contributii privind conceptia si proiectarea cladirilor...

207
UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI TECHNICAL UNIVERSITY OF CIVIL ENGINEERING BUCHAREST Bd. Lacul Tei 124 * Sect. 2 RO-020396 * Bucharest 38 ROMANIA Tel.: +40-21-242.12.08, Tel./Fax: +40-21-242.07.81, www.utcb.ro CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR CIVILE MULTIETAJATE AMPLASATE IN ZONA ORIENTULUI MIJLOCIU DOCTORAND: Ing. NABIEL ABDULKALIQ SALIH CONDUCATOR STIINTIFIC: Prof.univ.dr.ing. MIHAI VOICULESCU BUCURESTI 2011

Upload: others

Post on 31-Aug-2019

13 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI TECHNICAL UNIVERSITY OF CIVIL ENGINEERING BUCHAREST

Bd. Lacul Tei 124 * Sect. 2 RO-020396 * Bucharest 38 ROMANIA Tel.: +40-21-242.12.08, Tel./Fax: +40-21-242.07.81, www.utcb.ro

CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR CIVILE MULTIETAJATE AMPLASATE IN ZONA

ORIENTULUI MIJLOCIU

DOCTORAND: Ing. NABIEL ABDULKALIQ SALIH

CONDUCATOR STIINTIFIC: Prof.univ.dr.ing. MIHAI VOICULESCU

BUCURESTI 2011

Page 2: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CUPRINS:

CAPITOLUL 1

STADIUL ACTUAL PRIVIND ACTIUNILE AVUTE IN VEDERE LA

PROIECTAREA CLADIRILOR IN ORIENTUL MIJLOCIU

1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI . GENERALITATI . CLASIFICARE .

ROLUL PROIECTANTULUI

1.2. INCARCARI PERMANENTE SI DIN EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR

1.2.1 INCARCARI PERMANENTE

1.2.2. INCARCARI DATE DE EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR (UTILE)

1.3. ACTIUNEA SEISMICA

1.3.1. GENERALITATI

1.3.2. CARACTERISTICI ALE MISCARII SEISMICE A TERENULUI

1.3.3. RASPUNSUL SEISMIC AL STRUCTURILOR

1.3.4. EFECTE ALE INTERACTIUNII TEREN-STRUCTURA (ITS)

1.3.5. ACTIUNEA SEISMICA DE NORMATIV

1.4. ACTIUNEA VANTULUI

1.4.1. GENERALITATI

1.4.2. STADIUL ACTUAL PRIVIND DEFINIREA ACTIUNII VANTULUI PE

CLADIRI DIN ORIENTUL MIJLOCIU

1.4.2.1. INTRODUCERE

1.4.2.2. PARAMETRII SI STRUCTURA VANTULUI

Page 3: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 2

STABILIREA UNUI SISTEM DE EXIGENTE SI CRITERII DE

PERFORMANTA SPECIFICE CLADIRILOR MULTIETAJATE

2.1. ASPECTE PRIVIND MASURILE ARHITECTURALE IMPUSE DE SIGURANTA

UTILIZATORILOR CLADIRILOR INALTE

2.1.1. CONSIDERATII GENERALE

2.1.2. REGLEMENTARI TEHNICE SPECIFICE

2.1.3. ELEMENTE FUNCTIONALE SI CONCEPTUL DE SIGURANTA

GLOBALA

2.1.4. ASPECTE PSIHO-SOCIALE

2.1.5. PROGRAME DE ARHITECTURA SPECIFICE BIROURILOR

2.1.6. CERINTE PRIVIND SPATIUL

2.1.7. POSIBILITATI DE EXTINDERE

2.1.8. DISPUNEREA LOCURILOR DE MUNCA

2.1.9. PROGRAME DE ARHITECTURA PENTRU HOTELURI

2.1.10. CONCEPTUL GLOBAL DE SIGURANTA IN UTILIZARE

2.2. IMPLICATII ARHITECTURALE ALE EXIGENTELOR DE SIGURANTA A

UTILIZATORILOR

2.2.1. ASPECTE GENERALE

2.2.2. ABORDAREA EXIGENTELOR DE SIGURANTA A UTILIZATORILOR

2.2.3. CONDITII DE SIGURANTA LA FOC

2.2.4. RISCURI DE IZUCNIRE A INCENDIILOR

2.2.5. AMPLASARE SI CONFORMARE

2.2.6. DURABILITATEA CLADIRII IN CAZ DE INCENDIU

2.2.7. COMPARTIMENTARI ALE CLADIRILOR

2.2.8. SPATII TEHNICE

2.2.9. INCHIDERI EXTERIOARE PERIMETRALE

2.2.10. SIGURANTA IN UTILIZARE

2.3. CERINTE SPECIFICE PRIVIND REZISTENTA SI STABILITATEA

2.4. PERFORMANTE SEISMICE

Page 4: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

2.5. MECANISMUL STRUCTURAL DE DISIPARE A ENERGIEI SEISMICE

2.6. DUCTILITATEA LOCALA

2.7. CERINTELE DE DUCTILITATE LA NIVEL DE ELEMENT SI DE ANSAMBLU

STRUCTURAL

2.8. EVITAREA RUPERILOR CU CARACTER CASANT

2.9. LIMITAREA DEGRADARILOR NESTRUCTURALE

CAPITOLUL 3

SOLUTII CONSTRUCTIVE SI TEHNOLOGICE PENTRU STRUCTURILE

CLADIRILOR DIN ORIENTUL MIJLOCIU

3.1. ASPECTE GENERALE

3.2. STRUCTURI METALICE, DIN BETON ARMAT SI MIXTE

3.2.1. CONSIDERATII GENERALE

3.2.2. STRUCTURI DIN ELEMENTE COMPUSE

3.2.3 PRINCIPII DE ALCATUIRE CONSTRUCTIVA

3.3. SISTEME CONSTRUCTIVE ORIZONTALE - PLANSEE

3.3.1. STRUCTURI DE PLANSEE DIN BETON ARMAT

3.3.2. STRUCTURI DE PLANSEE CU GRINZI METALICE

3.4. SISTEME CONSTRUCTIVE VERTICALE

3.4.1. STALPII

3.4.2. PERETII STRUCTURALI DIN BETON ARMAT

3.4.3. TIRANTI VERTICALI

3.4.4. GRINZILE DE TRANSFER

3.4.5. SISTEMELE SUSPENDATE

3.5. SELECTAREA SOLUTIILOR PENTRU ANSAMBLUL STRUCTURAL

3.5.1. STRUCTURI IN CADRE DUCTILE REZISTENTE LA MOMENT

INCOVOIETOR

3.5.2. STRUCTURI CU CADRE DIN BETON ARMAT

3.5.3. STRUCTURI CU CADRE METALICE

Page 5: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

3.5.4. STRUCTURI TUBULARE

3.5.5. STRUCTURI MIXTE DIN OTEL SI BETON

3.5.6. CADRE CONTRAVANTUITE DIN BETON

3.5.7. CADRE DIN BETON AVAND CONTRAVANTUIRI DIN OTEL

3.5.8. SISTEME COMBINATE

3.5.9. SISTEME CU MAI MULTE TUBURI

3.5.10. SISTEME STRUCTURALE CU MIEZURI INTERACTIVE

3.5.11. STRUCTURI IN CONCEPTII NOI

3.6. ASPECTE CONCEPTUALE ALE STRUCTURILOR PENTRU CLADIRI DIN

ORIENTUL MIJLOCIU

CAPITOLUL 4

METODOLOGII SI MODELE DE CALCUL PENTRU CLADIRI DIN

ORIENTUL MIJLOCIU

4.1. METODE DE PROIECTARE ANTISEISMICA A STRUCTURILOR

4.1.1. GENERALITATI

4.1.2. METODA “A” (METODA DE PROIECTARE CURENTA)

4.1.3. METODA “B” (METODA BAZATA PE CONSIDERAREA

PROPRIETATILOR DE DEFORMARE A STRUCTURII)

4.1.4. METODA “C” (METODA SPECTRELOR SEISMICE DE RASPUNS

INELASTIC)

4.1.5. METODA DE CORELARE INTRE DEPLASARILE ABSOLUTE DE

NIVEL PENTRU SISTEMUL CU MAI MULTE GRADE DE LIBERTATE

DINAMICA SI SPECTRELE DE DEPLASARE LINIARE (Sd,L) SI

NELINIARE(Sd,NL)

4.1.6. ASPECTE PRIVIND FOLOSIREA SPECTRELOR DE ACCELERATII,

Sa, PENTRU CALCULUL FORTEI TAIETOARE DE BAZA

4.2. MODELAREA COMPORTARII STRUCTURALE DE ANSAMBLU

4.2.1. MODELE DE CALCUL PLANE

Page 6: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.2.2. MODELE DE CALCUL SPATIALE

