegava opasno hodanje po lestvama.
Montaža obešene zgrade Montaža obešene zgrade počinje podizanjem unutrašnjeg tornja (jezgra). Sledi postavljanje gornjih konzolnih nosača. Međus pratne konstrukcije se montiraju odozgo nadole. Pri tome treba primetiti da se pod opterećenjem zgrade jezgro skraćuje, dok se vešaljke izdužuju; nastupa, dakle, veliko relativno pomeranje obe krajnje tačke tavaničnih nosača.
15 Nosači i tavanični elementi se dižu i ugrađuju pojedinačno ili u prethodno montiranim sklopovima. 16 Međuspratna konstrukcija se u celini sklapa na zemlji pa se diže kao celina. 16
15
~
~~
L..I
17
Dizalica za montažu visoke zgrade 17 Toranjski kran, fiksiran ili pomerljiv, pored visoke zgrade.
18
19
18 Toranjski kran u visokoj zgradi, u šahtu za lift.
većinom
19 Konzole na prethodno podignutom betonskom jezgru, npr., kliznom oplatom. 20 Vertikalno pomerljivi kran ovi na čeličnoj konstrukciji.
"Liftslab" postupak (postupak dizanja ploča) Međuspratne
konstrukcije koje se prefabrikuju na tlu dižu se na stubove zgrade. T.~va nice imaju prodore za stubove. Uređaji za dizanje sede na stubovima. Oni se sinhrono uključuju hidrauličkim upravljanjem. Pojedinačni koraci dizanja su veoma mali tako da prese sa manjim opterećenjem ne mogu da beže napred, pa čitava tavanica ostaje pri dizanju ravna. . . Sila dizanja prese je 700 kN. Kod dizanja konstrukcija treba da se pažljivo stabilizuje u pogledu bočnih odstupanja. 21- Izlaženje prese: optere~en)e vi~i ~a ob~ vešaljke na gornjoj poprecnoJ preckl, donji držač otvoren.
21
22
23
22 Ulaženje prese: opterećenje visi na donjoj poprečnoj prečki, gornji držači otvoreni.
23 Oslanjanje dignute tavanice na stubove sa kosim podupiračima.
381
Ojačanje
poprečni presek Fi, krutost E1F1) nosi za vreme pregrađiva nja postojeće opterećenje G pa se pod ovim opterećenjem skraćuje za iznos Og, prema stanju kad bi bio neopterećen. 1.2 Novi deo stuba (E2, F2, E2F2) se pomoću presa prethodno pritisne slobodno odabranim opterećenjem G2 i pri tome skrati za iznos 092 i tada kruto spoji sa starim stubom. Ovaj se sada za isto opterećenje rastereću je pa, dakle, nosi samo G1= G - G2 pa se izdužuje za iznos olQr . 1.3 Opterećenje P nose zajednički oba stuba pri čemu stari stub nosi
1.1 Stari stub (E-modul E1,
i prihvatanje
Kod pregrađivanja, naročito kod obnavljanja starih građevina, treba često da se stubovi ili nosači ojačavaju, tavanice ili zidovi da se prihvataju (vidi i str. 175). Na šta treba da se pri tome pazi, biće objašnjeno na dva primera. Ojačanje
stubova Kod ojačanja jednog stuba, na primer, od zida od opeke ili betona, pomoću čeličnog profila, treba da se razmisli koji deo opterećenja treba da se pridruži svakom od dva dela stuba. Mogućna su dva puta: e Stari stub sam nosi za vreme pregrađiva nja postojeće opterećenje G. Novi stub se ugrađuje kruto, ali bez napona. Naknadno naneseno opterećenje P zajednički nose oba dela stuba, ili, e Novi stub učestvuje i kod starog opterećenja G. Ovde treba da se primeni sledeći postupak ugrađivanja.
P 1 =P
!II -, 2.1
E1F1
E1F1 +E2F2 2.2
a novi stub nosi P2=P-P 1 • Prihvatanje zida Ako se zid osloni na čeoni nosač, zid će ispucati ako je nosač bio ugrađen bez napona, jer se on usled težine zida savija. Da bi se to izbeglo, mora mu se dati prethodno naprezanje, npr., na sledeći način: 2.1 Iznad nosača se zid prihvata malim prelaznim nosačem koji se toliko pritiskuje na zid da se donji deo zida rasterećuje. 2.2 Probije se otvor i ugradi nosač. 2.3 Oslonački nosač se ravnom hidraulič kom presom pritiskuje na zid. On preuzima opterećenje pa se savija. 2.4 Spojnica između nosača i zida se zapuni. 2.5 Posle stvrd njavanja betona spojnice pomoćni nosači se vade.
2.3
2.4
2.5
1.2
1.1
lU'.""'.»"', ••
1.3
za dizanlie
Uređaji za dizanje pri montaži dižu terete i pomeraju ih horizontalno. Oni mogu da budu učvršćeni na mestu, ili se mogu voziti po šinama ili po traci. Neki uređaji se mogu voziti samo radi promene položaja ali bez opterećenja. Uređaji se mogu podešavati vi-
sinski, ili rasti sa zgradom ili se podizati na zgradi. Radno vreme uređaja se sastoji od korisnog vremena i od pomoćnog vremena za dovoz i odvoz, za nameštanje i skidanje. Pomoćno vreme raste sa težinom uređaja. Da bi rad bio ekonomičan, mora on prema korisnom vremenu biti u razumnom odnosu. Uređaji za montažu moraju izvoditi brza i
I
precizna kretanja kako bi se proces dizanja skratio, a ugrađivanje delova olakšalo. Nosivost uređaja za dizanje određuje se dopuštenim momentom tereta (= teret x krak). Kod najboljih uređaja montaža je mogućna kod jačine vetra 5 do 6.
Penjući
Penjući
Immovl (",Kletterkrinne"')
kran na rubu zgrade ili u šahtu za lift, može se sam dizati. Pritom se učvršće nja naizmenično zamenjuju. Stubovi imaju prethodno pripremljene veze.
1
382
Portalni Immovi
2 Portalni kran kao kran za prostor skladišta; važan za brza kretanja; teret visi na mač ki koja se vozi na prečki portala. 3 Visok portalni kran velikog raspona za montažu jako razvučenih građevinskih biokova. Mogućna je montaža po spratovima ili po osi.
Kranov. u visokogradnji
A.utokranovi
" Lak autokran sa teleskopskom konzolom, 100 do 200 kN, dužina konzole 13 m, kao kran za istovar i za skladišni prostor, za prethodnu montažu i za pomoćne radove, za manje montaže. 5 Srednje teški autokran sa rešetkastim jarbolom ili teleskopskom konzolom, 400 do 800 kN, dužina konzole 40 m, montažni kran za građevine do cca 15 spratova.
6 Teški autokran, 1000 do 5000 kN, dužina konzole do 160 m, za velike terete ili visoke zgrade ili za velike istovare. 1 Autokran sa tornjem i konzolom za montažu visokih zgrada, uporedi str. 380, S. 10.
mačkom koja se može voziti po horizontalnoj konzoli. Upotrebom dopunskih delova toranj se može podešavati po visini. 9 Kran u visokogradnji sa konzolom-klackalicom za čeličnu montažu, 43 kN, moment od tereta 900/1200 kNm, dužina konzole 40 m, učvršćen na mestu ili pokretljiv po šinama.
