Nauka o zidanim konstrukcijama

23.01.2010|

Nauka o zidanim konstrukcijama

Ciljevi

Moderne zidane konstrukcije baziraju se na dugoj tradiciji. Konstrukcije koje zaustavljaju dah svojom vitkošću te zidane, brižljivo oblikovane fasade iz razdoblja pseudoklasicizma dojmljiva su svjedočanstva te povijesti. I danas se, kao prije više tisuća godina zidne konstrukcije izrađuju slaganjem opeke u spoju. Međutim tu su iscrpljene sve sličnosti s povijesnim uzorima.

Moderne opeke i gotovi mort tehnološki su maksimalno usavršeni. Mnoštvo proizvoda povezuje kombinacija optimiranih građevinsko-fizikalnih i mehaničkih svojstava za najrazličitija područja primjene. Opeka je i dalje najčešće korišten građevinski materijal naročito u stanogradnji.

Referentni objekti

Činjenica je da su zidane konstrukcije imale uvijek sekundarnu ulogu u obrazovanju arhitekata i građevinskih inženjera-uglavnom u okvirima masivne gradnje-, što može imate svoje razloge u dugoj zanatskoj tradiciji. I tu počinje naša inicijativa:

Pripremom aktualne, dobro strukturirane dokumentacije želimo dati u jednakoj mjeri podršku pripremi i samoučenju. Pri tome ćemo opširno obraditi teme kao što su nacrti, tehnologija materijala, dimenzioniranje i konstrukcije kao i građevinsku fiziku i održivost. Kontinuirana redakcijska skrb i briga osigurat će da sadržaji budu aktualni te će se dopunjavati novim temama. Osim toga internetski portal postat će komunikacijska platforma zahvaljujući aktualnim člancima, direktnim linkovima i popisom relevantnih kontakt partnera. Viši cilj ove inicijative za zidane konstrukcije jeste motivirati i kvalificirate buduće arhitekte i inženjere za zidane konstrukcije.

Na toj bazi zidane konstrukcije će i dalje povećavati svoj potencijal u području održivih, energetski učinkovitih i trajnih konstrukcija.

Podjela

1. Uvod i sadržaj

1.1 Uvod
1.2 Sadržaj

2. Povijest

2.1 Zidovi – povijest
2.2 Zidovi – danas

3. Osnovna nacrtna načela

3.1 Strukture tlocrta i prostora
3.2 Nosivi sistemi i vanjski omotač

4. Građevinski materijali

4.1 Zidni mort i mort za žbukanje
4.2.1 Zidna opeka – pregled
4.2.2 Cigla
4.2.3 Vapnenac
4.2.4 Porozni beton
4.2.5 Lagani i normalni beton

5. Konstrukcija

5.1 Vrste zidova
5.2 Izvedba zidova
5.3 Spoj zidova
5.4 Jednostruki vanjski zidovi
5.5 Dvostruki vanjski zidovi
5.6 Podrumski zidovi
5.7 Nenosivi vanjski zidovi
5.8 Pregradni zidovi
5.9 Unutarnji zidovi

6. Dimenzioniranje

6.1 Svojstva čvrstoće zidova
6.2 Dimenzioniranje zidova prema normi DIN 1053-100
6.3 Nosivost, naprezanje, izvođenje dokaza – uvod
6.4 Pojmovi
6.5 Građevinsko-tehnička dokumentacija
6.6 Sigurnosni koncept
6.7 Čvrstoća zidova
6.8 Građevinski materijali
6.9 Pojednostavljen i točan postupak
6.10 Osnovna nacrtna načela za zidane konstrukcije
6.11 Posredovanje reznih sila i deformacija
6.12 Dimenzioniranje –dokaz graničnog stanja nosivosti
6.13 Primjeri dimenzioniranja prema konceptu sigurnosti elemenata
6.14 Dimenzioniranje prema DIN 1053-1

7. Protupožarna zaštita

8. Toplinska zaštita

8.1 Posredovanje koeficijenta toplinskog prolaza U
8.2 Zahtjevi EnEV i najmanji mogući zahtjevi prema DIN 4108-2
8.3 Zrakonepropusnost
8.4 Ljetna toplinska zaštita

9. Zvučna zaštita

10. Zaštita od vlage

11. Normiranje

11.2 Europske norme za zidane konstrukcije

2.1 Povijest zidanih konstrukcija

Stoljećima je ziđe bilo uz drvo osnovni materijal za izvedbu građevina, a zahvaljujući trajnosti ziđa većina povijesnih građevina se održala i do danas. Specifična strukturna građa ziđa i posebnost zbog dugotrajnog djelovanja opterećenja osnovne su poteškoće u analizi mehaničkog ponašanja zidanih konstrukcija. U ovom radu se opisuju mehaničko ponašanje ziđa i neki matematički modeli ponašanja. Ziđe je materijal koji se gradi naizmjeničnim polaganjem kamenih, opekarskih, betonskih i drugih blokova između nekog vezivnog materijala - morta, čime se zahvaljujući beskonačnim mogućnostima u oblikovanju zidnog bloka i načinu slaganja postižu raznovrsne strukture i teksture zidanih konstrukcija.

