Primena metode „STRESSED SKIN DESIGN" u kompaniji Konstruktor Konsalting

16.06.2017. | Srđan Kisin, prof.dr | Gradjevinarstvo.rs

Savremeni industrijski i skladišteni objekti velikih zapremina uglavnom imaju:

  1. Pokrivanje krova termo-izolacionim panelima, ili korišćenje tzv. „slaganog krova“
  2. Oblaganje fasada termo-izolacionim panelima.

Međutim, evidentno je da ovi pokrivači i obloge poseduju krutost na savijanje upravno na sopstvenu ravan (prijem opterećenja: snega, vetra itd.), ali takođe i značajnu krutost u sopstvenoj ravni. Ova krutost značajno smanjuju komponentalna i ukupna pomeranja, čak i u slučaju kada imamo samo pokrivanje i oblaganje jednostrukim profilisanim limom.

Na osnovu vlastitog eksperimentalnog ispitivanja modela jednobrodne hale sa smanjenjem pomeranja pokazalo je da osnovna konstrukcija obložena limovima u fasadnoj i krovnoj ravni ima neznatno veća pomeranja (3-5%) u odnosu na  model u kojem su uključeni i uticaji spregova. Navedeni eksperimentalni rezultati su potvrđeni i na numeričkom modelu.

Pokazane činjenice su osnova za metodu „STRESSED  SKIN  DESIGN“, koja je razrađena u standardu Velike Britanije  BS 5950-9:1994, iz 1994. godine.
Ista metoda je razrađena u Sjedinjenim Američkim Državama pod naslovom: „DIAPHRAGMA  METHOD“.

Neposrednu primenu prihvatio je i evropski standard EC3, kao legitiman način proračuna konstrukcije, prenošenjem u celosti sadržaja britanskog standarda.

Slika 1. Prof. dr Srđan Kisin sa studentima Građevinskog fakulteta u Beograd koji su bili u poseti poslovno-proizvodnom kompleksu Konstruktora u Rakovici

 

METODA „STRESSED SKIN DESIGN“

Osnovno razmatranje vrši se na dijafragmi pokrivača i obloge oivičenih osnovnom konstrukcijom, ali i rožnjačama.

Slika 2. „Stressed skin“ dejstva na konstrukciju

Mogući slučajevi oslanjanja panela su:

  1. Paneli vertikalno postavljeni po dužini ravni objekta.
  2. Paneli paraleno postavljeni u odnosu na podužnu ravan objekta (čest slučaj kod slaganih krovova).

Za razmatranje ovoga modela ključni su: vrsta, raspored i broj spojnih sredstava.

Na sledećoj slici je prikazan panel sa primarnom i sekundarnom kostrukcijom, primarnim i sekundarnim sredstvima za vezu panela i limova.

Slika 3. Prikaz izdvojenog panela

Za ovakve dijafragme osim fleksione krutosti, ključno je definisati i torzionu krutost.

Proračun po BS 5950-9:1994 standardu zasniva se na određivanju deformabilnosti panela u vlastitoj ravni:  
                                c/V,   gde je deformabilnost  „c“  formirana kao:
                                C=C11+C12+C21+C22+C23+C3

Sama krutost se određuje kao inverzna vrednost deformabilnosti.

 

PRIMENA METODE „STRESSED SKIN DESIGN“ U KOMPANIJI KONSTRUKTOR  

Osnovni razlozi za primenu ove metode je racionalizacija konstruktivnog sistema, koja se prema BS950-9:1994 odnosi na sledeće stavke:

  1. Dijafragme sem osnovnih funkcija pokrivanja i zatvaranja objekta imaju funkciju smanjenja pomeranja, pre svega u sopstvenim  ravnima.
  2. Dijafragme će preneti smičuće sile sve do temelja.
  3. Dijafragme će kroz smanjenje pomerljivosti sistema, smanjiti i diferencijana pomeranja, a samim tim i presečne sile u primarnoj i sekundarnoj konstrukciji. Odnosno uzrokovaće smanjenje dimenzija primarne i sekundarne konstrukcije.
  4. Ukoliko su ukupna i komponentalna pomeranja na modelu bez spregova u propisanim granicama, spregovi  se mogu izostaviti, što smanjuje težinu konstrukcije i pojednostavljuje montažu.

Među brojnim objektima čije je projektovanje bazirano na ovom metodu izdvajaju se:

     1. Proizvodni i skladišteni objekat fabrike „Grundfos“ površine: 14.250m² prozvodnog pogona i 3.800m² magacina. Sa uštedom na primarnoj sekundarnoj konstrukciji od cca15%.