8 Kran u visokogradnji sa
383
Skele
Uređenje
gradilIiia
Za montažu čeličnog skeleta i delova koji služe zatvaranju prostora a montiraju se zajedno sa njim, koristi .se na gradilištu malo prostora. Uređenje gradilišta sastoji se od sledećeg:
mreže do zahvata stclbilizc_vani i široki 3 do m, tako teški kamioni mogu da voze pri svakom vremenu. Sigurni pogonski su osnovni uslovi svaku čeličnu montažu. Putevi treba da se tako obeleže da ih mesni vozači mogu sigurno naći (takođe i kod blata i snega). Treba da se predvide okretnice. Već položeni podzemni vodovi moraju biti prE~m()Sć:enl
1\.1Iere bezbednosti
Važan deo opreme gradilišta su skele. Razlikuju se stubne skele za podupiranje delova građevina, radne skele za ljudstvo na montaži, i zaštitne skele. Stubne skele • Pomoćni stubovi za podupiranje spregnutih nosača. Zaštitne skele za usputno podupiranje delova građevine sve dok ne postignu svoju stabilnost, od čelika ili drveta, pripremljene brzo ugrađivanje, pomerljive po visini i sa hidrauličkim presama. po
u
Radne skele Ovamo spadaju: skele za pristup mestima konstrukcija koje treba da montiraju, • staze na grupama nosača u unutrašnjosti lestve
Kranovi se kreću po ulici (autokranovi) ili na šinama (kranovi za visokogradnju). Ako dizalice treba da na podrumskoj tavanjci, ona treba da statički i u slučaju potrebe da podupru. je izvođenje jače podrumske tavanice jeftinije nego naknadna U drugim slučajevima je bolje se kran pusti da se 1"\i"'\I'lI"IOlr!!ll stopi, da se ni"'\,NI'"I '1"1'''H~If"" kao montažna od čeličnih nosača. Kranovima je potreban prostor za montažu i za demontažu. Skladište i'YI~'rt::lll'"ii!2l!:ll Lokacija skladišta za međuskladište mora da usvoji tesno uz mesto montaže. potreba prostora kod uskladištenja čeličnih delova iznosi, uključivo saobraćajnice kod 2 pojedinačnog uskladištenja ~ do 4 m lt, kod slaganja delova 1 do 2 m2lt Za naknadni transport od skladišta do mesta ugrađivanja potrebni su tvrdi građevinski putevi.
Prostorije za boravak Kancelarije i prostorije za dnevni boravak ljudstva, WC i kupatila su kod gradilišta sa kratkim periodom mrazeva u građevinskim vagonima, kod dugotrajnih u kontejnerima ili u čvrstim zgradama. Potreba prostora, s obzirom na mali broj ljudstva, nije velika: po kran u i smeni 10 do 12 ljudi, pri tome 1 do 3 lica za vođenje građenja. U blizini mesta montaže izgrađuje se mala nadstrešnica za alat i sitni pribor. Struja - voda Struja veće jačine potrebna je za građevin ske kranove, derik-kranove i obimne zavarivačke radove. Kod montaže sa autokranom većinom su dovoljni priključci za svetlo i električnu ručnu opremu. Voda je potrebna samo kao voda za pranje.
ilestvični
arstd'evinski liftovi lica i lake terete. se kod visokogradnje zajedno montiraju i tavanice od montažnih betonskih delova ili trapezastih limova tako da se svaki ponosača odmah i pokriva, se mostići za staze,
Sve skele treba da su su snabdevene oOlradlarfla
u pogonu i da
Zaštitne skele Za zaštitu drugih radova na jednom montažnom mestu (npr., pokrivanje grupe nosača), kako bi završni radovi u nižim spratovima mogli pratiti montažu. One postaju neophodne kod montiranih prefabrikovanih tavanica, za zaštitu prolaznika na javnim saobraćajnim putevima. Zimske zaštitne mere Zimske zaštitne mere mogu da postanu potrebne i kod čeličnih građevina, kada slede betonski radovi, npr., betonske tavanice betonirane na licu mesta, ispunjavanje spojnica tavanica od montažnih betonskih delova, betonSki slojevi iznad tavanica od trapezastih limova, radovi na izradi premaza, protivpožarne zaštite prskanjem. Kako ovi radovi ne utiču na samu montažu, mogu se odložiti za toplije vreme. Inače bi spratovi morali biti zatvoreni i zagrejani. Zatvaranje (oblaganje) nije kod konstrukcija od čeličnog skeleta suviše skupo, jer se skelet može iskoristiti kao skela, pa treba da se pribave samo zaštitne folije.
Radovi moraju često da se izvode na velikoj visini na teško dostupnim mestima. Predmeti mogu da padaju dole. Stoga postoje strogi propisi o bezbednosti koje propisuju stručni nadzor, profesionalno udruženje, građevinska nadzorna služba i policijske vlasti. Mogu da se i posebna naređenja, od za brodsku vožnju ili vozila.
i prema izrađene i tako da kod korišne mogu da se pomere nikakvi staze moraju imati ograde kao ODl9zt)eclfenie protiv pada. Sve prilazne stepenice i međuspratne konstrukcije moraju imati de. Ako montaža spoljašnjeg zida u stopu montažu, za kratkotrajno obezbeđenje međuspratnih konstrukcija su trake sa zastavicama. Otvori i u tavanicama treba da se pokriju. ~""i"'\hlr!:ll.r';::;if"O koriste i drugi radnici koji zatim slepa se u toku tih radova moraju često menjati.
od tereta ispod lebdećih tereta i ispod radova na montaži je opasno i treba da se Radovi koji prethode montaži ili da nje, treba da se tako dovoljno bezbednosno treba da se izrade zaštitne skele. prihvatanje tereta, nr(')v~r~\J'~nllp. kuka i drugih Po::;tole posebni propisi. Protivpožarna zaštita Požari mogu da nastanu kod zavarivanja usled izbijanja varnica, pa treba da se pripreme mere za gašenje
Zaštita osoblja U zaštitu osoblja pri montaži spadaju: zaštitni šlemovi, sigurnosne cipele sa limenim kapama, sigurnosni pojasevi za montere, zaštitne naočari kod radova na brušenju ili glačanju, zavarivač ke naočari za zavarivače. Nošenje šlemova se traži i od posetilaca gradilištu.
Mere za hitnu pomoć Na svim gradilištima moraju da postoje propisi za čuvanje od nesrećnih slučajeva, koji su izloženi na plakatima. . Pomoćna sredstva za hitnu pomoć, kao sandučići sa zavojima i nosila, treba da se drže dostupni sa jasno uočljivir.n oznakama. Podaci sa adresama i telefonskim brojevima lekara, bolnice, hitne pomoći, vatrogasaca i policije obavezni su na svakom gradilištu.
Vrste čelika i proizvodi od čelika Vrste čelika Proizvodi od građevinskog čelika Sredstva za vezu Zaštita od korozije Hemijski proces Sistemi zaštite od korozije Vreme postojanosti, održavanje, troškovi
li
385 386 387 388 389 391
Vrste
čelika
Opiti građevinski čelici Za primenu građevinskih čelika važno je poznavanje njihovih mehaničkih i tehnoloških svojstava.