4.2.2.1. TORSIUNEA GENERALA

4.2.2.2 MODELE DE CALCUL CONDENSATE

4.2.2.3 DEFORMABILITATEA PLANSEELOR

4.2.2.4. MODELAREA ELEMENTELOR NESTRUCTURALE

4.2.3. REZISTENTELE MATERIALELOR

4.2.4. MODELELE HISTERETICE LA NIVEL DE SECTIUNE

4.3. MODELAREA ACTIUNII SEISMICE

4.3.1 FORTA SEISMICA CONVENTIONALA CONFORM NORMATIVULUI

P100/1-2006

4.3.2. MODELAREA ACTIUNII SEISMICE CORESPUNZATOARE

METODELOR DE CALCUL DE TIP B DL (DINAMIC LINIARE) SI DNL (DINAMIC

NELINIARE)

4.4. INTERPRETAREA REZULTATELOR CALCULELOR SEISMICE

STRUCTURALE

4.4.1. RASPUNSURI SEISMICE CORESPUNZATOARE METODELOR DE

TIP A - SL (STATIC LINIARA)

4.4.1.1 RASPUNSURI SEISMICE PENTRU SISTEMUL

STRUCTURAL

4.4.1.2. RASPUNSURI SEISMICE PENTRU SUBSISTEMELE

STRUCTURALE

4.4.1.3. RASPUNSURI SEISMICE LA NIVEL DE ELEMENTE

STRUCTURALE

4.4.2. RASPUNSURILE SEISMICE CORESPUNZATOARE METODELOR

DE TIP “B” - DINAMIC NELINIARE (DNL)

4.4.2.1. MDEI (MECANISMUL DE DISIPARE DE ENERGIE PRIN

DEFORMATII POSTELASTICE IMPUS DE PROIECTANT: APARITIA

AP (ARTICULATIILOR PLASTICE) IN ZONELE IMPUSE DE

PROIECTANT

4.4.2.2. CERINTE DE DUCTILITATE

Page 7: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.4.2.3 DEPLASARILE MAXIME DE NIVEL (Ui), DEPLASARILE

RELATIVE DE NIVEL (i),DEFORMATIILE UNGHIULARE DE NIVEL

(i)

4.4.2.4. DEGRADAREA DE RIGIDITATE

4.4.2.5. BILANTUL ENERGETIC

4.4.2.6. CURBELE HISTERETICE PE ELEMENTE SI CURBELE P-

4.4.2.7. EFORTURI SECTIONALE PENTRU SISTEMUL

STRUCTURAL, SUBSISTEME SI ELEMENTE STRUCTURALE

4.4.2.8. MARIMILE CINEMATICE

CAPITOLUL 5

COMPORTAREA PEREŢILOR STRUCTURALI DIN ZIDARIE LA SEISME

PUTERNICE

5.1. ASPECTE CU CARACTER GENERAL. COMPORTAREA MATERIALELOR

COMPONENTE: CĂRĂMIZI ŞI MORTAR

5.2. COMPORTAREA PEREŢILOR STRUCTURALI DE ZIDARIE

5.2.1. INFLUENŢA ALCĂTUIRII STRUCTURALE

5.2.2. INFLUENŢA ELEMENTELOR NESTRUCTURALE DIN ZIDĂRIE

5.3. METODOLOGIE DE INVESTIGARE A CLĂDIRILOR EXISTENTE CU

STRUCTURA DIN ZIDARIE

5.3.1. GENERALITĂŢI

5.3.2. ÎNCERCĂRI NEDISTRUCTIVE PENTRU DETERMINAREA

CARACTERISTICILOR MECANICE ALE PEREŢILOR PORTANŢI DE

ZIDĂRIE

5.3.3. ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR ÎNCERCĂRILOR

5.4. MODUL DE CONLUCRARE, A CADRELOR DIN BETON ARMAT CU

ZIDĂRIA, ÎN CAZUL SEISMELOR

Page 8: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 6

ASPECTE PRIVIND COMPORTAREA CLADIRILOR LA TASARI INEGALE

SI DIFERENTE DE TEMPERATURA

6.1. COMPORTAREA STRUCTURILOR DE CLADIRI LA DIFERENTE DE

TEMPERATURA

6.1.1. ASPECTE PRIVIND ORGANIZAREA STUDIULUI

6.1.2. ASPECTE PRIVIND RASPUNSURILE STRUCTURALE OBTINUTE

6.2. COMPORTAREA STRUCTURILOR DE CLADIRI LA TASARI INEGALE SAU

CEDARI DE REAZEME

6.2.1. ASPECTE PRIVIND ORGANIZAREA STUDIULUI

6.2.2. ASPECTE PRIVIND RASPUNSURILE STRUCTURALE OBTINUTE

CAPITOLUL 7

CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE

Page 9: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 1

STADIUL ACTUAL PRIVIND ACTIUNILE AVUTE IN VEDERE LA

PROIECTAREA CLADIRILOR MULTIETAJATE DIN ORIENTUL MIJLOCIU

1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE.

ROLUL PROIECTANTULUI

Constructiile, in general, sunt supuse unor actiuni cauzate fie de factori naturali

(incarcari sau actiuni de provenienta geofizica), fie provocate sau rezultate ca urmare a

unor actiuni umane (functionalitatea sau exploatarea constructiilor, modul de alcatuire si

realizare al acestora, etc). Cladirile multietajate din orientul mijlociu se incadreaza

evident, din acest punct de vedere, in ansamblul constructiilor.

O clasificare a actiunilor ce pot afecta cladirile ar putea fi facuta la nivel general

astfel:

1. incarcari de provenienta naturala

2. incarcari de provenienta umana

3. incarcari accidentale, extraordinare sau catastrofale

Conceptia proiectantului, care trebuie sa tina seama de toti acesti factori mentionati

mai sus, ii poate si influenta, actionand asupra diferitelor categorii de incarcari.

Astfel, asupra functionalitatii si exploatarii cladirii se poate actiona prin alegerea si

determinarea cat mai corecta a tuturor functiunilor prevazute.

Cu privire la alcatuire, rolul proiectantului este determinant. Alegerea materialelor

de constructie influenteaza direct incarcarile permanente, care - la randul lor - au o

influenta directa asupra cladirii si a structurii de rezistenta.

Rolul proiectantului este important insa si in ceea ce priveste incarcarile de

provenienta naturala. In acest caz rolul proiectantului se manifesta printr-o corecta alegere

a amplasamentului precum si prin corelarea formei cladirii si a materialelor utilizate cu

factorii naturali de mediu ce pot actiona asupra acesteia. Astfel incarcarile seismice sunt

direct proportionale cu incarcarile gravitationale sau pot fi influentate de anumite rezolvari

constructive ale fundatiilor sau chiar ale cladirilor propriu zise: incarcarile date de actiunea

vantului sunt corelate cu forma si natura suprafetelor expuse etc.

Page 10: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Toate aspectele mentionate mai sus trebuie sa fie avute in vedere in conturarea si

precizarea conceptiei de alcatuire si realizare a cladirilor din orientul mijlociu, fiind incluse

si conditionate de contextul general de exigente si criterii functionale, ca si de

performantele calitative impuse. Toate acestea, evident corelate si cu eficienta economica

globala a solutiilor adoptate.

O propunere de clasificare a incarcarilor si actiunilor ce pot afecta o cladire din orientul

mijlociu (la un nivel ceva mai detaliat) ar putea fi facuta astfel:

incarcari ce provin din cauze naturale: incarcari de natura climatica (actiunea

vantului, actiunea diferentelor de temperatura, actiunea precipitatiilor, actiunea

presiunii pamantului sau a apei subterane), incarcari de natura seismica (actiunea

cutremurelor), actiunea focului;

incarcari ce provin din natura materialelor utilizate: incarcari permanente

gravitationale, contractia si curgerea lenta, eventuala forta de precomprimare,

actiunea eventualelor agresivitati fizice sau chimice;

incarcari ce provin din exploatarea cladirii: incarcari utile, temporare- statice,

incarcari utile, semitemporare - statice, incarcari dinamice provenind din

functionarea unor utilaje sau masini, incarcari dinamice indirecte provenite din

posibilele vecinatati (trepidatii din mijloace de transport, boom sonic,etc);

incarcari accidentale, extraordinare sau catrastofale: explozii in interiorul cladirii,

explozii exterioare, socuri produse prin lovirea cu un corp exterior dur in miscare

(masini, avioane etc), actiunea unor eventuale inundatii.

