03-gredni plo¼asti mostovi - prora¼un
DESCRIPTION
hggzTRANSCRIPT
3
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Ploče su ravni površinski nosači kod kojih opterećenje djeluje okomito na njihovu srednju ravninu.
Proračun ploča može se provesti na osnovi teorije ploča ili na računalu metodom konačnih elemenata uporabom nekog od raspoloživih programskih paketa.
Teorija ploča zasniva se na slijedećim pretpostavkama: debljina ploče je mala u odnosu na raspon progibi ploče su mali u odnosu na debljinu ploče materijal je izotropan i elastičan
4
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Ove pretpostavke nisu sasvim ispravne za ploče od armiranog i prednapetog betona, ali se dobivaju za praksu prihvatljiva rješenja
Zbog jednostavnosti proračuna dozvoljeno je i šuplje ploče tretirati kao pune ako je predviđen dovoljan broj poprečnih rebara u ploči.
5
Pravokutne ploče – sile u presjecima
U opterećenom elementu ploče javljaju se momenti savijanja po jedinici duljine Mx i My, moment torzije Mxy te poprečne sile Vx i Vy, kao što je pokazano na slici.
Momenti i poprečne sile po jedinici duljine ploče
6
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Ploče se danas mogu proračunati metodom konačnih elemenata koristeći neki od računalnih programa uporabom pločastih konačnih elemenata primjenom roštiljne analize.
Konstrukcija se idealizira odgovarajućim roštiljem od međusobno povezanih ravnih štapnih elemenata (greda)
Točnost rješenja u velikoj mjeri ovisi o modelu konstrukcije tj. finoći roštiljne mreže.
a) prototipna ploča
b) ekvivalentni roštilj
c) podjela poprečnog presjeka ploče na uzdužne elemente roštilja
7
Pravokutne ploče – sile u presjecima
MODELIRANJE PLOČE ŠTAPNIM ELEMENTIMA
Opterećenje na izotropne ploče izaziva dvodimenzionalnu razdiobu unutarnjih sila u ravnini nosača, koja je složenija od one u grednim sklopovima.
Strogo teorijsko rješenje osnovnih jednadžbi ravnoteže rijetko je moguće, no približna metoda u kojoj se ploča zamjenjuje roštiljem sačinjenim od grednih nosača uglavnom daje rješenja zadovoljavajuće točnosti za inženjersku praksu.
Za to je potrebno koncentrirati uzdužnu krutost ploče u uzdužne grede, a poprečnu krutost u poprečne.
8
Pravokutne ploče – sile u presjecima
MODELIRANJE PLOČE ŠTAPNIM ELEMENTIMA
Krutosti bi trebale biti odabrane na takav način da pod istim opterećenjem progibi izvornog i proračunskog sklopa budu isti, jednako kao i rezultantne vrijednosti unutarnjih sila.
To se teško postiže, a umnogome ovisi o gustoći mreže štapnih elemenata u modelu.
9
Pravokutne ploče – sile u presjecima
MODELIRANJE PLOČE ŠTAPNIM ELEMENTIMA
Osnovne smjernice za izradu mreže konačnih elemenata: štapovi modela se moraju podudarati s glavnim linijama u kojima
se koncentrira nosivost usporedno s kabelima za prednapinjanje, uzduž ojačanih rubova, na
spojnici nasuprotnih ležaja itd broj uzdužnih nosača može varirati od 1 (u slučaju kada je ploča
toliko uska da se ponaša kao greda) pa do 20 za široke ploče nema puno smisla postavljati štapne elemente na poprečnome
razmaku manjem od dvije do tri debljine ploče (d) jer se lokalna razdioba unutar ploče ne razmatra.
duljina pojedinih uzdužnih elemenata duž raspona ne bi trebala biti veća od četvrtine efektivnog raspona (minimum 4 elementa u uzdužnom smislu).
10
Pravokutne ploče – sile u presjecima
MODELIRANJE PLOČE ŠTAPNIM ELEMENTIMA
Osnovne smjernice za izradu mreže konačnih elemenata: razmak poprečnih elemenata treba biti manji od četvrtine
raspona razmak uzdužnih i poprečnih elemenata treba biti sličan kako bi
se omogućila realistična razdioba opterećenja kosi mostovi sustava jednostavne grede, pod kutom manjim od
20° mogu se analizirati pomoću pravokutnih roštilja. ukoliko je kut veći, kosina roštilja ne treba se razlikovati za više od
5° od kosine građevine u načelu, poprečni gredni elementi trebaju biti okomiti na
uzdužne, čak i za kose mostove od ovog pravila iznimno se odstupa kada je i glavna armatura
postavljana ukoso.