Prema svom hemijskom sastavu dele se vrste čelika na nelegirane ilegirane čelike. Svi čelici - takođe i nelegirani - imaju primese drugih materijala (sastavni delovi legure) čije, tačno određene koliČine, utvrđuju svojstva čelika. Naročito je važno ograničenje sadržine ugljenika. Njegovim udelom razlikuje se čelik od sirovog gvožđa.
Fizička svojstva Vrste čelika koje se primenjuju u građevi narstvu imaju gotovo ista fizička svojstva: gustina = 7,85 kg/dm koeficijent toplotnog C- 1 ~re~a = 12 . 10- 60 5 modul elastičnosti E = 2,1 . 10- N/mm2 v.
•
Mehanička svojstva 1 Podatak o mehaničkom ponašanju građe vinskih čelika daje dijagram napon-dilatacija pri ogledu zatezanje m
Proizvodnja čelika Zavisnost između hemijskih sastojaka čeli ka, tehnologija proizvodnje i njegova upotrebna svojstva su iscrpno istraženi. Doziranje dodataka reguliše se u vrlo uskim granicama tako da je u sastavu i u svojstvima čelika iz čeličana osigurana velika ravnomernost. Zbog toga se u građevinskim propisima može dopustiti visoko iskorišćenje nosivosti i srazmeno mali koeficijent sigurnosti prema otkazivanju. Vrste čelika Za građevinarstvo su pre svega znacaJnI "opšti građevinski čelici" prema DIN 17100 kao i nekoliko daljih vrsta. U "opšte građevinske čelike" spadaju nelegirani osnovni čelik St 37 (nemačka oznaka prema reči "Stahl" = čelik, prim. prev.), (evropska norma FE 37) i nisko legirani građe vinski čelik St 52 (Fe 52). U građevinarstvu se osim toga primenjuju nerđajući čelici i visokovredni, upotrebljivi za zavarivanje, sitnozrni građevinski čelici, a takođe i čelici otporni prema vremenskim uticajima. Proizvodi od
čelika
Građevinski čelik
dolazi na tržište toplo valjan kao profilisan proizvod (oblikovani čelik, čelik oblika štapa) i kao pljošti proizvod (širok pljošti čelik, široka traka, lim), vidi str. 386. Neki proizvodi se dalje hladno obrađu ju, kao hladna traka i neke vrste žica. Čelič ni liv i kovani komadi se, npr., primenjuju za ležajeve.
St 37 - - - - - - St 52
Elastična oblast Poznato je da su do neke određene granice - granice elastičnostiO'E - dilatacije E veoma male i proporcionalne naponima 0'. Modul elastičnosti E = O'/E je u tOj oblasti konstantan. Do granice elastičnosti O'E su deformacije elastične, tj. dilataCije se vraćaju sa naponima, dakle, probni štap poprima nakon rasterećenja svoju prvobitnu dužinu. Iznad granice elastičnosti dodaje se elastič nom još i trajno (plastično) izduženje. Pod granicom razvlačenja as podrazumeva se ona sila koja deluje na početni poprečni presek probnog štapa pri kojoj dijagram napon-dilatacija usled nastupanja značajne trajne deformacije pokazuje nekontinualnost. Ako granica tečenja nije jasno izražena, kao kod visokovrednih građevinskih
čelika, tada se pomoću pogodnih preciznih uređaja za merenje diIatacija određuje onaj
napon kod kojeg se pri ogledu zatezanjem javlja trajna dilatacija od 0,2% merene dužine.
Plastična oblast Ako opterećenje prelazi vrednost as, nastupaju veće, trajno-plastične promene oblika. Posle rasterećenja ima probni štap doduše nešto veću dužinu nego pre prvog optereći vanja, ali istu čvrstoću i istu elastičnost. Kod višestrukog ponavljanja procesa povišava se granica razvlačenja bez povišenja granice loma. Kod opterećenja daleko preko granice razvlačenja povećavaju se dilataCije, ali samo kod još malog porasta napona posle jedne kratke faze ponovnog očvršćenja, sve dok štap ne dostigne čvrstoću zatezanja O'e·
DiIatacija pri lomu Dilatacija izmerena pri lomu veoma je velika. Ona iznosi više od 20% od prvobitne dužine i ona je važan kriterijum za kvalitet čelika. Ovo svojstvo čelika povišava sigurnost njegove primene. Otkazivanje usled prevelikog naprezanja zatezanje m prethodno se najavljuje velikim deformacijama. Takođe je važno da prekomerno opterećenje ili zaostali naponi, npr., usled temperaturne promene, mogu doduše kod prekoračenja granice razvlačenja prouzrokovati izvesne trajne deformacije, ali da posle rasterećenja čelik ponovno postiže svoju prvobitnu čvrstoću.
Tehnološka svojstva postupaka tehnoloških ispitivanja dokazana su određena svojstva kvaliteta Pomoću
čelika.
Čvrstoća prema udaru i prelazna temperatura pokazuju pogodnost čelika za zavarivanje. Ali to ne zavisi samo od svojstava sirovina i vrste čelika, već i od primenjenog postupka zavarivanja iprimenjenih d9datnih materijala, kao i od konstrukcijskog izvođe nja odgovarajućeg elementa građevine.
385
Označavanje građevinskih čelika
Najvažniji građevinski čelici su prema DIN 17100 (Evropska norma 25) St 37 (FE 37, naša oznaka Č0561 i St52 (FE52). * Oznaka potiče od najmanje čvrstoće loma u starim 2 dimenzijama kp/mm . Oznaka vrste čelika iza St. .. daje grupe kvaliteta 1-2-3, a oznaka ispred daje način livenja (U - neumiren, R umiren, RR - posebno umiren). Nadalje, oznaka može da se odnosi na stanje isporuke (U - neobrađen, N - normalno žaren). Izbor je obaveza statičara ili inženjera zavarivača čelične konstrukcije.