O clasificare mult mai complexa gasita si in literatura de specialitate poate fi

urmatoarea:

1. actiuni geofizice:

1.1. gravitationale:

- utile (birouri, locuinte, publice, administratie)

- permanente

1.2. electromagnetice, nucleare, curenti slabi

1.3. seismice

1.4. climatice (apa, vant, zapada, ploaie, praf, curgere lenta, variatii de

temperatura, variatii de umiditate)

Page 11: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

2. efecte umane

2.1. eforturi interne: restrangeri de volum: precomprimarea, neregularitati,

reziduale,

2.2. dinamice (variabile in timp) intamplatoare (explozii, etc)

1.2. INCARCARI PERMANENTE SI DIN EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR

1.2.1 INCARCARI PERMANENTE

Problema incarcarilor permanente este in general aceiasi la cladirile din orientul

mijlociu ca si la toate celelalte tipuri de cladiri din lume. Aceasta in ceea ce priveste

natura si provenienta lor. Un aspect aparte, in cazul cladirilor din orientul mijlociu, este

problema cuantumului acestor incarcari, a marimii lor totale. Datorita inaltimii cladirilor

respective aceste incarcari, provenite din greutatile proprii ale elementelor de constructii

utilizate, pot capata diverse valori, conducand - in consecinta - si la dimensionarea

corespunzatoare a elementelor structurii de rezistenta. In aceasta situatie pentru a nu se

ajunge la dimensiuni de stalpi, de exemplu, sau de pereti structurali de beton armat,

incompatibile cu posibilitatile oferite de suprafetele in plan a etajelor inferioare ale cladirii,

apar necesare doua directii de actiune pentru proiectant, si anume:

reducerea greutatii totale, prin utilizarea unor elemente de constructii realizate din

materiale cu greutati specifice reduse

utilizarea unor materiale cu rezistente superioare

Sunt de evitat zidariile grele, panourile grele prefabricate din beton, termoizolatiile

grele, etc. Peretii interiori nestructurali (compartimentarile), trebuie de asemenea sa fie

realizati din materiale usoare. Pardoselile, tavanele suspendate, panourile de inchidere a

zonelor de instalatii, ca si elementele de instalatii propriu zise trebuie de asemenea

realizate cu greutati proprii minime.

Practica arata ca greutatile specifice normate ale diferitelor materiale sau produse

nu corespund intotdeauna. Abaterile dimensionale sunt un fenomen frecvent in constructii.

Toate acestea pot da variatii ale greutatii reale cu 10-15%. Modul de executie propriu

zis, poate influenta de asemenea volumul total, dimensiunile si, respectiv, totalitatea

incarcarilor gravitationale.

Page 12: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

1.2.2. INCARCARI DATE DE EXPLOATAREA CONSTRUCTIILOR (UTILE)

Incarcarile utile ale unei cladiri din orientul mijlociu rezulta din functionabilitatea

cladirii.

O parte din incarcarile utile sunt incarcari temporare, respectiv incarcarile provenite

din functionalitatea principala a cladirii respective. Pe baza experientei statistice,

incarcarile utile sunt normate, prevazute in prescriptiile tehnice si difera de la o functiune

la alta. In cazul cladirilor din orientul mijlociu in general pot sa apara urmatoarele functiuni

principale: locuinte, hoteluri, birouri, banci, spitale

Ca functiuni adiacente, in anumite zone, mai pot fi: magazine, restaurante, bufete,

librarii, biblioteci, spatii pentru servicii publice, spatii pentru adunari, sedinte, consilii, spatii

pentru anumite festivitati.

La etajele inferioare pot sa mai apara: super marketuri, sali de spectacol, garaje,

parcaje, ateliere functionale.

Pe langa aceste incarcari corespunzatoare functiunii sau functiunile principale ale

cladirii, in anumite zone apar alte valori pentru incarcari posibile. Astfel in zonele de

circulatie, pe scari, anumite spatii unde sunt posibile aglomerari, se prevad valori sporite

ale incarcarilor utile.

Tot in categoria incarcarilor utile intra si incarcarile cvasipermanente, provenite din

incarcarea cladirii respective cu anumite utilaje, echipamente, mobilier fix.

In fine, tot in cadrul incarcarilor utile, dar cu actiune dinamica, intra incarcarile date

de anumite utilaje sau echipamente in miscare (lifturi, etc).

Incarcarile utile au valori normate pentru situatiile cand ele actioneaza direct asupra

unor parti de constructii. In cazul in care anumite elemente sau subansambluri de la

diferite niveluri si in diferite zone astfel de incarcari nominale, normate,se constata ca

exista o extrem de mica probabilitate a simultaneitatii lor la valorile maxime considerate.

Pe de alta parte aceleasi consideratii cu privire la posibilitatea unei simultaneitati se

pune si in cazul existentei unor etaje suprapuse. Ori in cazul cladirilor din orientul mijlociu,

cladiri cu un numar mare de etaje, considerarea corecta a simultaneitatii incarcarii etajelor,

respectiv a procentului de reducere a acestor incarcari functie de numarul de etaje este

deosebit de importanta.

Page 13: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

De mentionat ca incarcarile utile se considera uniform distribuite in diferite zone

functionale specifice; incarcarile concentrate nu se iau in calcul decat pentru anumite

utilaje definitiv pozitionate (de exemplu lifturi).

1.3. ACTIUNEA SEISMICA

1.3.1. GENERALITATI

Actiunea seismica asupra structurilor are trasaturi care o disting de celelalte tipuri

de actiuni, ea fiind legata atat de caracteristicile nestationare ale unor miscari puternice

ale terenului cu o mica probabilitate de producere, cat si de proprietatile dinamice ale

structurilor, inclusiv interactiunea teren-structura.

Faptul ca din motive economice, fortele de calcul la cutremur sunt, pentru

constructii cu destinatii obisnuite, cu mult mai mici decat fortele maxime de inertie care ar

putea fi induse in structura daca aceasta ar ramane in domeniul liniar elastic face ca la

seisme puternice elementele structurale sa sufere deformatii depasind limita elastica,

raspunsul seismic efectiv fiind inelastic.

Deci actiunea seismica este produsa de fenomene cu caracter aleator si

corespunde unui raspuns al structurii dinamic si inelastic.

Cutremurele tectonice care afecteaza teritoriul Irakului, sunt vibratii ale terenului

produse de o eliberare brusca a energiei de deformatie acumulate in crusta sau in partea

superioara a mantalei terestre.

Energia eliberata brusc din focar se propaga sub forma de unde seismice.

Fenomenul tectonic genereaza direct unde de adancime, care pot fi de tip

longitudinal sau de dilatatie (numite unde primare P) si de tip transversal sau de forfecare

(numite unde secundare S).

In Irak focarele se afla fie la o adancime intermediara fie la suprafata.

Undele de adancime se transmit din focar cu viteze care cresc cu adancimea.

Undele P au viteze de cca. 5-13 km\s, iar undele S de cca. 3-8 km\s.

Prin reflectarea la suprafata terenului a undelor de adancime se produc unde de

suprafata, de tip Rayleigh, longitudinal (unde R) si de tip Love, transversal (unde L), ale

Page 14: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

caror amplitudini scad exponential cu adancimea. Vitezele undelor de suprafata sunt cu

cca. 10% mai mici decat cele ale undelor S.

Miscarea terenului intr-un anumit punct ca rezultat al contributiilor diferitelor tipuri

de unde poate fi definita prin trei componente de translatie si trei componente de rotatie,

pe trei directii perpendiculare. In general componentele de rotatie ale miscarilor seismice

pot fi neglijate, iar miscarea este redata prin doua componente in plan orizontal pe directii

perpendiculare si printr-o componenta verticala.

1.3.2. CARACTERISTICI ALE MISCARII SEISMICE A TERENULUI

Pentru definirea parametrilor miscarii seismice care se manifesta intr-un anumit

amplasament, de la suprafata terenului sunt avute in vedere urmatoarele caracteristici:

mecanismul de focar, caracterizat geometric, cinematic si dinamic prin

adancimea focarului, directivitatea undelor, compozitia spectrala, durata, efecte

multiple

proprietatile geologice ale mediului de propagare a undelor seismice de la focar

la suprafata

distanta epicentrala a amplasamentului

proprietatile geomorfologice ale terenului de amplasament

focalizarea, filtrarea, atenuarea sau amplificarea undelor seismice de la roca de

baza pana la suprafata libera a terenului

severitatea miscarii seismice (acceleratia maxima si configuratia variatiei

acceleratiei ; intensitate ; magnitudine)

marimea suprafetei afectate de cutremur

Pentru cuantificarea severitatii unui cutremur intr-un amplasament dat, seismologia

recurge la intensitatea seismica, care pune in evidenta, prin grade de intensitate,

efectele miscarii terenului asupra mediului natural si obiectelor construite de om, precum

si asupra simturilor omului.

Ca masura obiectiva a energiei eliberate in focar la declansarea evenimentului

seismic, deci a marimii unui cutremur, este adoptata magnitudinea, in definirea si cu

criteriile de masurare stabilite de Richter.

