Važna stručna napomena: Ovo je arhivski obrazovni tekst, a ne trenutna specifikacija dizajna, statički proračun, dokaz nosivosti ili uputstva za proizvodnju i montažu. Projektovanje hala, kupola, skeleta, visokih stubova, tornjeva, rudnika i cevovodnih konstrukcija zahteva ovlašćenog projektanta, geotehničke i druge autoritativne temelje, stvarne efekte, proveru stabilnosti, zamora, požara i korozije, kao i važeće propise i standarde.
Projektovanje i izvođenje čeličnih konstrukcija nije dio aktuelne javne ponude Save Kusića. Današnji fokus proizvodnje sastoji se od drveni prozori, drveni-aluminijski prozori i vrata po narudžbi.
Hale
1. Kupole. Postoje kupole kod kojih sve šipke leže na površini kupole, koje formiraju prostorne sisteme, dok se kod drugih kupole formiraju radijalnim rasporedom pojedinačnih pričvrsnih elemenata. Kupole koje su prostorne mreže mogu imati sljedeće oblike:
- Schwedlerove kupole, gdje su rebra radijalna i međusobno povezana horizontalnim gredama (sl. 1)
- Mrežaste kupole, čija se površina sastoji od mreže trouglova, bez radijalnih rebara, ali sa obuhvatnim trakama istog broja uglova (sl. 2). Ako je takva kupola zasnovana na pravilnom poligonu sa parnim brojem strana, sistem je nestabilan i neupotrebljiv bez posebne stabilizacije.
- Zimmermanove kupole, gdje postoje, slično Schwedlerovim i mrežastim kupolama, horizontalni prstenovi, ali se broj uglova na prstenovima postepeno smanjuje kako se visina prstenova povećava. Prednost Zimmermanovih kupola u odnosu na Schwedler kupole i mrežaste kupole je u tome što na uglovima donjeg dijela nastaju samo vertikalne sile, dok horizontalne sile od vjetra primaju sredine zidova u uzdužnom smjeru (sl. 3).
- Glizane ili pločaste kupole, kod kojih su, kao i kod mrežastih kupola, sve pojedinačne površine trokutaste, dok je način oslonca sličan Zimmermanovim kupolama (sl.4).
- Krovovi šatora, gde su rebra pravolinijska (sl.5).
Sl. 1, 2, 3, 4 respektivno
Sl.5
2. Sportske dvorane. Konstrukcija sportskih dvorana određena je oblikom borilišta i rasporedom sedenja. Stubovi se izbjegavaju, tako da posmatrači imaju jasan pogled na cijelu unutrašnjost.
3. Izložbene hale. U slučaju izložbenih hala koristi se pravokutna osnova, tako da je raspored pričvrsnih elemenata najjednostavniji. Ponekad su predviđeni unutrašnji stubovi, ali postoji veća sloboda u raspodeli prostora ako nema stubova u sali.
4. Radioničke hale. Projekt čelične konstrukcije za radioničku halu nastaje suradnjom operativnog stručnjaka, projektanta dizalica i projektanta čelične konstrukcije. Specijalista za pogone određuje dimenzije osnove i razmak stubova prema rasporedu mašina i planu rada. Određuje i ispunu zidova, krovnog pokrivača kao i metode temelja, prema mišljenju stručnjaka za građevinarstvo. Projektant dizalica određuje vlastitu težinu kolica i dizalica, razmake među kotačima i najnepovoljnije pritiske kotača. Projektant čelične konstrukcije na osnovu podataka eksperata za rukovanje i projektanta dizalica određuje noseću konstrukciju hale. Nosači dizalice trebaju biti što je moguće čvršći i po potrebi izvedeni s prevjesom, tako da prilikom prolaska teško opterećene dizalice, kranska šina ima horizontalni položaj, te se tako može odabrati relativno mali motor dizalice.