Svojstva vrste vrsta
čelika
OIN 17100 (Jan. 80) U St 37-2 R St 37-2
čelika
način
stanja
!ivanja
isporuke
vrste čelika evropska norma 25
hemijski sastav analiza topljenjem
garantovane mehaničke vrednosti
C%
P%
S%
N%
Fe 360-BFU 3 U Fe 360-BFN 3 NU
0,18 0,17
0,050
0,050
0,007
U R
U,N U,N
SI 37-3
RR
U N
Fe360-C Fe 360-0
0,17
0,045
0,045
0,009
SI 44-2 St 44-3
U,N U,N
Fe 430-B Fe430-0
0,21 0,20
0,050 0,040
0,050 0,040
0,009
RR
SI 52-3
RR
U N
Fe 510-C Fe 510-0
0,20
0,045
0,045
0,009
R
,
Gs
Gs
ES
N/mm 2
N/mm 2
%
235
25
410 540
275
22
490 630
355
22
340 470
'Naša oznaka Č056i
Specijalni
čelici
Nerđajući čelici Kao nerđajući čelici
nalaze primenu legirani sa najmanje 12% hroma. Postojanost prema koroziji se poboljšava višim dodatkom hroma i daljim dodacima nikla, molibdena itd. Vrste čelika treba da se biraju saglasno očekivanim naprezanjima prema DIN 17400. Za statički napregnute delove građevine važe za nerđajuće čelike građevinske odredbe koje je izdao Institut za građevinar stvo, Berlin. To važi, na primer, za sidrenje fasada u spoljašnjim zidovima koji su nedostupni za kasniji nadzor j' za antikoroziono održavanje. Druge oblasti primena su nenoseći delovi, npr., limovi i profili za fasade, prozori, rukohvati i dr. čelici
Proizvodi od
građevinskog čelika
Toplo vaqanl profili T;pro.m, t PE-profili
Serija I-profila se sve više zamenjuje serijom tPE-profila, koji kod iste nosivosti imaju manju težinu, a zbog paralelnih flanši se mogu bolje spajati. Ova serija je pogodna za nosače napregnute savijanjem i za spregnute nosače. Diskusija i tablice za dimenzionisanje vidi str. 265 i 278, nosivost kao stub, str. 210. Izvedeni profili l PEo- i l PEv-serije nisu normirani i odgovaraju radnim normama proizvođača. u-profili u -profili imaju kose flanše. Nosivost kao nosač napregnut savijanjem, vidi str. 265. Profili sa širokim flanšama Postoje tri serije profila sa širokim flanšama, sa evropskim oznakama (u zagradama biv-
386
Građevinski čelici visoke čvrstoće (sitnozrni građevinski čeliCi) U posebnim oblastima primena su od značaja nisko legirani građevinski čelici visoke čvrstoće koji imaju garantovanu granicu razvlačenja do 880 N/mm 2 , i strukturu od tinih zrnaca. Zbog manje sadržine ugljenika imaju dobru zavarljivost. U Nemačkoj su za primenu u čeličnim konstrukcijama dopušteni čelici visoke čvrsto će StE 460 i StE 690. Slovo "E" znači ovde da naredni broj označava granicu razvlače nja. Povišena granica razvlačenja ovih visokootpornih građevinskih čelika biće iskorišćena samo ako se javlja najveće naprezanje odgovarajućeg dela građevine na zatezanje, kod malih dužina na pritisak. U svim sluča jevima gde je merodavno ponašanje prema stabilnosti, dopušteno naprezanje se ne određuje prema granici razvlačenja, već prema
še nemačke oznake): HE-A (t PBI) laka serija HE-B (1: PB) normalna serija HE-M (I PBv) pojačana serija. Neke fabrike valjaju profile sa još većim dimenzijama. Diskusija i tablice za dimenzionisanje profila sa širokim flanšama kao stubovi - vidi str. 210, kao nosač napregnuti savijanjem - str. 266. Čelik za štapove U građevinarstvu su značajni: .. ravnokraki ugaonici sa krakovima dužina 20 do 200 mm. Tablice za dimenzionisanje za stubove sa 4 čelična ugaonika vidi str. 212. .. raznokraki ugaonici sa krakovima dužina 30/20 do 200/100 mm. .. normalni profili i profili T sa širokim tlanšama. .. J- i u -profili sa visinom manjom od 800 mm .. okrugli čelični štap ovi .. kvadratni čelici .. pljošti čelici.
modulu čvrstoće
elastičnosti
koji kod čelika visoke nije viši nego i kod nelegiranih gra-
đevinskih čelika.
Čelik otporan prema vremenskim uticajima U nekim slučajevima ima prednost primena čelika otpornog prema vremenskim uticajima. Za projektovanje i primenu delova građevina od ovog čelika merodavne su "Smernice za isporuku, obradu i primenu čelika otpornog prema vremenskim uticajima», izdanje Stahlbau Verlags GmbH, Kein.
Sirok pljošti čelik Širok pljošti čelik je proizvod u ravnim tablama koje se, u opštem slučaju, valjaju na sve četiri bočne površine u širinama od 150 do 1 250 mm i u debljinama od 5 do 600 mm. Lim Lim se proizvodi u ravnim tablama sa slobodno proširenim ivicama kod valjanja. Označava se kao .. fini lim, lim ispod 3 mm debljine, .. srednji lim, lim debljine od 4 do 5 mm, .. veliki lim, lim debljine preko 5 mm. Od širokih pljoštih čelika ilili limova proizvode se za visokogradnju, npr., zavareni savijeni i sandučasti nosači (tablice za dimenzionisanje str. 211). Traka Traka je proizvod valjan sa slobodno proširenim ivicama, koji se, neposredno posle valjanja savija urolnu.
ŠupIli profili
$uplji profili se bešavno toplo valjaju, ili se zavaruj u sa podužnim ili spiralnim šavom. Okrugli šuplji profili se po porudžbini valjaju u svim traženim dimenzijama do prečnika do 560 mm. Zavarene cevi mogu imati proizvoljno velike prečnike. One se u visokogradnji primenjuju kao stubovi; tablice za dimenzionisanje, vidi str. 211. Toplo proizvedeni šuplji pravougaoni profili proizvode se sa pravougaonim i kvadratnim presecima, tablice za dimenzionisanje kao stubovi, vidi str. 211. Literatura: List 387 "Rechteck-Hohlprofile" (Pravougaoni šuplji profili) i list 224 "Runde Hohlprofile fOr den Stahlbau" ($uplji okrugli profili za čelične konstrukcije), Savetovalište za primenu čelika, Disidort. Posebni oblici
Ovamo se ubrajaju specijalni profili za čelič ne prozore, toplo valjani ili hladno izvučeni iz šupljih profila. Specijalni profili (uključivo i šuplji profili) proizvode se iz cilindričnih če ličnih blokova pomoću posebnih presa. Ovakvi profili se primenjuju ekonomično tada kada bi se inače potreban profil mogao proizvesti samo jakim razvlačenjem ili spajanjem više pojedinačnih profila pomoću zavarivanja izavrtnjeva. Hladnim izvlačenjem toplo valjanih ili presovanih profila može se povrŠina poboljšati, ili se mogu popraviti tolerancije.
0,56 do 2,00 mm. Oni se isporučuju ili pocinkovani, ili pocinkovani i prevučeni plastič nom masom. ,. Konstrukcijski detalji za oblogu zidova vidi str. 338 pocinkovanje krova vidi str. 356, 358 međuspratne konstrukcije vidi str. 280 i 284-288. • Tablice za dimenzionisanje za primenu kao pokrivač krova vidi str. 353 međuspratna konstrukcija vidi str. 284.
Hladno profilisanje dopušta slobodnije oblikovanje poprečnih preseka nego kod toplo valjanih profila. Time se omogućuje dalje prilagođavanje konstrukcijskim zadacima sa dobrim iskorišćenjem materijala i malom sopstvenom težinom. Povišenje čvrstoće koje se postiže pri hladnom oblikovanju u nekim slučajevima se iskorišćava za povišenje nosivosti. Kao sirovina za hladne profile pogodni su svi čelici koji se mogu hladno oblikovati, takođe i plemeniti čelici i· čelici otporni prema vremenskim uticajima.. Svojstva nerđajućih čelika (dobar izgled, trajnost i laka nega) koriste se kao tankozidni građevinski elementi bez bitne noseće funkcije kod fasada, portala, vrata i prozora.