Page 15: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Durata semnificativa a unui cutremur puternic care ar putea fi definita prin

intervalul de timp cuprins intre prima si ultima modificare a acceleratiei (folosind

accelerogramele) corespunzatoare unui anumit nivel prestabilit (de exemplu 0,05g), este

cu atat mai lunga cu cat magnitudinea este mai ridicata, terenul din straturile superficiale

este mai slab si distanta pana la sursa este mai mica. Astfel, pentru un amplasament

apropiat de focar si pentru magnitudinea Richter este de grad 8, durata semnificativa ar

ajunge la 35 sec.

Pentru descrierea reala a miscarii seismice intr-un amplasament dat, din punct de

vedere al ingineriei seismice, se face apel la accelerograma pe trei directii

perpendiculare(doua in plan si una pe verticala). Pentru constructiile curente este

suficienta considerarea componentelor de translatie. In cazul structurilor speciale, de mare

sveltete, pot interveni semnificativ si componentele rotationale ale miscarii.

Cand exista pentru o zona limitata un numar de accelerograme inregistrate, printr-

o selectare si alegere judicioasa se poate stabili un set de accelerograme care sa fie

folosit la analiza raspunsului dinamic al structurii avute in vedere in acel loc.

Necesitatea de a face apel la un set de accelerograme, in lipsa unor inregistrari

suficiente, a facut ca pentru nevoile proiectarii sa fie elaborate metode de generare a unor

accelerograme artificiale, folosind metode stochastice, cum ar fi zgomotul alb nestationar

filtrat cu caracteristici statistice similare celor ale unor miscari seismice anterioare

inregistrate.

Metoda de evaluare seismica a unui amplasament, cu folosirea elementelor

probabilistice, este complexa si laborioasa. Pentru cazuri curente se face apel la hartile

de risc seismic, care indica pe zone intensitatea seismica de considerat in calculele

structurale, de regula cele conventionale. Aceste harti sunt intocmite pe baza datelor

privind cutremurele anterioare, prin metode statististice. Metode mai rafinate pentru

zonare si microzonare seismica, iau in considerare, in afara de istoria seismelor, si

configuratia geologica a terenului. Deoarece in ultima vreme in Irak este greu de definit in

mod unitar cutremurul de proiectare, in calcule s-a folosit exemplul Romaniei care de fapt

provine din Eurocodul 8. Astfel, in Romania pentru calculul structurilor in normativul P100-

1/2006 este inclusa o harta de zonare a teritoriului din punct de vedere al acceleratiei

orizontale de proiectare “ag”. Aceasta acceleratie defineste cutremurul de proiectare,

Page 16: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

aplicat atat in metoda curenta de calcul conventional cat si in calculele dinamice. De

asemenea exista o harta pentru perioadele de colt „Tc”.

1.3.3. RASPUNSUL SEISMIC AL STRUCTURILOR

Incarcarile sau fortele la care este supusa o structura solicitata de cutremur rezulta

direct din distorsiunile induse de miscarea terenului pe care aceasta este rezemata.

Raspunsul structurii - adica ansamblul parametrilor de stare ai constructiei: deformatii,

eforturi, acceleratii, etc ca variatia lor in timp - la o astfel de miscare a bazei este

determinat atat de caracterul excitatiei cat si de proprietatile structurii, in interactiune cu

mediul pe care este fundata. Fortele seismice sunt forte de inertie, produse de

distorsiunile date de miscarea seismica a solului si de rezistenta inertiala a structurii.

Marimea lor este dependenta de caracteristicile dinamice ale structurii (determinate de

rigiditatea si masa constructiei). Analiza seismica a structurilor poate fi efectuata cu

suficienta acuratete daca:

se cunosc proprietatile elastice si inelastice ale structurii si se pot elabora, prin

idealizare, modele de calcul structural (MCS) convenabile;

se poate defini miscarea terenului pe intreaga durata a cutremurului;

Sistemul dinamic consta din suprastructura, infrastructura si terenul inconjurator,

fiecare din componentele acestora influentand raspunsul seismic intr-o anumita masura.

In general masele dispuse la nivelurile superioare afecteaza mai mult proprietatile

sistemului decat cele de la nivelurile inferioare, iar rigiditatile de la nivelurile inferioare sunt

mai importante decat cele de la etajele superioare.

Desi este de dorit sa se considere interactiunea teren-structura (ITS), efectele

acestei interactiuni fata de ipoteza cu baza incastrata sunt in general destul de reduse

pentru cladirile care sunt flexibile.

Calculul raspunsului seismic poate fi realizat in doua moduri:

prin integrarea directa a ecuatiilor generale de miscare, pornind de la excitatii

reprezentate in general de accelerogramele miscarii terenului (analize biografice de

tip TIME HISTORY- TH)

pe baza spectrelor de raspuns

Page 17: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Avantajul metodei TH este ca raspunsurile modale sunt automat combinate.

Spectrele de raspuns pot fi elastice sau inelastice cu anumite caracteristici pentru diverse

valori ale fractiunii din amortizarea critica. Cu toate ca in general se utilizeaza diagrame

spectrale de raspuns pentru sisteme cu un singur grad de libertate, pot fi avute in vedere

si spectre pentru sisteme cu mai multe grade de libertate. Alegerea spectrului se face

astfel incat sa se obtina raspunsul corect corespunzator perioadelor proprii si

coeficientului de amortizare al structurii. In calcul trebuie sa se acorde atentie caracterului

spatial al solicitarii. Sunt de considerat actiunea seismica pe o directie oarecare in plan si

efectele de torsiune, care se pot manifesta pregnant chiar la structuri proiectate simetric.

Miscarea verticala a terenului are valori maxime de circa 2/3-3/4 din cele ale

valorilor maxime ale miscarii orizontale.

La constructiile perioadele proprii fundamentale verticale pot fi destul de lungi si

pot exista moduri superioare importante si de aceea pentru cladirile deosebit de

importante este de dorit sa se calculeze si raspunsul la miscarile seismice verticale (mai

ales cand stalpii pot fi supusi unei actiuni combinate de intindere din incovoierea generala

si din cea verticala cu tendinte de ridicare)

De asemenea sunt de considerat efectele miscarii seismice verticale in ceea ce

priveste evaluarea solicitarilor maxime de compresiune in elementele structurale verticale

si in analize P- si de stabilitate.

Modelarea pentru actiunea verticala a seismului trebuie sa includa deformatiile

axiale ale elementelor verticale si efectele de incovoiere ale planseelor.

1.3.4. EFECTE ALE INTERACTIUNII TEREN-STRUCTURA (ITS)

Efectele ITS pentru cladirile pot fi impartite in doua tipuri:

interactiunea fizica, care implica efecte ale eforturilor si ale deformatiilor la contactul

teren-structura Consecintele potentiale ale acestor efecte sunt schimbari in

raspunsul terenului din vecinatatea constructiei, ale perioadelor si ale deformatiilor

structurii ca urmare a deformatiilor terenului.

interactiunea de raspuns care implica modificari ale raspunsului unei structuri date

ca urmare a schimbarilor in raspunsul diferitelor straturi ale terenului la miscari

induse de cutremur in roca de baza.

Page 18: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Folosind modelele analitice au fost efectuate studii pentru evaluarea efectelor ITS.

In general acestea au aratat ca deformatiile solului pot influenta caracteristicile cladirilor

din orientul mijlociu cu circa 10-30%. In contrast deformabilitatea terenului poate avea

efecte mult mai mari asupra caracteristicilor raspunsului unor structuri foarte grele si

rigide.

1.3.5. ACTIUNEA SEISMICA DE NORMATIV

Obiectivele principale ale codurilor de proiectare antiseismica sunt:

evitarea pierderior de vieti omenesti, a ranirii oamenilor si a afectarii mediului

asigurarea continuitatii serviciilor vitale

evitarea distrugerii si a degradarii unor bunuri culturale si artistice de mare valoare

limitarea pierderilor materiale

Cum este recunoscut ca nu se poate asigura in conditii economice acceptabile o

protectie completa a constructiilor in eventualitatea unor cutremure puternice, s-a admis,

prin nivelul fortelor indicate prin norme un raspuns seismic cu incursiuni in domeniul

postelastic de deformare si implicit, cu anumite degradari specifice.

In general, exigentele de performanta structurala implicite in codurile actuale, cer ca

structura sa fie capabila sa reziste: la cutremure minore, fara avarii (cu raspuns seismic in

domeniul elastic), la cutremurele moderate, cu avarii nestructurale si cu unele avarii

structurale locale, reduse, controlate si reparabile fara dificultati constructive si economice;

la cutremurele majore, fara prabusire (colaps).

Forta seismica la baza este stabilita in functie de:

proprietatile dinamice ale structurii: valori proprii, forme proprii, amortizari

tipul de constructie (capacitatea de disipare a energiei)

importanta structurii rezultata din functiunea cladirii

seismicitatea regiunii

conditii de teren

eforturile admisibile si coeficientii de grupare a incarcarilor.