5, Hale u obliku pile. Hale u obliku pile se uglavnom grade kada je potrebno ravnomjerno osvjetljenje i izbjegavati direktan prodor sunčeve svjetlosti u unutrašnjost hale. Ovo je posebno važno u proizvodnim i skladišnim halama tekstilne industrije. Rezani krovovi imaju gole zastakljene površine60o tome90o, dok nagib masivne površine iznosi30o. Zastakljena površina se postavlja na stranu gdje nema sunca, odnosno prema sjeveru. Prilikom projektovanja piljenog krova treba voditi računa o čitavom nizu pitanja čije je rješenje mjerodavno mišljenje investitora, a to su: krovni pokrivač može biti izrađen od lakih montažnih ploča ili crijepa na drvenoj podlozi, piljeni pričvršćivači mogu biti rešetke (sl.6), okviri sa tri spojnice (sl.7), ili okviri na dva spoja sa zatezanjem (sl8). Rešetkasto rješenje ima najmanju težinu, ali imaju nedostatak što se rešetka lijepi, npr. u tekstilnoj industriji zadržavaju vuneno vlakno. Ukoliko se želi imati što manje stubova u unutrašnjosti objekta, u obje krovne ravni se može primijeniti rješenje sa rešetkama velikog raspona, koje se međusobno podupiru i na krajevima su oslonjene na rešetkaste nosače.
Sl. 6
Sl. 7
Sl. 8
Konstrukcije za kućice za čamce
Konstrukcije nad podestom nose viseće okretne dizalice. Koriste se za grubu montažu plovila za pomorski i riječni promet. Ovim konstrukcijama konkuriraju visokookretne dizalice i kablovske dizalice. Na sl. 9 prikazuje strukturu na navozu Nordseewerke Emden. Težina 3000 t, izgrađeno 1912.
Sl. 9
Čelične skeletne konstrukcije
Čelična skeletna konstrukcija je konstrukcija sa više spratova, čiji stubovi, oslonci i nosači od čelika sami prenose na temelj opterećenja od sopstvene težine drugih materijala, kao i korisna opterećenja. Vanjski i unutrašnji zidovi služe samo za zatvaranje prostora. Pored sopstvene težine i korisnog opterećenja, čelični skelet prima pritisak vetra na zgradu, u uzdužnom i poprečnom pravcu.
Skeletne konstrukcije uglavnom imaju takav oblik da stubovi i grede formiraju poprečne okvire. Ovi okviri imaju približno jednak razmak između sebe u uzdužnom smjeru zgrade i povezani su uzdužnim osloncima. Okviri mogu imati dva ili tri stupa. Veze podkonstrukcije sa stubovima mogu biti krute ili šarke.
Da bi se zgrada uzdužno učvrstila, vertikalne spojnice postavljaju se u polja bez prozora (sl.10), ili su svi oslonci vanjskih zidova čvrsto povezani sa stupovima tako da se stvara okvirna konstrukcija s brojnim čvorovima (sl.11).
Sl. 10
Sl.11
Izbor materijala za stropove, unutrašnje i vanjske zidove je od presudne važnosti za ekonomičnost i svrsishodnost rješenja. Ti materijali moraju imati termo i zvučno izolacijski učinak, moraju biti lagani i otporni na atmosferske utjecaje, moraju štititi čelične zidove od požara, hrđe i kondenzacije. Plafoni se izrađuju od betona sa običnom ili ukrštenom armaturom ili od montažnih betonskih delova.
Mogućnost primjene čeličnih skeletnih konstrukcija je veoma raznolika. Koriste se u izgradnji visokih i poslovnih zgrada, hotela i mnogih industrijskih postrojenja, a imaju mnoge prednosti u odnosu na druge metode gradnje. Visoka čvrstoća čelika dovodi do relativno malih dimenzija nosećih elemenata. Budući da zidovi ovdje ne sudjeluju u nošenju opterećenja, mogu biti jednake debljine na svim etažama. Vrijeme potrebno za izradu čeličnog kostura je kratko, montaža se može obaviti po bilo kojem vremenu. Promjene na konstrukciji mogu se lako izvršiti tokom montaže, pa čak i nakon preuzimanja objekta, bez ugrožavanja sigurnosti objekta. Slijeganje tla se lako može izjednačiti podizanjem stubova bez prekida rada samog objekta.