Hladno formirani čelični profili Oni nalaze retku primenu u visokogradnji, jer je nosivost tekućih profila vrlo mala. Za lake krovne konstrukcije pogodni su
Hladno izrađeni šuplji profili Oni se isporučuju sa kvadratnim presekom sa dužinama ivica od 20 do 400 mm, i sa pravougaonim poprečnim presekom dimenzija 40/20 do 500/300 mm.
- profili kao rožnjače profili kao nosači ili rožnjače 3 Z - profili kao rožnjače za kose krovove 4:E - profil kao rožnjača ili nosač za ravne krovove. Kao primer za hladno formiran rešetkasti nosač neka bude pomenut x-nosač, koji se koristi kao krovni nosač; skice i tablice za dimenzionisanje vidi str. 274. 1 [
2
Trapezasti limovi Trapezasti limovi se proizvode u mnogim, nenormiranim serijama profila. Lakši profili se koriste za obloge zidova i krovova, teži za međuspratne konstrukCije. Limovi dolaze u trgovinu u dužinama do 18,00 m, u trakama širine cca 1 ,OO m i u limovima debljina
Hladni profili Profili se proizvode hladnim oblikovanjem lima, širokog pljošteg čelika, tople trake ili hladne trake. Već prema vrsti hladnog oblikovanja razlikuju se valjani profili koji se hladno oblikuju od trakastog čelika na mašinama za profilisano valjanje i odsečeni profili koji se oblikovanjem ivica ili presovanjem hladno oblikuju od čeličnog lima, trakastog čelika ili širokog pljošteg čelika.
e -
Literatura: HKaltprofile" (Hladni profili), Savetovalište za primenu čelika, Disidort.
h
2 h == 40 ... 200 b == 20 ... 80 t == 3... 7
6~
.-L-
h == 80 ... 220 b 40 e 15 :2 ... 3
h 180 b == 68 e == 15
2 ... 3,5 6° 10° 14° f3 == 13° 10° 5° a
h == 140 ... 260
b
78
e == 20 d 25 t ==
2 ... 3
veze U čeličnim konstrukcijama treba da se spajaju ,. čelični delovi (sa debljinom zida> 3 mm) jedan sa drugim ,. limovi debljine < 3 mm međusobno i sa debljim čeličnim delovima vidi str. 284. ,. čelični delovi sa betonom, vidi str. 279. Kod veza čeličnih delova razlikuje se prema načinu razdvajanja razdvajanje bez razaranja (npr., zavrtnjevi) i razdvajanje veza samo sa razaranjem sredstva za vezu (na primer zavarivanje). Prema načinu dejstva ,. koji deluju diskontinuafno (npr., zakivci, zavrtnjevi, tačkasto zavarivanje)
,. koji deluju kontinualno (npr., zavarivanje, lepljenje) . Prema krutosti veze ,. koji deluju sa zazorom (npr., zakivci, neobrađeni zavrtnjevi) krute (npr., visokovredne veze, zavarivanje, lepljenje).
vrtnjevi i upasovani zavrtnjevi deluju pritiskom na telo otvora na delovima koji se spajaju, te predstavljaju vezu na bazi otpornosti smicanjem, a za dimenzionisanje je merodavan prečnik jezgra zavrtnja.
Neobrađeni zavrtnjevi Kod obrađenih zavrtnjeva postoji gruba toTopli zakivci za vezivanje nosećih čeličnih lerancija oko 1 mm zazora između zavrtnja i otvora. Oni ne zahtevaju nikakvu posebnu delova više se ne primenjuju. tačnost pri radu. Kako kod veza sa više zaZavrin)evl vrtnjeva svi zavrtnjevi ne naležu i ne nose u Zavrtnjevi predstavljaju veze se mogu početku optereĆivanja već tek nakon izvesrazdvajati. Delovi koji treba da se spajaju nog utiskivanja, njihova dopuštena nosivost prethodno se probuše. Neobrađeni za- je manja nego kod upasovanih zavrtnjeva.
Zaklvci
381
Obrađeni upasovani zavrtnjevi Upasovani zavrtnjevi nemaju zazor u otvoru (prema DIN 7968 tolernacija H11 za zavrtanj, H11 za otvor), stoga puna dopuštena nosivost. Zavrtnjevi se isporučuju neobloženi ili pocinkovani ili kadmirani.
Zavarivanje električnim lukom Zavarivanje električnim lukom, kOjim se obrastopljena masa zavarivanja, način Pti tome rir..F'/",,'!'ni materijal topljenja žice Metode topljenja kojim rasto[lliierla seonika.
ćene
i od otJJaClak:a i slobodne od debele teća rđa je neškodljiva. Zavrtnjevi imaju velik zazor u otvoru ( mm), Njihovo telo ne naleže na telo otvora. postizanje tražene sile pritiskivanja vrtnjevi se zavrću automatskim ključevima koji se posle prekoračenja određe nog obrtnog momenta isključuju. Zavarivanje
Kod zavarivanja se dodirne površine, koje treba da se zavare, tope i sa ili bez dovođe nja dodatnog materijala međusobno vezuju stvrdnjavanjem rastopljene mase. Rastopljeni šav mora se čuvati od dodira sa kiseonikom. Kod čeličnih konstrukcija se primenjuju sledeći oblici zavarivanja: Zavarivanje pomoću topljenja gasom Kod zavarivanja pomoću topljenja gasom stvara se toplota pomoću gasnog plamena. Materijal za zavarivanje dovodi se topljenjem elektrode. Ova vrsta primenjuje se u čeličnim konstrukcijama samo za male radove, npr., reparature na gradilištu, kada nema na raspoloženju opreme za električno zavarivanje.
Čelik korodira, ako se izlaže atmosferilijama. To se u različitoj meri događa i kod drugih građevinskih materijala: drveta, betona, prirodnog kamena. Čelik se protiv korozije štiti premazivanjem ili oblogom koje ujedno imaju prednost što svojim bojama odgovaraju zahtevima oblikovanja.
Hemijski proces 1 Korozija čelika zavisi od relativne vlažnosti vazduha. Čelik nije ugrožen korozijom ako 388
Ručno '7!:l1"/ort'i\lonio sa obmotanim elektroi kao dama. Omotač rasitolOIiE!nU masu. zavarivanje automatskim dovođe žice za zavarivanje i zaštita rastopljene mase zaštitnim gasom, najčešće CO2 (zavarivanje sa zaštitnim gasom).
Mašinsko zavarivanje automatskim dovogole žice za zavarivanje, zaštita topljenim prahom za zavarivanje koji se raspršava po rastopijenoJ masi (zavarivanje prahom odozdo). Pomoću prva dva postupka izvode se ležeći, stojeći i preklopljeni šavovi, a trećim postupkom samo ležeći šavovi. Alatke se pri tome okreću u najpovoljniji položaj. đenjem
Tačkasto
zavarivanje zavarivanje je značajno kod zavarivanja tankih limova, npr., kod izrade fasade.