Sunt cuprinse puncte privind distributia fortelor taietoare, evaluarea momentelor de

rasturnare si a momentelor de torsiune in plan orizontal ; limitarea deplasarilor laterale;

rosturi antiseismice; neregularitati structurale orizontale si verticale ; prevederi de

Page 19: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

proiectare. Fortele seismice verticale sunt considerate doar pentru verificarea unor

elemente, stabilirea lor facandu-se doar in functie de tipul acestora si de intensitatea

seismica.

Anumite coduri, printre care si P100/1-2006 recomanda pentru constructiile

deosebite calcule dinamice bazate pe actiuni seismice specifice amplasamentului si

conditiilor locale de teren, adoptand o modelare adecvata a structurii pentru domeniile

elastic (liniar) si inelastic (neliniar) de comportare si folosind metode complexe de calcul.

In P100/1-2006, aceasta recomandare este facuta pentru constructii care pun probleme

tehnice si / sau economice deosebite, deci ea se refera si la categoria cladirilor din orientul

mijlociu.

Pentru calculul conventional, in P100/1-2006 (conform caruia acest calcul este

obligatoriu) nu sunt facute referiri speciale pentru cladirile . Functiunile acestor cladiri le-ar

incadra in clasa de importanta obisnuita, anume in clasa III, deci calculul ar putea fi

realizat ca pentru cladirile curente. Este insa de evidentiat ca metoda de calcul de cod din

P100/1-2006 este intocmita pentru constructii uzuale, pentru care se dispune de

experienta de proiectare si de executie si asupra carora s-au putut face observatii

concludente privind comportarea la seisme.

De accea pentru cladirile cu un numar mare de etaje este mai accentuat caracterul

orientativ si calculul de cod, de avut in vedere pentru predimensionare si pentru conferirea

unor proprietati minimale de rezistenta si rigiditate structurilor si necesar a fi dezvoltat prin

calcule seismice dinamice neliniare (DNL) complexe.

Actiunea seismica, avand o deosebita importanta in dimensionarea structurilor

cladirilor in conditiile din tara noastra, necesita o tratare speciala in cazul cladirilor din

orientul mijlociu.

Metoda conventionala de calcul din P100/1-2006 nu poate furniza toate datele

necesare asigurarii unei proiectari antiseismice corespunzatoare, ea fiind indicata pentru

operatiuni de predimensionare.

Pentru un calcul cuprinzator, conform recomandarilor din P100/1-2006 pentru

constructiile deosebite, este de avut in vedere intreprinderea urmatoarelor actiuni:

Evaluarea seismica a amplasamentului si generarea la nevoie a unor

accelerograme adecvate acestuia

Page 20: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Modelarea structurii (dupa o dimensionare initiala pe baza fortelor conventionale si

a prevederilor de cod). Pentru aspecte insuficient clarificate, studierea acestora pe

baza de analize documentare si calcule numerice, precum si la nevoie, pe baza de

experimentari pe modele fizice. Recurgerea dupa caz la mai multe modele si

metode de calcul.

Calculul cu ajutorul programelor automate de calcul DNL, a raspunsului seismic al

structurii la actiuni seismice reprezentate printr-un numar suficient de

accelerograme naturale sau artificiale, selectate pe baza spectrelor de raspuns

elastice si inelastice si scalate pentru seismicitatea amplasamentului respectiv (sau

pentru trei niveluri de intensitate seismica).

Prelucrarea rezultatelor si exprimarea raspunsului seismic in termeni de

probabilitate. Compararea valorilor caracteristice ale acestora (deplasari de nivel,

cerinte de ductilitate, eforturi maxime, etc) cu valorile ce pot fi admise,

corespunzator alcatuirii structurii.

Operarea, daca este cazul, a unor interventii in structura si verificarea urmarilor

acestora, realizand daca este necesar, prin corectii succesive, ameliorarea pana la

gradul dorit a performantelor structurale.

In afara de miscarea orizontala este de considerat si miscarea pe verticala a

terenului prin analize dinamice adecvate.

1.4. ACTIUNEA VANTULUI

1.4.1. GENERALITATI

La tipurile de cladiri etajate curent utilizate pana in prezent in tara noastra, in

special pentru locuinte sau pentru diferite destinatii social-orasenesti, nu s-a depasit in

general inaltimea corespunzatoare de 8-10 niveluri. La aceste cladiri incarcarile

preponderente sunt cele gravitationale, corelate in mod direct cu cele seismice, ultimile

provenind direct proportional din incarcarile gravitationale. Chiar si cele cateva constructii

realizate in Erbil s-au incadrat de regula in aceiasi conceptie generala de realizare a

cladirilor, folosind practic aceleasi materiale de constructii. Fata de aceste incarcari

gravitationale si seismice importante, actiunea vantului avea o pondere relativ redusa.

Aceasta, cu atat mai mult, cu cat si profilul cladirilor respective conducea la suprafete

Page 21: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

relativ mai mici expuse la vant si erau in general, amplasate in zone construite, zone cu

presiuni ale vantului mai putin importante.

In cazul trecerii la cladiri din orientul mijlociu apar cele doua aspecte care fac sa fie

necesara analizarea cu mult mai multa atentie a actiunii vantului si anume:

expunerea unor suprafete relativ mai mari, in bataia vantului si in special a unor

inaltimi substantiale sporite

utilizarea intr-o mai mare masura a unor materiale usoare care conduc la incarcari

gravitationale mai mici comparate cu cele orizontale datorate vantului

In aceste conditii se pune predominant problema rigiditatii laterale a cladirii

respective. Trebuie avute in vedere doua dintre actiunile pe care le are vantul asupra

constructiei si anume:

actiunea asupra ansamblului constructiei, putand da deplasari mari ale acesteia,

respectiv oscilatii importante, deopotriva de deranjante atat pentru confortul

oamenilor, cat si pentru comportarea elementelor de constructie respective ;

actiunea asupra diferitelor parti componente ale cladirilor expuse la vant, respectiv:

peretii, ferestrele, eventualele logii sau balcoane, etc, care pot fi afectate pana la

deteriorare.

Comparand actiunea vantului cu cea seismica asupra unei cladiri de cca. 80 m

inaltime, realizata cu materiale traditionale (cca 1,2 tf/m2 greutati ale maselor de nivel)

actiunea vantului conduce la o forta orizontala totala comparabila cu cea rezultata din

actiunea seismica - corespunzatoare unei zone de grad VI de intensitate, respectiv

sensibil mai mica in zonele VII si VIII. In conditiile cresterii inaltimii cu 50-100%, cu

usurarea generala a greutatii constructiei, raportul respectiv se schimba substantial,

actiunea vantului trebuind luata in considerare cu totul altfel.

In consecinta, pentru viitoarele constructii , este necesar ca proiectantul sa

faca o analiza atenta a diferitelor moduri de actiune a vantului, ca si a raspunsurilor

corespunzatoare ale cladirilor respective.

Actiunea vantului este o actiune dinamica si ea este in functie de diferiti factori de

mediu. Astfel, in primul rand este importanta caracteristica generala a teritoriului respectiv.

Pentru Irak sunt astfel delimitate zonele cu anumite presiuni dinamice de baza ale

vantului.

Page 22: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

In cadrul fiecarei din aceste zone intervin o serie de factori care depind de:

forma generala a reliefului terenului (camp deschis sau dealuri si vai, etc)

asperitatea (rugozitatea) suprafetei terenului, respectiv daca este un teren liber sau

apar diferite elemente perturbatorii (plantatii, localitati, etc)

natura (textura) suprafetelor supuse la vant ale cladirilor respective (fatade din

sticla sau din beton, din caramida su materiale usoare), precum si eventualele

intranduri sau excrescente (logii sau balcoane, etc)

sveltetea si forma generala a cladirii

eventuale vecinatati ale unor alte cladiri

In cele ce urmeaza se vor trece in revista principalele actiuni si efecte ale vantului

asupra cladirilor din orientul mijlociu, avand in vedere ca in general in proiectare actiunea

vantului asupra unor astfel de constructii este mai putin cunoscuta.

1.4.2. STADIUL ACTUAL PRIVIND DEFINIREA ACTIUNII VANTULUI PE CLADIRI

DIN ORIENTUL MIJLOCIU

1.4.2.1. INTRODUCERE

Dezvoltarea din ultimele decenii a tehnologiilor de executie a constructiilor si

materialelor de constructie a condus la aparitia unei noi generatii de structuri ale caror

caracteristici de baza (inaltime mare, flexibilitate ridicata, amortizare scazuta si greutate

redusa)determina includerea lor in categoria structurilor sensibile la actiunea vantului.