11
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Sile u presjecima, (momenti Mx, My i Mxy te poprečna sila Vx mogu se odrediti približnim proračunom pomoću utjecajnih ploha (Pucher, Homberg-Ropers i drugi) poprečne sile Vy se mogu zanemariti
Proračun mjerodavne unutarnje sile vrši se numeričkom integracijom volumena utjecajne plohe ispod plohe na koju djeluje opterećenje
Utjecajne plohe izrađene su za točno određeni položaj unutrašnje sile koju se želi izračunati u pravilu su utjecajne plohe napravljene za položaje s
maksimalnim utjecajima (npr. momenti u polovini raspona i na kraju slobodnog ruba)
12
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Uz pomoć ovakvih ploha mogu se izračunati najveće unutarnje sile za bilo koje opterećenje ili skupinu opterećenja
Ova metoda najčešće se koristi za statički sustav ploče slobodno oslonjene na dva ruba, te kod ploča koje su u sastavu složenih presjeka (roštiljnih i sandučastih)
13
Pravokutne ploče – sile u presjecima
momenti savijanja - stalno opterećenje
Dijagrami uzdužnih i poprečnih momenata od stalnog opterećenja u ploči slobodno oslonjenoj na dva ruba
14
Pravokutne ploče – sile u presjecima
momenti savijanja - prometno opterećenje (pokretna sila)
Uzdužni momenti savijanja na rubovima ploče Mxr veći su od uzdužnih momenta u središnjem dijelu ploče Mxm.
Na dužini lx/2 u području sredine raspona, najveći moment Mx ima konstantnu vrijednost.
Dijagrami uzdužnih momenata od prometnog opterećenja u ploči slobodno oslonjenoj na
dva ruba
15
Pravokutne ploče – sile u presjecima
momenti savijanja - prometno opterećenje (pokretna sila)
Pozitivni poprečni momenti savijanja My najveći su u polovini raspona i opadaju prema osloncima i slobodnom rubu.
U pravilu iznose oko My≤1/5 max Mx i proračunavaju se samo u polovini raspona. Negativni poprečni momenti My pojavljuju
se: od djelovanja opterećenja na rubovima
ploče ili konzolama (ukoliko ih ima) i trebaju se odrediti za sredinu raspona
iznad stupova kontinuiranih ploča
Dijagrami pozitivnih poprečnih momenata od prometnog
opterećenja u ploči slobodno oslonjenoj na dva ruba
16
Pravokutne ploče – sile u presjecima
primjeri utjecajnih ploha za proračun ploča (Pucher)
Utjecajna ploha za Mx u sredini polja pravokutne ploče oslonjene na dva ruba, b/l=0,667 (uvećano 8)
17
Pravokutne ploče – sile u presjecima
primjeri utjecajnih ploha za proračun ploča (Pucher)
Utjecajna ploha za Mx u sredini slobodnog ruba pravokutne ploče oslonjene na dva rubab/l=0,667 (uvećano 8)
18
Pravokutne ploče – sile u presjecima
primjeri utjecajnih ploha za proračun ploča (Pucher)
Utjecajna ploha za My u sredini slobodnog ruba pravokutne ploče oslonjene na dva rubab/l=0,667 (uvećano 8)
19
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Kod ovakvog postupka proračuna potrebno je najprije odrediti širinu rasprostiranja (sudjelujuću površinu) na koju se rasprostiru koncentrirana opterećenja u smjeru i okomito na smjer vožnje opterećenje kotača je predstavljeno koncentriranom silom, no za
lokalne provjere je normom određena površina na kojoj kotač "dodiruje" kolnik
prema EN to je površina 40x40 cm
Prema propisima uzima se rasprostiranje tereta pod kutom od 45° do sredine ploče
rasprostiranje kroz rastresiti materijal
je pod kutom od 60° (npr. kolnički
zastor željezničkih mostova)
b1- širina rasprostiranja koncentriranog opterećenja do sredine ploče
20
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
opterećenje PTP pločasti most b=6,5 m, l=13 m b/l=0,5 odabiremo Pucher-ovu utjecajnu plohu za Mx u sredini ploče za
b/l=0,5 mjerilo utjecaja – uvećano za 8
22
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
OPĆENITI PRINCIP ODREĐIVANJA MOMENTA UZ POMOĆ UTJECAJNE PLOHE
F – koncentrirana sila p – kontinuirano opterećenje k – ordinata utjecajne plohe ispod pripadne sile V – volumen utjecajne plohe ispod pripadnog opterećenja
iiiix VpkFM
23
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
Najteži kotač (50 kN) nalazi se iznad najvećeg utjecaja Koncentrirane sile se u proračun mogu uzeti kao kontinuirana
opterećenja koja djeluju na sudjelujućoj površini To ima smisla raditi kada je oko područja koncentrirane sile
veliki gradijent promjene utjecajne plohe izračunavamo sudjelujuću površinu
24
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
Moment je umnožak intenziteta kontinuiranog opterećenja i volumena utjecajne plohe koji se nalazi ispod površine na koju djeluje kontinuirano opterećenje.