Tačkasto
II
- - -_ _ _ 6
--~,,_~_-s
-lL
______ 7
Prema obliku šava razlikuju se 5 tupi šavovi, 6 dvostruki ugaoni šav i 7 K-šavovi. Noseće šavove smeju da izvode samo isprobani zavarivači. Njih nadziru specijalisti za zavarivanje i/ili inženjeri zavarivanja. Za zavarivanje dinamički napregnutih delova
je relativna vlažnost vazduha ispod 65%. To je u unutrašnjosti zgrada najčešći slučaj, či njenica koja je vrlo važna za čelične konstrukcije u visokogradnji. Kod više vlažnosti vazduha i/ili prisutnih agresivnih materijala reaguje kiseonik iz vazduha sa gvožđem, te dolazi do stvaranja rđe (dioksid gvožđa Fe203)' Protiv toga čelik se štiti premazivanjem ili pokrivanjem. Railikuje se aktivna ili pasivna zaštita od korozije. • Aktivna zaštita od korozije deluje premazom, sadrži metale koji vezuju agresivni kiseonik, i sa svoje strane -- iako veoma mnogo sporije nego gvožđe - sa njim stvaraju spojeve, npr., olovo u olovni minijum, ili cink u cinkhromat. Proces oksidacije bi ipak vodio iscrpljenju metala i korozionu zaštitu učinio neefikasnom.
lepljenje
Lepljenje nosećih čeličnih delova nije JOs izašlo iz stadijuma eksperimenata. Ipak ono ima veći značaj kod izrade fasade, kod pokrivanja krova i kod unutrašnjih radova. Kačenje
U toku su napori da se razviju sredstva kojima bi se omogućilo međusobno kačenje čeličnih delova bez zavrtnjeva ili zavarivanja. Ovakve veze bi ubrzale montažu, a mogu se lako demontirati.
I
I
I
~ o
20
40
60
80 100% relativna vlažnost vazduha
Delovi treba da imaju što je moguće manju nt"lMI"(~inl težiti ka prostim, malo razuđenim oblicima, korozija pre
se efikasan i trajan sistem zaštite od jednog aktivnog osjednog zaštitnog pokriv"""".-i""""" zaštite od korozije. mada i skuplji aktivni su
vnv'n.,.ii",
I
tih~Jllra"no
I'===='+1
antikoroziono oblikovanje čeličnih
ispravno oblikovanje čeličnih delova, što je važan efikasnu, trajnu i ekonomičnu od korozije, treba da se zi na sledeća načela kod projektovanja ličnih konstrukcija koje su izložene koroziji kako napolju tako i u vlažnim prostorijama ili u prostorijama sa napadom agresivnih materijala:
a
l
konstrukcijska rsstojanja složenih profila A-e i rastojanja zgrada D u mm
500 400 300
2 120 100
I : I
mo .gde se može skupljati praŠina, prljavština I vlaga ("vodeni džakovi"). Prosti oblici su pored i jeftiniji za izradu. Sve povrŠine treba da budu lako dostupne za nanošenje premaza, kasnije DrE~m~lZi\{anie i popravljanje slojeva. Iz dijagrama se mogu pročitati aODUSiElna međusobna rastojanja elemenata sastavljenih profila. Delovi an:lđE!virlf3 nisu dostupni izvedenu antikorozionu zaštitu. Valjane i IVIce su koroziono tehnički bolje nego oštro IVice. Dostupni otvoreni šuplji i nedostupni otvoreni šuplji delovi nI"'5II""~"L ne zahtevaju pored pogodne antikorozione zaštite još i zadovoljavajuće otvore ventilaciju i odvodnjavanje. Zatvoreni šuplji sanduci i šuplji delovi građevine ne zahtevaju protivkorozionu zaštitu, kada su oni dobro zaptiveni, tako da ne može da nastupi razmena vazduha. • Uopšte važi: zaštita protiv korozije poči nje na tabli za crtanje.
I
150:---±'::--±200:-::-:300:I::-::--::l:400=-=-'5:,-::100--;:-;:000b::::--±-,bo=--:8:!::-IOO::--l~'----lOO--L1~o h
b
Sistemi zsitite od
Normirani stepeni
knll"n~,iiiil!:ll
3 Trajni sistem zaštite čelične konstrukcije od korozije podešava se prema naprezanju korozijom, a po pravilu se sastoji od 2 do 5 slojeva. Samo kod naročito agresivne atmosfere ili kod fino raščlanjenih ili teško dostupnih povrŠina koriste se metalni pokriva-
či kako bi se antikoroziona zaštita održala postojanom. Najviše se primenjuje toplo cinkovanje. Pokrivači ostaju, ili bez dodatnih slojeva, ili imaju još 1 do 2 dodatna sloja kao dalju zaštitu (sistem dupleks).
Normirani stepen
1
1-2 1-2(3) iIi
1
Sloj -
pokrivač
Završni sloj (FB) Osnovni sloj (GB) Debeli sloj (DB) pocinkovanje paljenjem (pocinkovanje po komadu)
Obavezna debljina sloja po sloju u f.UTl
Zadaci
15-25
Zaštita čeličnih delova za. vreme uskladištenja Izrada i unutrašnji transport
40 80 40 80
normalno debelo normalno debelo
50-85 (360-610 g/m2)
Zaštita
čelične
konstrukcije protiv korozije
Zaštita osnovnog sloja, odn., u posebnim slučajevima toplo pocinkovanje zbog agresivnih materijala Zaštita površine
čelika
Bitne karakteristike pripremljene povrŠine čelika
čistoće rđa
Sa i
Odstranjuju se samo ljuspice, slabo drže
Sa2
Odstranjuje se gotovo sva prljavština, gotovo sva rđa i gotovo svi premazi, tj. na povrŠini smeju da ostanu samo ostaci ljuspica, rđa i premaza koji se drže tako čvrsto da opšti utisak odgovara fotografskom uzorku za upoređivanje
Sa 2'/2
Ljuspice, rđa i premazi su toliko odstranjeni da ostaci na povrŠini čelika ostaju vidljivi samo kao lako osenčenje usled toniranja pora
sa 3'12
Ljuspice, rđa i premazi su potpuno odstranjeni (posmatrano bez uvećanja)
Slojevi jednog zaštitnog sistema: Broj slojeva
čistoće
i slojevi koji se
4
od korozije
Prim, normalno = normalni materijali slojeva; debelo = debeloslojni materijali slojeva
3
puno odstranjuju i ljuspice koje se čvrsto Pripremanje povriine Pretpostavka za održanje i efikasnost siste- drže, zajednički pojam za oksidne slojeve ma antikorozione zaštite je pažljivo pripre- koji nastaju pri procesu proizvodnje čelika, manje povrŠine čelika. Pod time se podra- kako bi se sprečila korozija ispod premaza. 4 Zahtevani normirani stepen čistoće zavisi zumeva: od odabranog sistema antikorozione zašti• čišćenje i te, koji opet'zavisi od agresivnosti atmosfe• rapavljenje povrŠine čelika. re, tj. od potrebne zaštite od korozije. Čišćenje povrŠine čelika Po pravilu na slobodnom prostoru zadovoTreba da se odstrane ljava normirani stepen čistoće Sa 21 h. • sopstveni slojevi: rđa iljuspice. U visokogradnji u unutrašnjosti većinom za• strani slojevi: prljavština, ulje, prasIna, dovoljava stepen čistoće Sa 2. ostaci svih premaza. Ovde treba da se pot-
Pripremanje površine se po pravilu obavlja u automatskim postrojenjima, često sa prethodnim sušenjem - pre rada, a ređe u posebnim postrojenjima posle rada. Ovakva postrojenja garantuju pre svega ravnomerni kvalitet pripreme povrŠine. Sredstva za obradu, pretežno čelični opiljci, čelična sačma, žičana zrnca, nanose se na površinu bilo vazdušnim pritiskom, bilo mašinski, pa se tako čisti povrŠina čelika. . Ručno čišćenje povrŠine više ne odgovara današnjem nivou tehnike pa se primenjuje samo kod malih opravki.