Comportarea structurala sub incarcarile din vant este determinata de efectele

individuale sau combinate ale diferitelor mecanisme de actiune a fortelor produse de

miscarea maselor de aer din zona stratului limita atmosferic asupra cladirilor (forte pe

directia curgerii aerului generate de turbulenta vantului in jurul constructiei ; forte pe

directia perpendiculara curgerii aerului generate de formarea de vartejuri Karman in zona

de silaj; forte aplicate unei constructii amplasata in zona de silaj a unei alte constructii

invecinate; forte generand fenomenul de galopare caracterizat prin inducerea unor oscilatii

autointretinute cladirii supuse actiunii vantului). In ceea ce priveste raspunsul dinamic al

cladirilor supuse actiunii vantului, o concluzie ce se poate desprinde din studiile

experimentale efectuate pana in prezent este aceea ca intensitatea acestuia este ridicata

Page 23: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

pentru modul fundamental de oscilatie al unei structuri flexibile sau pentru modurile

superioare cu frecvente relativ joase ale unor structuri de mari dimensiuni.

Avand in vedere efectele produse de fortele din vant asupra cladirilor devine

evident faptul ca actiunea acestuia poate afecta, in conditiile considerarii constructiei

izolate, stabilitatea locala si chiar generala, a unei cladiri, starea de eforturi si deformatii

din elementele structurale, nivelul de confort, regimul de functionare pentru o serie de

utilaje si echipamente de lucru, procesul de exploatare al cladirii in ansamblu pe toata

durata ei de serviciu..In conditiile considerarii cladirii ca un element intr-un ansamblu

construit actiunea vantului poate introduce o serie de efecte secundare generate de

efectul de adapostire, cu implicatii asupra comportarii structurilor si elementelor de

constructii, cat si asupra circulatiei si confortului urban. (fig.1.4.1).

Ca atare, in activitatea inginereasca a aparut ca necesara dezvoltarea unui

program complex de analiza a problemelor de ingineria vantului, domeniu de cercetare

aflat de altfel in continua evolutie inca din anii ’60, program care isi propune elaborarea

unor metodologii de evaluare mai rafinata a actiunii vantului si efectelor lui asupra

constructiilor.

In acest context, avand drept scop respectarea cerintelor de siguranta in exploatare

a constructiilor si asigurarea conditiilor de confort pe toata durata lor de functionare,

activitatea de proiectare a presupus si presupune in continuare utilizarea unei baze

normative moderne, elaborate pe baza unor informatii si rezultate stiintifice cat mai

complete privind:

Vantul ca fenomen si factor climatic al mediului inconjurator;

Relatia dintre fenomenul vant si fortele induse de acesta structurilor;

Comportarea structurilor sub actiunea fortelor din vant.

Informatiile tehnice si relatiile de calcul privind evaluarea incarcarilor din vant pe

structuri, utilizate in activitatea inginereasca, au la baza datele meteorologice inregistrate

pe durate lungi de timp, rezultatele unor studii de caz sau studii parametrice pentru o serie

de structuri, cercetarile teoretice si experimentale efectuate pe diferite modele in conditii

de laborator (tunele aerodinamice) sau in situ pe diverse cladiri.

Page 24: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Definirea actiunii vantului asupra unei constructii, in vederea determinarii

raspunsului ei sub aceasta incarcare, necesita considerarea in calcule a unor date

referitoare la:

Natura parametrului vant la amplasament (viteza si directia vantului, variatia

vitezei pe inaltime, valoarea maxima inregistrata si intervalul de mediere a vitezei

vantului, perioada de revenire a vitezei maxime la amplasament, analiza rafalelor

de vant, turbulenta vantului, caracterul spatio-temporal al vantului etc);

Natura amplasamentului (conditiile geografice si de clima, conditiile de relief si

mediul construit, constructiile invecinate, grupari functionale de constructii

industriale etc);

Natura constructiei (forma si gabaritele constructiei, caracteristicile structurale,

materialele de constructie utilizate, rugozitatea suprafetei expuse, efectele

structurale secundare generate de caracterul spatio-temporal al vantului, durata de

exploatare si performantele pe care trebuie sa le indeplineasca constructia);

Metodele si tehnicile de calcul utilizate, asociate modelelor de calcul de diferite

grade de detaliere, elaborate pentru fiecare structura functie de gradul de

importanta si caracteristicile structurale ale constructiei si de conditiile de vant de la

amplasament.

1.4.2.2. PARAMETRII SI STRUCTURA VANTULUI

Vantul ca fenomen meteorologic are un caracter aleator spatio-temporal,

variabilitatea lui spatiala generand si caracterul spatial al raspunsului cladirilor la aceasta

actiune. In ceea ce priveste caracterul spatial al incarcarii din vant acesta este pus in

evidenta analizand urmatoarele aspecte:

Caracterul spatial al actiunii in camp liber, in absenta constructiei analizate;

Caracterul spatial al incarcarii pe constructia considerata ca obstacol perturbator

pentru actiunea din camp liber (aparitia unei turbulente suplimentare a aerului,

distributia spatiala a presiunilor pe suprafata expusa a cladirii dependenta de forma

obstacolului, unghiul de atac, rugozitatea suprafetei, etc);

Influenta perturbatoare a eventualelor obstacole din vecinatatea cladirii asupra

actiunii manifestate in camp liber.

Page 25: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Studiul naturii vitezei vantului in camp liber pune in evidenta faptul ca vantul

actioneaza in rafale, miscarea aerului rezultand din suprapunerea peste miscarea spatiala

de fond a curentului de aer, careia I se asociaza conceptul de viteza medie a vantului, a

unor miscari turbulente cu variatii rapide in timp si spatiu, corespunzatoare actiunii

rafalelor de vant. Ca atare, masurarea vitezei vantului consta in masurarea componentelor

de joasa frecventa care corespund vitezelor medii si a celor de inalta frecventa datorate

turbulentei, care corespund vitezelor rafalelor. Potrivit observatiilor meteorologice viteza de

rafala a vantului inregistrata in camp liber este diferita de cea masurata in zone urbane,

fapt datorat dependentei intensitatii acesteia de viteza medie a vantului, de natura

amplasamentului si de rugozitatea suprafetei expuse a cladirii.

In ceea ce priveste proiectarea constructiilor, analiza spectrala a celor trei

componente ale miscarii fluctuante a aerului pe directiile logitudinala, transversala si

verticala ale unei structuri, indica continutul frecvential diferit si ponderea energetica

majora constatate pentru componenta longitudinala a vitezei vantului, care coincide cu

directia deplasarii generale a curentului de aer.

Considerand miscarea de fond dupa directia x, componentele miscarii rezultante

a aerului intr-un punct la cota z pe cele trei axe spatiale x,y,z, sunt date de relatiile:

Vx(z,t) = Vx(z) + V’x(z,t)

Vy(z,t) = V’y(z,t)

Vz(z,t) = V’z(z,t)

Unde: Vx(z,t), Vy(z,t), Vz(z,t) sunt componentele pe cele trei directii x,y,z,

ale vitezei instantanee la inaltimea z;

Vx(z) este viteza medie corespunzatoare intervalului de medie

adoptat, invarianta pe durata miscarii, ce se inregistraza pe directia

longitudinala x, corespunzator miscarii de fond a aerului, la inaltimea

z;

V’x(z,t), V’y(z,t), V’z(z,t) sunt componentele vitezei fluctuante a vantului

pe cele trei directii la inaltimea z.

Determinarea valorii vitezei medii a vantului depinde de intervalul de mediere care

se alege functie de frecventele miscarii aerului in zona stationara a spectrului, durata de

actiune a evenimentelor meteorologice, gama uzuala de frecvente proprii de oscilatie ale

Page 26: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cladirilor, intervalul de mediere al masuratorilor standard efectuate la statiile

meteorologice.

La nivelul terenului, datorita frecarii si rugozitatii, intensitatea vitezei vantului este

redusa si ca atare miscarea aerului este turbulenta, iar pe de alta parte, cu cat inaltimea

deasupra nivelului terenului se micsoreaza are loc simultan o scadere a vitezei vantului si

o crestere a turbulentei sale. La inaltime suficienta, numita inaltimea gradientului, Hg,

viteza se stabilizeaza, curgerea aerului devine laminara si este caracterizata de o valoare

a vitezei numita gradientul vantului, Vg.

Determinarea profilului vitezelor medii pe inaltime in zona de turbulenta, in diferite

conditii de rugozitate la amplasament, se face utilizand legi logaritmice sau, exponentiale.

Exprimarea vitezei medii intr-un punct pe inaltimea cladirii printr-o lege exponentiala

este data de urmatoarele relatii, functie de:

- gradientul Vg (relatie propusa de Davenport):

G

gHH

HVV

sau

- notiunea de viteza de baza V10:

1

1010

HVVH

unde: VH = viteza vantului la inaltimea H

Vg = gradientul vitezei

V10 = viteza de baza care se defineste ca viteza masurata in camp

deschis, la inaltimea de 10 m.