općenito
b1 i b2 su širine rasprostiranja
kNmpVM
21 bb
Fp
2
21
22F m
kN35
3,11,1
50
bb
Fp
25
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
volumen izračunavamo ispod sudjelujuće površine
2I m12,7225,05,12325,025,13A
2II m38,722,04,1213,05,132,05,14A
2III m43,708,085,1117,05,1212,05,1308,05,1406,05,1504,025,16A
26
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
ukupni volumen (određen prema crtežu) za silu F2
ordinate utjecajnih ploha, radi preglednosti, uvećane faktorom 8 volumen dobiven prema crtežu treba umanjiti istim faktorom da bi dobili
stvarni volumen
Moment od sile F2 koja je uamijenjena kontinuiranim opterećenjem
- dinamički faktor (stari propisi)
3IIIIIIII1 m06,19325,0
2
43,738,7325,0
2
38,712,7325,0
2
AA325,0
2
AA´V
311 m76,08
´VV
m/kNm78,333527,176,0pVM2F11x
27
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
Momenti od ostalih kontinuiranih opterećenja
28
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
m/kNm4,2369,3pVM
m9,38
03,24V
m44,972,12,812,1A´V
m2,814,005,1185,05,1025,19171513112A
33x
33
333
23
m/kNm76,5696,0pVM
m96,08
03,24V
m03,243,01,803,0A´V
m1,8025,125,1025,19171513112A
32x
32
322
22
29
Pravokutne ploče – sile u presjecima Primjer proračuna uporabom utjecajne plohe
Sada računamo moment od ostalih kotača - sila koncentriranu silu ovdje ćemo množiti samo s ordinatom na kojoj djeluje
koncentrirana sila jer je mali gradijent promjene utjecajne plohe pa nema praktičnog smisla rasprostirati koncentriranu silu na pripadnu površinu
Izračunali smo sve parcijalne momente i slijedi:
m/kNm63,918
3,110,1395,115027,1kFM ii,24x
5x4x3x2x1xixx MMMMMMM
m/kNm14,173M x
m/kNm57,188
8,375,30,40,4152kFM ii,15x
30
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Postoje i tablice koje su izrađene za određena tipska opterećenja (npr. prema DIN 1072 propisima - Rüsch) na žalost, takve tablice ne postoje za EN
31
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Momenti savijanja i poprečne sile u uzdužnom smjeru ploče Mx mogu se izračunati i po teoriji greda dovoljno točno, ako je odnos raspona i širine ploče L/b≥2.
proračunska aproksimacija grednim nosačem zamjenjujuće širine.
32
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Da bi mogli primijeniti ovu metodu (teoriju greda) trebamo izračunati mjerodavno opterećenje jedne trake i njezinu proračunsku širinu.