389
Primeri antikorozionih premaza kod
Rapavost površine čelika
čeličnih građevina
Čišćenjem se prirodna površina menja. Na
rapavost imaju uticaj vrsta, tvrdoća, oblik zrnca, brzina nabacivanja i upadni ugao mlaza, kao i tvrdoća nabačaja (npr., kvalitet če lika). Za rapavost površine čelika merodavna je dubina rapavosti Rz (postoje i drugi kriteriji), pod čime se podrazumeva aritmetička sredina mernih procesa pojedinih dubina rapavosti. Dubina rapavosti Rz meri se u !lm. Iz veličine rapavosti, odnosno, dubine .rapavosti dobijaju se za jedan sistem premazivanja dve posledice. ~ Što je veća dubina rapavosti, to je bolje i prianjanje između površine čelika i premaza, ali u toliko je i manje pokrivanje šiljaka rapave površine čelika materijalom premaza. ~ Sto je manja dubina rapavosti, to je bolje ravnomerno pokrivanje šiljaka rapave površine materijalom premaza, ali je i u toliko manje prianjanje između površine čelika i materijala premaza. Kao neki srednji put važi da za propisno premazivanje u čeličnim konstrukcijama ne treba po pravilu da bude prekoračena dubina, rapavosti Rz veličine od 60-80 !lm. Ova dubina rapavosti može se današnjim uređa jima dobro postići.
By
Zahtev za koroziju
Sistem premaza prema DIN 55928. Deo 5
Normirani stepen čistoće
prema DIN 55928 Deo 4 Omotači
1
-2
za protivpožarnu zaštitu (lj
5 iio
'"o
-3 -4 -5 -6 -7
eo>
E
N
E
Dostupni delovi građevine
'c ~
o
~N ;:)
Specijalne obloge prskanim malterom. prate oblik profila. čvrsto drže
Sa2
Delovi građevine sa izolacionim protivpožarnim slojevima; Sa omotačima za protivpožarnu zaštitu (izuzev vrsta 1)
sa 2'/2
Vlažnost vazduha do 70%
Sa 2'12 (Sa 2)'
leteća
Osnovni premaz
Broj pokrivnlh slojeva
Obavezna debljina sloja u \Lm
-
-
1
40
rđa
dopustiva
(Sa 2)'
1
-
40
Vlažnost vazduha preko 70%
Sa2'h
1
2
120
Vlažnost vazduha do 70%
sa 2'/2
1
1
80
sa 2'/2
2
2
160
Seoska i gradska atmosfera bez ill sa prosečnim bez stalne ili prekomerno dugotrajne vlažnosti vazduha
Sa2'h
2
2
160
Industrijska i velegradska atmosfera. stalna ili ponavljano trajna vlažnost vazduha. stvaranje vo- . de kondenzacijom. morska atmosfera
sa 2'/2
20 •
1--
240
Hemijski uticaji i naročito agresivna industrijska atmosfera
Sa 2'/2
1·'
3··
320
Nedostupni delovi građevine
(Sa 2)*
o)
.C'
Vlažnost vazduha preko 70%
'"o
I--
~
III
zagađenjem.
-8
:i. -~
&~ (lj
e
-9 -'---
~
Q.
o
e E
~
.ll: o)
• Mogućno Sa 2. ako su u osnovnom sloju primese olova '. Premaz debelim slojem
radne premaze su gvozdeni oksid rat, cinkohromat i cink. Radni premazi su danas u opštem slučaju zavarljivi.
Premazi
čeličnim konstrukcijama se čelični obično zaštićuju premazivanjem,
U
delovi
5 Broj potrebnih slojeva i debljine slojeva u zavisnosti od zahteva za koroziju treba da se uzmu iz tablice. Materijali premaza Materijali premaza sastoje se od ~ pigmenata (nosilaca svojstava protivkorozione zaštite), e veznih sredstava i e materijala ispune. Da bi se obezbedilo dobro prianjanje, treba da se vezno sredstvo uskladi prema osnovnom i gornjem premazu, kao i prema pigmentima. Stoga je potrebna opreznost kod primene materijala premaza različitih proizvođača za jedan sistem zaštite. Radni premaz . ' Radni premaz daje čeliku posle pnpremanJa površine čelika privremenu zaštitu za vreme rada u radionici, pa se može uračunati kao deo prvog osnovnog premaza. On se P? pravilu nanosi u jednom uređaju za premazivanje koji se namešta neposredno posle uređaja za zračenje. Valjani profili mogu takođe da budu prevučeni radnim premazom, no koji ima samo ograničeno vreme trajanja. To zahteva posebnu pažljivost pri izboru materijala premaza (kompatibilnost) ~.a dalje premaze. Najvažniji pigmenti matenjala za 390
Osnovni premazi Osnovni premazi se po pravilu nanose u radionici za čelične konstrukcije posle završetka izrade,pa preuzimlju zadatak aktivne protivkorozione zaštite površine čelika. Najviše upotrebljavani pigmenti materijala za osnovne premaze su olovni minijum, cinkohromat, cinkova praŠina, olovna prašina i bazični olovnosilikohromat. Oštećenja na osnovnom premazu se popravljaju pre nanošenja krajnjeg premaza. Premaz se po· pravilu prska. Radi izbegavanja šteta po zdravlje mogu se olovni spojevi obrađivati samo pod posebnim merama opreza. Zbog toga se većinom primenjuje prskanje cinkohromatom. Pokrivni premazi Pokrivni premazi barem poslednji - se u većini slučajeva nanose na gradilištu posle završetka radova na montaži, a u nekim slučajevima i kompletno u fabrici čeličnih konstrukcija. Oni imaju zadatak da osnovne premaze štite od štetnih uticaja atmosfere (npr., ultravioletnog zračenja i sL). Vezno sredstvo mora biti hemijski određeno saglasno sa osnovnim i pokrivnim premazima, kako bi se osigurala dobra podnošljivost i prianjanje, a po mogućnosti treba da se dobavljaju od istog proizvođača. Bitni pigmenti koji su značajni i za davanje boje su ljuspasti pigmenti, npr., liskun i aluminijumski prah, koji su naročito otporni prema vlazi i UV-zračenju.
Obloge U visokogradnji se mnogi delovi čelične konstrukcije štite od čestih promena u vazduhu, na primer: • čelični delovi između zidnih ljuski ~ čelični delovi u međutavaničnom područ ju koja je zatvorena plafonom ~ čelični delovi u omotaču za protivpožarnu zaštitu od prefabrikovanih ploča ~ čelični delovi u betonskim ljuskama. Za ove čelične delove dovoljna je mala zaštita od korozije prema tablici 5, vrsta 5. U mnogim slučajevima preuzima obloga ulogu pokrivnog premaza, tako da sama če lična konstrukcija može da prema tablici 5, vrste 2 i 3, ostane sa svojim osnovnim premazom. Čelične konstrukCije koje su u visokogradnji pre atmosferskih uticaja tako zaštićene, ostaju desetinama godina bez ikakvog stvaranja rđe.