U ovakvim konstrukcijama koriste se laki materijali za plafone i zidove, a sama noseća konstrukcija je takođe lagana, tako da je ukupna sopstvena težina objekta relativno mala. Kao rezultat toga, troškovi finansiranja su niski. Mogu se lako demontirati, pri čemu se pojedinačni čelični dijelovi mogu djelomično ponovo koristiti.
Visoki stubovi i kule
Visoki stubovi i tornjevi su visoke i vitke konstrukcije, relativno lagano opterećene, za koje je čelik posebno pogodan materijal.
1. Stubovi za rasvjetu. Radi ujednačenog osvjetljenja što većih površina, posebno u zoni željezničkih objekata i rudnika, postavljaju se stubovi visine 25 do 40m. Na vrhu se nalazi platforma na kojoj su postavljene rasvjetne instalacije. Da bi se omogućila popravka ovih instalacija, predviđeni su penjači (sl. 12), ugaoni pojasevi, dijagonale i horizontale su izrađene od uglova. Obračun je napravljen kao za konstrukcije u građevinarstvu.
Sl. 12
2. Stubovi za tramvajsku mrežu. S obzirom na način zatezanja nosećeg užeta, potreban je jednak otpor na savijanje u odnosu na sve horizontalne ose. U zavisnosti od visine, debljina lima se kreće od 8 do 10 mm.
3. Stubovi za električnu željezničku mrežu. Njihova visina varira od 8 do 16 m. Visina zavisi od raspona, a time i od strelice potpornog užeta, koji može ležati okomito ili koso na provodnik (sl. 12). Presjek, koji je pravougaoni na dnu i kvadratni na vrhu, trebao bi biti što manji. Korisno je vezati dijagonale iz uglova direktno na pojaseve, bez čvorovanih listova. Svaki kutni pojas ima na donjem kraju noseću ploču, a cijeli stup počiva na zajedničkom temelju za sva četiri pojasa. Stub je pričvršćen za temelj betonskim anker vijcima.
4. Stubovi dalekovoda. U slučaju važnih visokonaponskih dalekovoda, stubovi se izrađuju gotovo isključivo od čelika. Njihova visina zavisi od slobodnog raspona, rasporeda konzola, materijala i dozvoljenih napona, provodnika i zaštitnog užeta na stubu, kao i od uslova opterećenja. Broj sistema naizmenične struje koji se prenose preko polova je takođe od uticaja. U zavisnosti od namene razlikuju se sledeće vrste stubova: noseći stubovi za nošenje provodnika u pravcu (sl. 13), ugaoni stubovi sa prelomima trase za prihvatanje horizontalnih komponenti provodnika, zatezni stubovi (sl. 13), spojni ili razdvojeni stubovi, ili razdelni stubovi koji se koriste za spajanje provodnika. upute.
Sl. 13
Stub gotovo uvijek ima kvadratni presjek i sastoji se od više dijelova po visini. Pojasevi i dijagonale se prave iz uglova. Kako bi se povećala čvrstoća na izvijanje, pojasevi se nakon montaže djelomično pune betonom. Spajanje dijagonala i pojaseva se izvodi, ako je to konstruktivno moguće, bez nodalnih limova. Manji stupovi, posebno potporni, usidreni su za drvene pragove koji su ukopani 3 m. Visoki stubovi se postavljaju isključivo na jedan betonski blok temelj.