Kod mostova ono se sastoji od stalnog i prometnog opterećenja
stalno opterećenje je ~ jednako za cijelu ploču (nas interesira sredina ploče – tamo je opterećenje jednoliko raspodijeljeno)
prometno jednoliko raspodijeljeno (različiti intenziteti pa ih moramo svest na
opterećenje jedne trake) koncentrirane sile – računamo širinu rasprostiranja koja nam
određuje širinu proračunske trake
33
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Prema našim propisima, u pločama koje prenose opterećenje samo u jednom smjeru, koncentrirano opterećenje na ploči može se raspodijeliti okomito na smjer glavne armature na sudjelujuću širinu bs, koja se određuje prema izrazu:
općenito
b1 - širina rasprostiranja koncentriranog opterećenja do sredine ploče
As,t/ As1 - odnos površine presjeka razdjelne i glavne armature, (koji ne smije prijeći vrijednost 0,65)
LA
Abb
1s
t,s1s
34
Pravokutne ploče – sile u presjecima
sudjelujuća širina bs za mostove opterećene vozilom koja imaju više osovina, a kotači u svakoj osobini su relativno blizu određuje se na slijedeći način:
bl – ukpna širina rasprostiranja koncentriranog opterećenja od dva kotača do sredine ploče
2
bl
A
Abb
1s
t,sls
Određivanje širine rasprostiranja lijevo: tanja ploča, desno: deblja ploča
35
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Ako tipsko vozilo može doći u položaj blizu ruba ploče, tada se vrijednosti momenata savijanja Mx, izračunate po teoriji greda, trebaju na rubu ploče uzeti za oko 10 do 20 % veće nego za srednje područje ploče.
Momente savijanja u poprečnom smjeru, My, zanemarujemo u proračunu.
36
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Veličine poprečnih sila u ploči značajno ovise o načinu oslanjanja ploče. pri linijskom ležaju na čitavoj širini ploče poprečne sile nisu
kritične (ne treba poprečna armatura u ploči)
pri kratkim linijskim ili točkastim ležajevima može biti potrebna posmična armatura u ploči
Mjerodavna je poprečna sila na udaljenosti jednakoj statičkoj visini d prema EN propisima
Ako je proračunska poprečna sila VEd veća od nosivosti na poprečne sile VRd,c tada se za poprečnu silu VEd ploče moraju armirati poprečnom armaturom (sponama)
37
Pravokutne ploče – sile u presjecima
Kod srednjih stupova kontinuiranih ploča potrebno je izvršiti provjeru na proboj stupa kroz ploču.
Mjerodavne širine rasprostiranja za proračun poprečne sile na području uz ležaj
bRA – rubni ležaj
bmA – srednji ležaj
38
Pravokutne ploče – armiranje punih ploča mekom armaturom Način armiranje punih ploča prikazan je na slijedećim slikama
40
Pravokutne ploče – armiranje punih ploča neprednapetom armaturom
Budući da se uzdužna armatura najčešće sastoji od debljih šipaka (26 mm), preporuča se u najdoljnji položaj postaviti tanju armaturu 10 do 14 mm kako bi se spriječile uzdužne pukotine, koje nastaju zbog
naprezanja uslijed prianjanja betona i glavne armature
Raspodjela uzdužne armature određuje se prema dijagramu vlačnih sila koji se dobije pomakom dijagrama MEd/z za veličinu a1. Horizontalni pomak a1 = d (prema EN)
Vertikalne spone (vilice) moraju mjestimično obuhvatiti glavnu armaturu (vidi sliku na prethodnoj stranici).
41
Pravokutne ploče – armiranje punih ploča neprednapetom armaturom
Sa svrhom olakšanja betoniranja ploče, gornja amatura može se izvesti od gotovih mreža (min 10 mm, na razmaku e=20 cm uzdužna i e=15 cm poprečna armatura).
Mreže se polažu na pripremljene držače, nakon što je obavljeno betoniranje dijelova ploče ispod gornje armature.
42
Pravokutne ploče – armiranje punih ploča neprednapetom armaturom
Armatura za prihvaćanje momenata torzije postavlja se u kutovima ploče. Momenti torzije Mxy preuzimaju se samo u kutovima ploče.
Svi kutovi moraju imati gornju i donju torzijsku armaturu, u obliku uzdužne i poprečne armature ili pravokutne mreže površine (0.3lx)2, ili u obliku dijagonalno postavljenih šipaka.
43
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona U punoj prednapetoj ploči uzdužni kabeli protežu se po čitavoj
duljini ploče i polažu se iznad neprednapete armature u donjoj zoni na odgovarajuće držače.