Slika 4. Fabrika „Grundfos“

        2.Objekat „ERG“-a - Ovde je metod dao dobar rezultat u kontroli horizontalne pomerljivosti ukrućenjem spregnute međuspratne dijafragme.

Slika 4. Objekat „ERG“-a

        3. Skladišni objekat u Šimanovcima

Slika 5. Skladišni objekat u Šimanovcima

        4. Kod niza objekata ova metoda je primenjena u cilju realnog proračuna pomerljivosti sistema, npr. objekat „IPB“-a površine skladišnog prostora      9.792m² i kancelarija 1.847m², ali bez racionalizacije primarnih konstruktivnih elemenata.

Slika 6. Objekat „IPB“-a

Metoda koja se zasniva na nosivosti dijafragmi u vlastitoj ravni je univerzalno primenjiva na sve objekte, ali posebno dobre efekte daje na objektima srazmerno manjih visina, npr. do 15m.

 

ZAKLJUČAK

Primena metode je praktično zasnovana na preciziranju već postojećeg modela, na kojem se vrši proračun tako što se elementi pokrivača i obloge uključe kao površinski elementi sa ekvivalentnim krutostima, kako osnovne dijafragme, tako i spojnih sredstava, kojima su ove pričvršćene.

Metoda je podržana odgovarajućim podacima za spojna sredstva, koja najčešće koriste i same limove. U određenoj meri nije dovoljno razrađeno pitanje krutosti  dijafragme u vertikalnoj ravni na pravac pružanja rebara. U toj situaciji potrebno je sprovesti sopstvenu parametarsku analizu zavisnosti sila-pomeranje, ili eksperimentalno utvrditi ovu krutost.

U izvođačkom smislu metodu treba dosledno primeniti, tako što se striktno ispoštuje raspored i broj projektovanih spojnih sredstava.

 

LITERATURA

  1. E.R. Bryan and J.M. Davies: "Diaphragm Action in Multi – storey Buildings", University of Salford, Report 75/76.
  2. CONSTRADO:  "European Recommendation for the Stressed – skin Design of the Steel Structures" ECCS, Committee 17., 1977.
  3. Atrek, E. and Nilson, A.H.: "Non – linear Analysis of Cold – formed Steel Shear Diaphragm , Proc. ASCE, J. Struct. Div. 3/80
  4. J.M. Davies and E.R. Bryan: "Manual of Stressed Skin Diaphragm Design" , Granada, 1982.
  5. "European Recommendation for the Testing of Connections in Profiled Sheeting and Other Light Gauge Steel Components" , ECCS, Committee 17.,1982.
  6. O. Jokanović, N. Terzić, S. Kisin, V. Ropac i D. Lončarić: "Racionalizacija metalnih konstrukcija uvođenjem realnih krutosti obloga", posebna publikacija SIZ-a nauke BiH, Sarajevo, 1985.
  7. O. Jokanović, N. Terzić, S. Kisin, V. Ropac i D. Lončarić: "Prostorna analiza metalnih konstrukcija uz obuhvatanje obloga od profilisanog lima sa funkcijom nosivosti – numerički postupak" Zbornik 14. IMK-a, 1985.
  8. S. Kisin: "Numeričko modeliranje prostornih konstrukcija", Seminar DIT-a BiH, Sarajevo 1990.
  9. S. Kisin, Z. Ribić: "Realna torziona krutost obloga od profilisanih limova" , Izgradnja 5/94, Beograd, 1994.
  10. BS 5950 – 9, 1994.
  11. EUROCODE -3 ( EN 1993-1992 )
  12. Prof Dr S. Kisin: "Profilisani limovi u funkciji nosivosti metalnih konstrukcija ",Institut IMS,  Beograd, 1994.

Komentari: 0

TEKSTOVI /iz kategorije/


ISTAKNUTE FIRME /iz kategorije/


Anketa

Da li će projekat "Beograd na vodi" značajno pokrenuti građevinarstvo u Srbiji?
Nik 20.09.2017.
Znaće se, kada se prvo legalizuju svi divlj...
aleks 08.09.2017.
Sefu ispali kljucevi pre asfaltiranja pa da...
V 03.09.2017.
Da li znate ko na domaćem tržištu distribui...
ник 09.08.2017.
Држава гради станове само у Београду и Ново...
Šumadinac 31.07.2017.
Sve se ovo moglo pojednostaviti i pojeftine...