hrvatski

Trozglobni luk

Trozglobni lukovi su vrlo važni nosivi sustavi koji se koriste u različitim tipovima konstrukcija, kao što su na primjer mostovi, tvorničke hale, skladišta, hangari za avione, itd. Obično se izrađuju od armiranog betona, čelika ili drveta. U ovom radu navedeni su primjeri primjene trozglobnih lukova izrađenih od različitih vrsta materijala i za različite namjene. Trozglobni lukovi su statički određene konstrukcije. Sastavljeni su od dva diska koji mogu biti punostijeni ili rešetkasti. Diskovi su međusobno povezani zglobom, a svaki disk je zglobno vezan za podlogu. Kao konstrukcija trozglobni lukovi se primjenjuju u onim situacijama gdje postoje uvjeti za dobar prihvat vertikalnih i horizontalnih sila na ležajevima. Kod trozglobnih lukova uslijed djelovanja vertikalnog opterećenja javljaju se i horizontalne reakcije, što nije slučaj kod grednih nosača. Karakteristika trozglobnog luka je to što u njima dominira tlačna sila, dok su momenti savijanja, a samim time i progibi zanemarivi. Ova osobina omogućava izgradnju lučnih konstrukcija velikih raspona od materijala koji imaju dobru otpornost na tlak, a slabu na vlak, kao što su na primjer kamen, beton, opeka, itd. Os trozglobnog luka je krivocrtna. Oblik osi luka vrlo je bitan kod raspodjele unutarnjih sila. Kod trozglobnih lukova je uobičajeno da dominira opterećenje vlastitom težinom. Zato se oblik osi luka bira tako da momenti za dominantno opterećenje budu u svim presjecima jednaki nuli. Idealni oblik luka za jednoliko kontinurano opterećenje je kvadratna parabola, a ako je opterećenje linearna funkcija, idealni oblik luka je kubna parabola. Kod simetričnog kontinuiranog opterećenja parabolični trozglobni luk dominantno prenosi sile putem uzdužnih sila, a sporedno putem momenata savijanja i poprečnih sila. Posebno u slučaju jednolikog kontinuiranog opterećnja momenti savijanja i poprečne sile jednaki su nula. U slučaju antisimetričnih djelovanja trozglobni luk djeluje slično slobodno oslonjenoj gredi na dva oslonca gdje se pojavljuju momenti savijanja i poprečne sile, dok zakrivljeni oblik osi donosi i uzdužne sile. U radu je prikazan proračun trozglobnih lukova analitičkim i grafičkim postupkom. Riješena su četiri numerička primjera. U prvom primjeru proračunate su reakcije i sile u srednjem zglobu trozglobnog luka analitičkim i grafičkim postupkom. U drugom primjeru proveden je proračun trozglobnog luka opterećenog različitim tipovima opterećenja korištenjem kompjuterskog programa SAP. Analiza utjecaja visine trozglobnog luka i veličine unutarnjih sila, što je prikazano u trećem primjeru, provedena je na način da je razmatrano pet slučajeva u kojima je raspon luka i intenzitet opterećenja bio konstantan, a varirala se visina luka. Za svaki analizirani slučaj proračunate su reakcije i prikazani dijagrami unutarnjih sila. Na temelju ovih analiza može se zaključiti da se povećanjem visine luka povećavaju momenti savijanja i poprečne sile, a smanjuje tlačna sila, što je ilustrirano dijagramima odnosa visine luka i unutarnjih sila. U četvrtom primjeru analiziran je utjecaj tipa krivulje luka na raspodjelu unutarnjih sila. Razmatrana su dva trozglobna luka jednakog raspona, opterećena istim jednolikim kontinuiranim opterećenjem, ali različitih oblika osi luka: kružnica i kvadratna parabola. Pokazano je da se u slučaju trozglobnog luka, čija je os kvadratna parabola, dobiva znatno povoljnija raspodjela unutarnjih sila jer se opterećenje prenosi isključivo preko tlačnih sila dok su momenti savijanja i poprečne sile jednaki nula, za razliku od trozglobnog luka, čija je os kružnica, kod kojeg se za isto opterećenje javljaju sve tri komponente unutarnjih sila.

Trozglobni luk; primjena; proračun konstrukcije

nije evidentirano