Preporuka za sidrenje kabela: težište sile prednapinjanja na krajevima nosača treba postaviti
na donjoj trećini visine ova preporuka je proizašla iz provedenih ispitivanja ploča na posmik
Položaj kabela i armature pune ploče – uzdužni presjek
44
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona
Preporuka za raspored i vođenje kabela ukoliko ih je potrebno složiti u dva reda po visini ploče
Položaj kabela – uzdužni presjek
45
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona Kabeli se u poprečnom presjeku moraju složiti u grupe koje su
međusobno razmaknute 40 cm kako bi se omogućio prolaz osoblja pri izvedbi.
Poprečni presjek kroz prednapetu ploču u polju
46
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona Na krajevima ploče postavlja se poprečna armatura za
preuzimanje sila cijepanja od sidrenja kabela.
Kod prednapetih ploča posmična armatura u pravilu nije potrebna.
47
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona
ploče trapeznog poprečnog presjeka uzdužni kabeli postavljaju se samo na dijelu pune visine ploče poprečni kabeli smještaju se u gornju zonu (za prihvaćanje
momenata savijanja od konzolnog djelovanja rubnih područja ploče)
Kabeli u prednapetoj ploči trapeznog poprečnog presjeka
48
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona
Poprečno prednapinjnje kod pločastih mostova: uski mostovi širine do 10-ak metara
nije potrebno poprečno prenapinjanje poželjno lagano centrično prednapinjanje u srednjoj trećini
raspona radi sigurnosti protiv pojave uzdužnih pukotina
široki mostovi preporuča se poprečno prednapinjanje, posebno na ležajevima
zbog utjecaja temperaturnih djelovanja zbog utjecaja od spriječenih deformacija na osloncima
Poprečno prednapinjanje može se ostvariti kabelima u jednom redu na polovini visine ploče.
poprečni kabeli
49
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona
Kod kontinuiranih prednapetih ploča valja uzdužne kabele iznad stupova zaobliti na što manjoj dužini (≤1.5 h) kako bi se skretne sile mogle direktno predati na ležajeve.
Na taj se način sprječava pojava štetnih kosih vlačnih naprezanja
Kabele treba postaviti na ležaju u što je moguće viši položaj kako bi se u polju pojavile što veće skretne sile prema gore.
Vođenje kabela sa kratkim zakrivljenjem preko ležaja u kontinuiranoj ploči
50
Pravokutne ploče – pune ploče od prednapetog betona
Poprečni kabeli iznad stupova kontinuirane ploče postavljaju se uvijek ispod uzdužnih kabela, a linija im se podešava prema dijagramu momenata savijanja i poprečnih sila, kao i kod svih drugih kabela.
Primjeri vođenja poprečnih kabela iznad stupova kontinuiranih ploča
uzdužni kabeli su koncentrirani izdan stupova
51
Pravokutne ploče – šuplje ploče
Kod šupljih ploča zanemaruje se utjecaj anizotropnosti i sile u presjecima određuju se kao i za pune ploče.
Šuplje ploče su u uzdužnom smjeru isto nosive kao i pune ploče dok u poprečnom smjeru imaju manju nosivost na posmik.
Ploče olakšane šupljinama osjetljive su na velike poprečne momente savijanja i pripadne poprečne sile jer je dijagram kosih vlačnih naprezanja narušen zbog šupljih prostora.
Stoga se u šupljim pločama moraju uvijek oblikovati poprečna rebra u polovini raspona (l/2) i na osloncima, ako je l/b≤4. Kod ploča velikih širina ili većih vitkosti, valja predvidjeti dva ili tri
poprečna rebra u polju.
52
Pravokutne ploče – šuplje ploče
Uzdužna rebra između šupljina moraju se uvijek armirati sponama na razmaku najviše 0,3 h ili 30 cm.
Najdjelotvornije su kose spone (slika c) ali se u praksi ne primjenjuju budući da spone u šupljim pločama moraju obuhvatiti donju uzdužnu armaturu.
Poprečni presjeci i armatura šupljih ploča:
a) armirani beton, b) prednapeti beton, c) najdjelotvorniji oblik spona
53
Pravokutne ploče – šuplje ploče
Za poprečno armiranje dovoljan je jedan red armature u donjoj i gornjoj zoni. Koncentrirano opterećenje od kotača vozila prenosi se preko
šupljine djelovanjem svoda vrijedi i za pravokutne šupljine ako je l0/h0≤6
Poprečno prednapinjanje šupljih ploča najbolje je izvesti u području poprečnih rebara. zbog toga je ponekad potrebno predvidjeti više poprečnih nosača u
polju (2-3)
54
Pravokutne ploče – šuplje ploče
Nad pojedinačnim stupovima kontinuiranih ploča poprečni nosač ima širinu bSx+h (to vrijedi i za pune ploče)
Široki poprečni nosač iznad stupova kontinuirane šuplje ploče – u poprečnom presjeku predviđen je veći broj stupova
55
Pravokutne ploče – šuplje ploče
Poprečni nosač se proračunava na način da se opterećenje tj. reakcije ploče na dijelu između stupova preuzmu putem skretnih sila poprečnih kabela i putem spona (armatura za ovješenje).