H = inaltimea deasupra terenului

HG = inaltimea gradientului

,1 = coeficienti ce iau valori functie de gradul de expunere

(rugozitate) al amplasamentului

Relatia de calcul ce utilizeaza legea logaritmica de variatie a vitezei vantului cu

inaltimea deasupra terenului este:

Page 27: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

0

ln1

z

zu

kzV unde k=0.40; u= viteza tangentiala determinata de

frecarea aerului la suprafata terenului; z=inaltimea deasupra terenului si z0=lungimea de

rugozitate a amplasamentului.

Variatia in timp a componentei longitudinale la inaltimea z poate fi descompusa in

doi termeni:

unul constant, Vx(z), care reprezinta efectul mediu asociat componentei statice a

incarcarii;

altul variabil, V’x(z,t), care corespunde fluctuatiilor in jurul valorii medii, respectiv

rafalelor, asociat componentei dinamice a incarcarii.

Componenta vitezei fluctuante a vantului nu poate fi definita analitic decat

recurgand la teoria statistica a functiilor aleatoare, analizand astfel vantul ca pe un proces

stochastic stationar, normal.

In cadrul analizei rafalelor de vant, utilizand metodele statistice si reprezentarile

spectrale, prezinta interes studiul distributiei acestora in timp si in spatiu, respectiv:

distributia vitezelor in jurul valorii vitezei medii intr-un punct, in functie de frecventa,

pentru fiecare componenta spatiala a miscarii aerului, obtinandu-se astfel spectrele

turbulentei pe directia longitudinala si verticale;

definirea cat mai completa a turbulentei si prin analiza corelatiilor spatiale intre

componentele vitezei in doua puncte pe structura, pentru diferite frecvente ale

miscarii aerului, obtinandu-se spectrul transversal sau spectrul de corelatie.

O descriere completa a actiunii vantului asupra unei constructii si apoi a

raspunsului ei dinamic presupune cunoasterea proprietatilor vitezei de rafala pentru cele

trei componente de viteza intr-un punct pe suprafata structurii. Cu toate acestea, din punct

de vedere al evaluarii incarcarii din vant, la majoritatea structurilor spectrul care

intereseaza este cel al componentei longitudinale, care defineste modul de distributie a

energiei rafalelor de vant in functie de frecventa.

Expresia spectrului de putere pentru componenta longitudinala a vitezei (dupa

Davenport) este data de relatia:

Page 28: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

3/42

2

2

10 )1(

4)(

x

x

kV

ffS

unde: S(f) = densitatea spectrala de putere a procesului pentru componentele

(rafalele) de frecventa f.

f = frecventa rafalelor longitudinale

V10 = viteza medie a vantului masurata la 10 m inaltime

K = coeficientul de antrenare a aerului la suprafata cladirii corespunzator

vitezei la 10 m inaltime

X = frecventa adimensionala 10V

fLx

L = lungimea de rugozitate

10V

fnumarul de unda (inversul lungimii de unda)

In cadrul unei analize rafinate a raspunsului dinamic la actiunea vantului al unei

cladiri flexibile, modelarea adoptata pentru componenta fluctuanta a vantului se poate

face considerand-o ca un proces stationar, normal, dependent de cota z deasupra

terenului, densitatea spectrala de putere pentru componenta longitudinala a vitezei la

diferite cote z fiind exprimata prin spectre variabile deasupra terenului Sv(f,z).

In ceea ce priveste componenta verticala a vitezelor, este prezentat spectrul

vitezelor pe directia verticala Sw(f) dat de Panofsky, utilizand relatia:

22

10 )41(

6)(

x

x

kV

ffSw

unde, ca si la spectrul componentei longitudinale, se

utilizeaza aceleasi notatii cu referire insa la distributia de viteze pe inaltimea z, functie de

frecventa adimensionala 10V

fzx .

Referitor la distributia in spatiu a turbulentei, variatia componentei longitudinale

a vantului in directie transversala se defineste considerand corelatia miscarii aerului intre

aceste doua directii pentru punctele amplasate la distanta l. Analitic variatia statistica in

spatiu a turbulentei pe directie longitudinala este data de densitatea spectrala transversala

Page 29: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

S(l,f) pentru care in literatura de specialitate sunt propuse diverse relatii de calcul. Dupa

Davenport:

10V

S(f)

f)l,(lcf

eS

unde S(f) = densitatea spectrala in timp (spectrul de putere

pentru componenta longitudinala a vitezei); c = constanta; V10/cf = scara de corelatie.

Informatii privind corelatia miscarii aerului in diferite puncte in plan transversal

fata de miscarea de fond prezinta interes ingineresc deosebit, evidentiind nesincronismul

spatial al rafalelor pe suprafata expusa a constructiilor, cu implicatii asupra raspunsului

dinamic al structurilor si asupra comportarii elementelor nestructurale de fatada.

Gradul de corelare al rafalelor pe suprafata cladirilor scade odata cu cresterea

distantei dintre puncte, a intensitatii turbulentei si a vitezelor de miscare a aerului si

cresterea cu inaltimea fata de sol (fig. 1.4.2). Pe directia transversala gradul de corelare a

rafalelor de vant este mai mare decat pe directie verticala (Fig. 1.4.3)

Un parametru de interes in descrierea regimului de turbulenta al vantului este

gradul sau intensitatea acesteia I, caracteristica detrerminata prin raportarea coeficientului

de variatie al vitezei rafalelor la valoarea vitezei medii a vantului la inaltimea z, prin relatia:

)()(

2

'

zVzI

V unde I(z) = intensitatea turbulentei laminaltimea z de la sol; v’ =

abaterea standard a vitezei instantanee a vantului in raport cu viteza medie; V(z) = viteza

medie a vantului la inaltimea z.

Dispersia rafalelor pentru componenta fluctuanta pe directie longitudinala a

vitezei vantului se calculeaza functie de densitatea spectrala a procesului, cu relatia:

0

3/42

2

100

2

')1(

4)( dxx

xkVdffSV

Caracterul spatial al actiunii vantului in camp liber include, ca tendinta

sistematica, reducerea turbulentei miscarii aerului cu cresterea inaltimii fata de sol (fig.

1.4.4). Intensitatea turbulentei influenteaza semnificativ raspunsul structurilor, cresterea ei

amplificand raspunsul dinamic al acestora pe directia vantului.

Page 30: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Dezvoltarea demografica si necesitatea ocuparii terenului, practica inginereasca

mondiala si tendintele arhitecturale si din urbanism din ultimile decenii, au condus la

realizarea de cladiri cu inaltimi din ce in ce mai mari, cu diverse destinatii. Prin forma si

dimensiunile lor, prin solutiile adoptate (structuri executate din metal, beton sau mixt cu

diferite variante de inchidere), aceste cladiri reprezinta realizari remarcabile din punct de

vedere tehnic. Proiectarea economica a acestora, amplasate in zone expuse la vanturi

puternice este unul din factorii ce au determinat progresul ingineriei vantului in domeniul

cladirilor din orientul mijlociu.

Comportarea cladirilor din orientul mijlociu la actiunea dinamica a vantului nu

poate fi neglijata, mai ales in conditiile adoptarii unor solutii arhitecturale moderne, dictate

de permanenta sistematizare a localitatilor si existentei unor amplasamente puternic

expuse vanturilor de diferite intensitati, ce genereaza forte dinamice spatiale ale caror

efecte au implicatii directe asupra proiectarii cat mai economice a constructiilor.

In ceea ce priveste comportarea structurala sub actiunea vantului, daca pentru

cladirile rigide considerarea exclusiva a efectelor statice ale vantului este justificata, la

cladirile flexibile, cu inaltimi mari, actiunea dinamica este obligatorie, acestea depinzand la

randul lor de natura vantului la amplasament si caracteristicile mecanice si aerodinamice

ale structurilor.

In literatura de specialitate actiunea vantului asupra cladirilor din orientul mijlociu

este abordata din mai multe puncte de vedere, ce privesc:

1. cladirea individuala;

2. cladirea amplasata intr-o zona construita.

Pentru calcule practice de proiectare, actiunea dinamica a vantului asupra

cladirilor se apreciaza prin metode simplificate care constau in majorarea presiunii

dinamice, determinata pe baza presiunii medii, printr-un coeficient de raspuns (coeficient

dinamic), care tine seama de proprietatile dinamice ale structurii si de caracteristicile

spatiale ale turbulentei vantului.

In cazul cladirilor izolate, in afara evaluarii incarcarilor din actiunea vantului

asupra structurii de rezistenta cu asigurarea rigiditatii, rezistentei si stabilitatii cladirii,

intereseaza determinarea efectelor vantului asupra:

elementelor de constructie expuse;

Page 31: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

confortului interior si functionarii unor echipamente instalate in cladire;

circulatiei pietonale si confortului urban in vecinatatea cladirii.