Omotači
ja u prostoriju za cinkovanje. Tamo se konstrukCija odmasti, a ljuspice i rđa se u kupkama odstranjuju dodatnom obradom pomoću tečnih sredstava sve do metalne sjajne površine. Visoke temperature (723° K) u cinkanim kupkama mogu u čeličnim konstrukCijama osloboditi zaostale napone koji su nastali procesom valjanja ili zavarivanjem što može da dovede do razvlačenja delova konstrukcije. Naknadno ispravljanje se sprovodi u cinkovaonici.
Omotači
slede oblik profila, naJcesce cementom vezani prskani malteri ili betonski slojevi koji se nanose na čeličnu konstrukciju i uz nju čvrsto prianjaju. U većini slučaje va propisi za obradu ne dopuštaju nanošenje na neki sloj. ,U takvim slučajevima čelič,. na konstrukcija ostaje nepremazana. Pored slabog dovoda kiseonika u tim slučajevima cementno mleko ili drugi premazi sprečava ju koroziju čelika, vidi tablica 5, vrsta 1. Kod betonskih omotača napolju moraju prelazna područja biti zaštićena posebnim merama. Metalni
pokrivači
U čeličnim konstrukcijama se protivkoroziona zaštita primenjuje, kao što smo videli, samo izuzetno pomoću metalnih pokrivača. Postupak najviše primenljiv u čeličnim konstrukcijama je toplo cinkovanje, koje se diskontinualno izvodi uronjavanjem u kadu (dužine 14-16 m, u izuzetnim slučajevima 20 m). Čelična konstrukcija se isporučuje bez posebne površinske pripreme, no ipak treba da se otstrane šljaka od zavarivanja, ostaci od premazivanja, signaciranja i dr., pri otpremi od radionice čeličnih konstrukci-
*'
trajanje zaštite od premaza cin kom 80r-----,----,-..---------,
o~'e'
ea
~ wr-----~--~-_4--.~~ e
~60 ~
.",,'f-'
~\r-----~
~
~40r----~-~~-4- ea N
30r---·,---t-;,,E---~-
.§' 2°r----7---r--:;?""''''-+-;;;;;-~---_:__I jJ
150
Vreme postojanosti, održavanje, troškovi Vreme postojanosti premaza Vreme postojanosti sistema premazivanja zavisi od izrade slojeva, atmosferskih uslova i održavanja. Za orijentaciju može da se kaže da neki sistem zaštite protiv korozije sa normalnom izradom slojeva prema tabl. 5, vrsta 4, kod prosečnih uslova naprezanja ima u slobodnom prostoru postojanost od 15-20 godina, pre nego što se ukaže potreba za radovima na održavanju. Za vreme građenja treba da se pazi da nepotpuni sistem premazivanja - recimo samo osnovni premazi ili samo jedan pokrivni premaz - imaju veoma ograničena vremena postojanosti. Potrebni premazi treba da se stoga nanesu pravovremeno. Održavanje Premazivanja čeličnih konstrukCija - pre svega ako su one izložene slobodnoj atmosferi - treba da se u pravilnim intervalima proveravaju. Manja oštećenja mogu se pri tome popraviti, i tako su bez uticaja na postojanost sistema premazivanja. Kod blagovremenog i pogodnog vremena držanja u ispravnom stanju, tj. pre razaranja osnovnih
Sistem dupleks Oblaganjem toplim cinkovanjem čeličnih konstrukcija sa 1-2 pokrivna sloja dobija se naročito dobra zaštita protiv korozije. Uslov za punu efikasnost sistema su ispravna prethodna obrada toplo cinkovane povrŠine če lika i izbor materijala za premaz.
~50r----_r---_+~+----~
~
.2, e ea
6 Debljina cinkanog pokrivača i postignuta vremena postojanosti u zavisnosti od atmosfere mogu se dobiti iz dijagrama. Toplo cinkovanje primenjuje se pre svega kod loše pristupnih konstrukcija, npr., delov~ fasade ili fino raščlanjenih delova građe Vine, kao što su ograde ili stepeništa. Za toplo cinkovanu čeličnu konstrukciju primenjuju se kao vezivno sredstvo takođe zavrtnjevi i matice, koji po mogućnosti treba da dođu od istog proizvodača. Tankozidni konstrukcijski elementi, npr., trapezasti limovi ili hladno oformljeni profili, cinkuju se u uređajima organizovanim kontinuaino na traci. Termičko pocinkovanje prskanjem igra kod čeličnih konstrukcija u visokogradnji samo podređenu ulogu.
6
premaza, ostaju troškovi održavanja znatno niži, jer treba da se obnavlja samo pokrivni premaz, za razliku od slučaja kada bi se morao naneti potpun sistem premaza uključu jući i pripremanje površine. Cena koštanja zaštite od korozije Cena koštanja potpune antikorozione zaštite čelične konstrukcije (skidanje rđe + 2 osnovna premaza sa po 40 J..Lm + 2 pokrivna premaza sa po 40 J..Lm) iznosi 8-10% cene koštanja same čelične konstrukcije. Troškovi su, među ostalim, zavisni i od toga da li se radi o normalnoj ili o fino raščlanje noj čeličnOj konstrukCiji. Cena koštanja če lične konstrukCije za visoku zgradu iznosi oko 10-15% cene koštanja cele građevine. Cena koštanja potpune antikorozione zaštite u visokogradnji iznosi stoga oko 0,8-1,5% čiste cene koštanja zgrade. Ako se uzme u obzir da se u gotovo svim sluča jevima u visokogradnji ne traži potpun sistem premaza, jer se većina čeličnih delova nalazi u unutrašnjosti zgrade, koji su malo ili gotovo nimalo ugroženi korozijom pa stoga zahtevaju u opštem slučaju samo osnovni premaz, ovaj procent se još značajno smanjuje, i može da se svede do na 0,2% čiste cene koštanja zgrade (skidanje rđe + 1 osnovni premaz 40 J..Lm).
Pojedinačno cena koštanja mera za zaštitu od korozije kod čelične konstrukCije u visokogradnji iznosi u procentima ukupne cene koštanja čelične konstrukcije: skidanje rđe (normiran stepen čistoće 2) 1,5- 2 % 2 osnovna premaza (po 40 J..Lm) 4. - 5 % 2 pokrivna sloja (po 40 J..Lm) 4,5- 5,5% 1 premaz (toplo pocinkovanje, 50-85 J..Lm) 15 -20 %
Literatura: DIN 55928, delovi 1-9 "Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungen und Oberzuge" (Zaštita od korozije čeličnih građevina premazivanjem i prekrivanjem). Stahlbau-Arbeitshilfen "Korrosionsschutz" Nr. 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, vom Deutschen StahIbau Verband, K61n (Čelične konstrukcije pomoć u radu pri zaštiti od korozije, br. 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, Nemačkog saveza za čelič ne konstrukcije, Kein). Van Oeteren, "Korrosionsschutz durch Beschichtigungsstoffe" 2 Bande (Zaštita od korozije pomoću materijala za premaze, 2 sveske).