Pri tom se može pretpostaviti da trake ploče širine (bSy+2h) predaju svoja opterećenja direktno na stupove.
poprečni nosač
56
Kose ploče s jednim rasponom - općenito
Masivne ploče kod kosih križanja imaju slijedeće velike prednosti: najmanja visina konstrukcije jednostavna oplata opterećenje prenose najkraćim putem na ležajeve, pri čemu se
smjer glavne armature ili kabela može lako prilagoditi, približno, smjeru glavnih momenata
Za određivanje sila u presjecima na raspolaganju je velik broj priručnika s utjecajnim plohama za momente i reakcije, tablice, dijagrami i slično, a danas, i mogućnost proračuna na računalu.
57
Kose ploče s jednim rasponom - općenito
Najvažniji parametri koji određuju ponašanje kosih ploča pod opterećenjem su slijedeći:
kut križanja ako je ≥70° može se zanemariti utjecaj kosine
odnos b:l b širina ploče okomito na uzdužnu os mosta l raspon okomito na pravac ležaja
način oslanjanja npr. zaokretni linijski ležajevi u smjeru ležajne linije ili pojedinačni
ležajevi koji se zaokreću u svim smjerovima
59
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
U kosim pločama pojavljuju se glavni momenti savijanja M1 i M2, koji za različite vrste opterećenja mogu imati različite smjerove.
Vrijednosti glavnih momenata M1 i M2 i njihovi smjerovi djelovanja odrede se na osnovi momenata Mx, My i Mxy koji se proračunaju u odabranom koordinatnom sustavu x,y uz
Mxy naziva se još i "moment smjera"
jer određuje pravce djelovanja
glavnih momenata
60
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
Linije glavnih momenata savijanja u kosim pločama s =45° i s različitim odnosom b:l
Linija glavnih momenata savijanja jednoliko opterećenih kosih ploča
61
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
Proračun na savijanje mora se u praksi ograničiti na mali broj točaka u kojima će glavni momenti M1 i M2 postići najveće vrijednosti.
Položaj ovih točaka (prema Hombergu) bit će prikazan i objašnjen u nastavku. točka m: najveći pozitivni momenti u polju u unutrašnjem
području ploče
62
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
točka r: najveći pozitivni momenti uzduž dugog slobodnog ruba. Položaj max M1 u točki r ovisi o kutu i određuje se s faktorom kr
točka s: najveći negativni momenti savijanja koji u tupim kutovima ploče nastaju uslijed upetosti uzrokovane linijskim oslanjanjem. Primjenom zaokretnih točkastih ležaja ovaj moment može se smanjiti na račun momenta u točki r (Mr).
63
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
intenzitet i kut djelovanja glavnih momenata (M1 i M2) prikazan kao funkcija kuta za točke M, R i S za jednoliko kontinuirano opterećenje na ploči kod koje je b=l
64
Kose ploče s jednim rasponom - momenti savijanja
Na slijedećoj slici prikazane su veličine i smjerovi djelovanja glavnih momenata M1 i M2 kod kosih ploča pod kutom 60° i s različitim odnosom b:l, opterećenih jednolikim opterećenjem u točkama M, R i S.
65
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
Ležajne reakcije kosih ploča jako ovise o: načinu oslanjanja, razmacima ležaja vrsti ležaja popustljivosti ležaja (npr. armirani elastomerni ležajevi)
Sa svrhom smanjenja rubnih pritisaka na ležaju, a time istodobno i velikih momenata upetosti u tupim kutovima jako kosih ploča, preporuča se odabrati: pojedinačne ležajeve na većim razmacima ili pojedinačne elastomerne ležajeve
66
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
Nepokretan linijski ležaj (betonski zglob ili kontinuirana elastomerna traka) pogodan je samo kod kuta >40° i dužine ležaja najviše do 10 m.