Slika 2.1.-1 Arhaična zidna konstrukcija u najboljem smislu primitivne tehnologije: Le Village Des Bories, Gordes, Južna Francuska

S temom zidovi povezuju se od početka korijeni građenja u njegovoj čistoj formi i očiglednosti . Kamenje skupljeno u neposrednom okolišu, grubo sortirano slagano štedljivo primitivnom tehnologijom predstavljalo je funkcionalno, konstrukcijsko i ekonomski najbolje rješenje (slike 2.1-1 do 2.1-8). Oblik je realiziran od materijala nađenog na licu mjesta i s manje kompleksnom funkcijom, konstrukcija se bazirala na učinkovitosti materijala horizontalnim povezivanjem odnosno vertikalnim slaganjem. Tako su nastajali zidovi jednostavne geometrije, površina i prostornih struktura – prelomljenih otvorima za vrata i prozore: podignuti pravokutnici u cilju smanjenja naprezanja u području nadvoja.

Slika 2.1.-2 Bores, izgrađen od slaganog kamena nađenog na licu mjesta bez morta

Try and error – empirija zanatskog umijeća te tradicionalnog iskustva određivali su pravila koja su se sve više usavršavala kao i spoznaja o zakonitostima koje je trebalo uzeti u obzir. Spoj opeke postajao je ziđe. Najprije bez morta u fugama , kasnije sa sve savršenijim vezivima. Za izjednačavanje gravirajućih tolerancija u području oslonca preuzimao je čitav niz funkcija: omotač i istovremeno nosiva konstrukcija, unutarnji i vanjski zid, podnožje i streha, u nekim regijama čak i krov. Ziđe je preuzelo zaštitu od znatiželjnih pogleda, vlage,vjetra, vrućine i hladnoće, a istovremeno u jednakoj mjeri i od vatre i buke. Stalna poboljšanja sistema naročito u pogledu precizne obrade opeke te tako istovremeno i bolje kontrole formiranja fuga omogućile su statičko, konstrukcijsko i građevinsko-fizikalno optimiranje u cilju bolje realizacije kompleksnih funkcija.

Mogućnosti unutar sistema slojevitog ustroja opeke jesu i ostaju principijelno važećim, iako s izvjesnom ograničenošću uvjetovanom specifičnostima materijala, koje su prevladale same neke visoko razvijene kulture.

Slika 2.1.-3 Jednostavna geometrija uz minimalnu kompleksnost – određuje arhitekturu i kuće i okoliša

Ovi korijeni gradnje zidanih konstrukcija, paralelno sa skeletnom gradnjom od drveta oslanjali su se primarno na prirodni kamen nađen na licu mjesta.

Principijelna alternativa prirodnom kamenu, najprije regionalno razvijena, jeste proizvodnja umjetnog kamena odnosno opeke, prvo od ilovače kasnije od pečene gline, na čijim osnovama se baziraju sve bitne inovacije zidne opeke- naravno uz suvremeno povijesni bitno mlađi razvoj na bazi plovućca, vapnenca i betona. Poboljšan transport, formatiranje po želji zatim neophodno normiranje i regulirano povezivanje čine razvojne tekovine koje sobom donose i neovisnost materijala o gradilištu, veću lakoću i jednostavnost kod rukovanje, uz naravno čitav niz ekonomskih prednosti.

U spoju s vodootpornim mortom izrađenim od pucolana, pjeskovitog vulkanskog pepela, moguće su vitke konstrukcije s poboljšanim kvalifikacijama nosivosti i građevinske fizike. Smanjenje otpora toplinskog prolaza ovog materijala višestruko nadmoćnijeg od prirodnog kamena u svakom pogledu rezultat je uspješnih eksperimenata s laganim dodacima početnom proizvodu glini, kao što su slama ili sijeno čime je ostvareno povećanje poroznost materijala i istovremeno smanjenje specifične gustoće.

Naučna istraživanja na univerzitetima, specijaliziranim stručnim institutima, ali i sama građevinska industrija omogućili su stalni razvoj i napredak kvalitete tradicionalnih materijala te razvoj novih suvremenih građevinskih materijala.

Materijal, konstrukcija i oblik mogu činiti jednu cjelinu, pa tako i osnovu za bezvremenu, esencijalnu arhitekturu. Opravdanost građevinskog objekta i materijala predstavljaju premise i gotovo etički obvezujuće zakonitosti. One također čine osnove kvalitetne arhitekture, arhitekture u idealnom smislu te riječi, arhitekture stvarnog i lijepog, arhitekture istine a ne laži, arhitekture postojanja a ne privida.

Slika 2.1- 4 Konstrukcija konzolne kupole omogućuje isključivo monolitni način gradnje

Tu činjenicu dokumentiraju obiteljske kuće u predgrađima gradova, jednako kao veliki objekti za stanovanje, upravne zgrade, uredski objekti s javnim funkcijama u centrima velikih gradova.

To jednako tako dokumentiraju i stalne inovacije u industriji građevinskih materijala, naročito u području izvođenja sila, izolacije i nepropusnosti

IZVOR: www.mauerwerksbau-lehre.de