Mines
Za objekte površinskog kopanja primenjuju se stručni termini, od kojih su najvažniji objašnjeni na sl. 14. Glavni dio izvoznog tornja rudnika je toranj za navođenje. Visina tornja zavisi od visine ulaznog prizemlja iznad terena, od dužine korpe, od dužine prolaza, od visine branika i visine pada između branika i hvataljki.
Sl. 14.1.
Sl. 14.2.
Tokom godina razvijeni su određeni oblici izvoznih stubova, u zavisnosti od položaja pogonske mašine prema tornju. Ako pri jednostavnoj vožnji, odnosno kada postoji jedna korpa koja ide gore i jedna koja se spušta, korpe vise jedna do druge, gledano sa strane pogonske mašine, onda oba valjka mogu ležati jedan do drugog na istoj platformi i tada je toranj jednospratni. Na sl. 15 prikazuje rješenje sa četiri valjka jedan pored drugog.
Sl. 15
Ako korpe vise jedna iza druge, valjci moraju ležati jedan iznad drugog tako da je toranj na dva sprata (sl. 16). I sa duplom kulom, kad četiri korpe leže jedna do druge. gledano sa pogonske mašine, sva četiri valjka mogu ležati jedan pored drugog na jednokatnom tornju (sl. 15).
Ako se, međutim, gledajući iz mašine, četiri korpe postavljaju jedna iza druge, jedna mašina se mora postaviti na suprotne strane tornja, a toranj je rešen kao dvospratna konstrukcija sa raširenim donjim delom (sl. 17). Tek kada nema dovoljno prostora u blizini okna da se kućište motora smjesti uz toranj, pogonski motor se postavlja na sam toranj.
Površinski objekti rudnika pored izvoznih tornjeva mogu uključivati hale pored šahtova i praonice u kojima se prerađuje ugalj. Projektovanje ovih objekata zahtijeva saradnju projektanta čelične konstrukcije sa kompanijom koja isporučuje opremu. U principu, ovi objekti se ne razlikuju od ostalih čeličnih konstrukcija, osim što zahtijevaju stalno prilagođavanje konstrukcije mehaničkoj opremi. U jednoj radioničkoj sali, na primjer, može se smatrati da su svi okviri jednaki, što je, međutim, rijetkost u rudničkoj sali ili praonici.
Sl. 16
Sl. 17
Konstrukcije cijevi
Cev je najpovoljniji poprečni presek za presovanu šipku, koja je podjednako oslonjena u svim pravcima. Uz to, cijevima se može postići najmanja debljina zida. U svim ostalim presjecima ova debljina je više ograničena lokalnom nestabilnošću nego u slučaju cilindrične cijevi. Cijevi su posebno neosjetljive na opasnost od uvrtanja, što nije slučaj s drugim dijelovima čeličnih konstrukcija. Pored ovih statičkih prednosti cijevi, njihov nedostatak je i nepovoljan oblik za prijem momenata savijanja, kao i otežano spajanje debljih cijevi pod kutom.
Cijevi se mogu izraditi ili od savijenih limova sa zavarenim uzdužnim šavom ili kao bešavne rolne. U oba slučaja cijena cijevi je viša od cijene profila, s obzirom na poteškoće u izradi. Iz ovih razloga, cijevne konstrukcije su konkurentne samo uz odgovarajuće smanjenje težine materijala. Cijevi se posebno koriste kao stubovi zgrada, ako su opterećene samo normalnim silama. Cijevi se također koriste za stubove podvožnjaka i podzemnih konstrukcija. Sada se često koriste za izradu skela. Kako bi se spriječila unutrašnja korozija, svi spojevi i spojevi, kao i krajnje cijevi, trebaju biti potpuno zabrtvljeni.
Napomena o primeni: Istorijski primeri, dimenzije, tipologije i tvrdnje o ekonomičnosti ili praktičnosti sistema ne smeju se koristiti kao zamena za važeće standarde, uslove gradilišta, tehničke karakteristike materijala i opreme ili stručnu proveru specifične konstrukcije.