Pri većoj dužini treba primijeniti linijski ležaj koji je pokretan u poprečnom smjeru.
Na osnovi opsežnih istraživanja, Leonhardt preporuča slijedeće načine oslanjanja kosih ploča:
Preporuke za odabir ležaja pri ϕ>40°
linijski ležaj pokretan samo u uzdužnom smjeru
67
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
Kod kuta <40° preporuča se: jedan nepokretan, svestrano zaokretan ležaj, postaviti u
jedan tupi kut može se postaviti još jedan nepokretan ležaj na razmaku od 4h
do 7h, i manjem od 7 m svi drugi ležajevi su pokretni i po mogućnosti na sve strane
zaokretni, a postavljaju se na razmaku od 4h do 8h. ležaj koji se nalazi nasuprot nepokretnom ležaju treba biti
pokretan samo u smjeru spojnice s nepokretnim ležajem. ležaj na šiljastom kutu treba postaviti na udaljenosti od ruba
za oko 2h do 4h kako bi se izbjegle sile odizanja, uz potrebnu provjeru sigurnosti protiv odizanja.
68
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
Preporuke za odabir ležajeva za ϕ<40°
69
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
utjecaj razmaka ležaja kod ploče s 4 ležaja na rubu maksimalni utjecaj u točki A1 je 1,1
kod ploče s 12 ležaja na rubu maksimalni utjecaj u točki A1 je 1,8
Utjecajne plohe za reakciju u točki A1 za dvije ploče s različitim razmacima ležaja
70
Kose ploče s jednim rasponom - ležajne reakcije, oslanjanje i poprečne sile
Poprečne sile, mjerodavne za granična stanja nosivosti, određuju se iz ležajnih reakcija te se na osnovi njih određuje posmična armatura u skladu sa odgovarajućim propisima.
Kod prednapetih ploča u pravilu nije potrebna posmična armatura, dok kod armiranobetonskih ploča može biti potrebna u području ležaja, naročito u tupim kutovima ploče.
71
Kose ploče s jednim rasponom – armiranje kosih ploča
Kod kosih ploča s kutom >60° i odnosom b:l≥1:2 uzdužna i poprečna armatura postavljaju se paralelno s rubovima, a slobodni rubovi obuhvaćaju se sponama.
72
Kose ploče s jednim rasponom – armiranje kosih ploča
Kod <60° uzdužna armatura postavlja se okomito na ležajeve, a poprečna paralelno sa ležajevima Na slobodnim rubovima obrazuje se traka širine br≈h, koja se ojačava
uzdužnom armaturom i obuhvaća vilicama. Gornja armatura rubnih traka povija se na tupim kutovima ploče u
smjeru ležajne linije zbog preuzimanja momenata upetosti koji se pojavljuju na tim mjestima.
U tom području treba i vilice progustiti i voditi do ležaja u smjeru ležajne linije.
73
Kose ploče s jednim rasponom – armiranje kosih ploča
Kod uskih ploča s kutem <70° i odnosom b:l<1:2 uzdužna armatura postavlja se paralelno sa slobodnim rubovima
Poprečna armatura polaže se u srednjim područjima ploče okomito na uzdužnu armaturu, a u područjima ležaja u obliku lepeze, s tim da je na krajevima paralelna s ležajnom linijom
gornja armatura kao na prethodnom primjenu
74
Kose ploče s jednim rasponom – armiranje kosih ploča
prikladan položaj kabela za prednapinjanje za kosu ploču b=0,8L
77
Primjer
koordinatni sustav i proračunske dimenzije ploče izuzimaju se konzole iako je l/b=Ly/Lx= 1,95 možemo usvojiti da je to približno 2 pa će se
koristiti pojednostavljeni proračun po teoriji greda proračunska širina grede je usvojena 1 m
79
Primjer
određivanje širine rasprostiranja opterećenja kotačima vozila
1 slučaj - kotači na većem razmaku 2 slučaj - kotači na manjem razmaku
1 slučaj 2 slučaj
b11/2 b11/2
2
b
2
bb 111111
80
Primjer
određivanje kontinuiranog prometnog opterećenja na zamjenskom grednom nosaču
određivanje koncentriranog prometnog opterećenja na zamjenskom grednom nosaču cijele osovine svedeno na 1 m širine
s
i
b
x
ii
l
lqq