In ceea ce priveste elementele de constructie, masuratorile in tunele

aerodinamice au evidentiat distributia presiunilor pe inaltimea cladirii si in sectiune

transversala, pentru diferite unghiuri de incidenta ale vantului si in diferite conditii de

microrelief. Aparitia presiunilor mari in vecinatatea muchiilor cladirii conduce la necesitatea

verificarii de rezistenta si la vibratii a elementelor de inchidere din aceste zone (geamuri,

pereti cortina) precum si a dispozitivelor de prindere a acestora de structura.

Supuse actiunii rafalelor de vant cladirile raspund prin vibratii, cu amplitudini

mai mari sau mai mici in functie de rigiditate, masa si amortizare.

Caracterul fluctuatiilor deplasarilor orizontale in jurul valorii vitezei medii si

acceleratiei miscarii pot afecta conditiile de confort ale ocupantilor, necesitand

introducerea in proiectare a limitarii deplasarilor maxime de nivel la varful cladirii.

Perioadele de revenire ale vitezelor vantului pentru verificarea conditiilor de confort se

aleg mai mici decat cele folosite pentru evaluarea presiunilor dinamice, in general 10 ani si

chiar 2 ani, in functie de natura cladirii.

Limitarea amplitudinilor de oscilatie in cazul cladirilor din orientul mijlociu are in

vedere indeplinirea unor criterii de asigurare a confortului interior si de protectie a

componentelor nestructurale (in special protectia inchiderilor vitrate, afectate deseori grav

de oscilatiile vantului, conducand chiar la periclitarea vietii pietonilor in jurul cladirii

respective). Un aspect de interes direct, care incepe sa-si faca loc in practica

inginereasca, este cel legat de aerodinamica cladirilor privite in mediul lor ambiental, a

grupurilor de cladiri, a zonelor construite mari si a confortului aerodinamic general,

domeniu ce depaseste activitatea restransa de evaluare a incarcarilor si analiza a

comportarii structuraledoar la nivelul cladirilor individuale.

In cazul cladirilor grupate incarcarile din vant asupra cladirii se schimba,

rezultatele fiind determinate de modificarea raspunsului dinamic al cladirii si de efectul

prezentei cladirilor invecinate asupra nivelului fortelor fluctuante.

Rezultatele experimentale arata ca in jurul unei cladiri izolate exista o arie unde

viteza si directia vantului sunt puternic influentate de cladirea insasi, viteza putand avea

Page 32: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cresteri sau descresteri semnificative iar turbulenta putand fi accentuata cu restul

amplasamentului. Ariile de influenta difera de forma si dimensiunile cladirii.

Caracteristicile curgerii aerului in apropierea cladirilor rectangulare fiind

cunoscute din literatura daca vantul are directia paralela cu una din axele principale ale

unei cladiri, intr-o analiza privind posibilitatea de amplasare a acesteia, stiind ca vantul

actioneaza in lungul uneia dintre laturile ei, se constata urmatoarele: daca o cladire din

orientul mijlociu trebuie amplasata in apropierea unei cladiri joase, pozitia acesteia se va

alege, astfel incat, cladirile joase sa se gaseasca in afara ariei de influenta a cladirii ; cand

ariile de influenta ale mai multor cladiri se suprapun apare posibilitatea unor interferente

ce pot conduce la situatii extrem de nefavorabile.

In cazul analizei aceleiasi cladiri stiind ca vantul actioneaza dupa o directie

oarecare rezulta ca numai dimensiunile fatadei expuse ale cladirii sunt importante la

amplasarea ei.

In literatura de specialitate ca o masura a influentei vantului asupra spatiului

construit se adopta notiunea de arie de disconfort A (fig. 1.4.5 si 1.4.6) in cadrul careia

coeficientul de disconfort are diferite valori.

Ca atare orientarea cladirilor, mai ales a celor , in raport cu directia vanturilor

dominante, trebuie sa se faca de asa maniera incat aria de disconfort A sa atinga o

valoare minima. Harta generala de disconfort aerodinamic rezulta de obicei prin

suprapunerea hartilor de disconfort individual la nivelul cladirilor izolate.

Astfel, elemente noi ce intereseaza in proiectarea economica a cladirilor la vant se

refera la:

forma si dimensiunile optime in plan orizontal si vertical pe care trebuie sa le aiba

cladirea, modul ei de amplasare fata de directia predominanta a vantului (fig. 1.4.7),

dimeniunile si distributia golurilor admise in elementele de inchidere din punct de

vedere al diminuarii efectelor aerodinamice nefavorabile la nivel pietonal, datorate

interactiunii dintre vant si constructie (fig. 1.4.8, 1.4.9 si 1.4.10);

utilizarea avantajoasa a efectului de adapostire generat de cladirile joase sau medii din

jurul unei cladiri din orientul mijlociu; asigurarea gradului de adapostire dorit prin

utilizarea unor perdele de arbusti sau copaci(ecrane semipermeabile pozitionate in

Page 33: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

vecinatatea colturilor cladirii) amplasati la o anumita distanta de cladire, cu scopul de a

reduce viteza sporita a vantului la colturile cladirii;

necesitatea asigurarii unui grad de confort aerodinamic care trebuie pus in evidenta

atat in cadrul zonelor urbane noi, cat si in acela al zonelor construite existente.

Confortul aerodinamic priveste totodata zonele in care se desfasoara diferite activitati

in aer liber (spatii de joaca, terenuri sportive, terase amenajate), cat si zonele cu

circulatie pietonala intensa (spatii de acces din vecinatatea unor cladiri din orientul

mijlociu, pasarele, pasaje subterane) ce necesita studii de optimizare din punct de

vedere aerodinamic la nivel pietonal.

Fig.1.4.1. Principalele efecte de perturbare a miscarii aerului, generate de prezenta

diferitelor tipuri de obstacole

Fig 1.4.2. Gradul de corelare al rafalelor Fig. 1.4.3.Gradul de corelare al rafalelor

Pe directie longitudinala pe directiee laterala si verticala

Page 34: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 1.4.4. Reducerea intensitatii turbulentei vantului cu inaltimea deasupra terenului pe

directie longitudinala, laterala si verticala

Fig. 1.4.5. Determinarea pentru 3 tipuri de cladiri a ariei de influenta a vantului actionand

paralel cu axele principale ale constructiilor

Page 35: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 1.4.6. Aria de influenta a vantului cu directie oarecare, determinata in functie de

dimensiunile fatadei expuse a unei cladiri

Fig. 1.4.7. Traseele liniilor de curent in vecinatatea a trei tipuri de cladiri de locuit pentru

diferite incidente ale vantului

Page 36: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 1.4.8. Curgera aerului in vecinatatea cladirilor

Page 37: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 1.4.9. Curgerea aerului in vecinatatea cladirilor

Page 38: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 1.4.10. Curgerea aerului pentru diferite situatii de amplasare a cladirilor intr-o zona

construita

Page 39: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

INCARCARI SI ACTIUNI ASUPRA CLADIRILOR DIN ORIENTUL MIJLOCIU

CE PROVIN DIN CAUZE NATURALE

DE NATURA CLIMATICA

ACTIUNEA VANTULUI DIRECTIA VANTULUI

PRESIUNEA SI VITEZA

TOPOGRAFIA LOCULUI

ACTIUNEA FRONTALA

TURBULENTA, RAFALE

TOLERANTA UMANA

VERIFICARI IN TUNEL

ETANSEITATE - PERMEABILITATE

ACTIUNEA VARIATIILOR DE TEMPERATURA t

EXPUNERI DIFERITE - INSOLEIERE VARIATII DIVERSE - SEZONIERE DIFERENTE DE TEMPERATURA INTERIOR-EXTERIOR

PRESIUNE PAMANT SI APE FREATICE

ACTIUNE CUTREMURE

MISCARE TEREN CARACTERISTICILE MISCARII TERENULUI RASPUNS SEISMIC STRUCTURA INTERACTIUNE TEREN-STRUCTURA ACTIUNEA SEISMICA DE COD

CE PROVIN DIN NATURA MATERIALELOR

PERMANENTE, GRAVITATIONALE GREUTATE PROPRIE STRUCTURA SI INCHIDERI SI COMPARTIMENTARI

CONTRACTIE SI CURGERE LENTA A ELEMENTELOR DE BETON

RELAXARE METAL

FORTE DE PRECOMPRIMARE INITIALA

ACTIUNEA MEDIULUI AGRESIV FIZIC SI CHIMIC

CE PROVIN DIN EXPLOATAREA CLADIRII

INCARCARI UTILE, TEMPORARE - OAMENI, MOBILA

INCARCARI UTILE SEMIPERMANENTE -UTILAJE, DOTARI

INCARCARI DINAMICE FUNCTIONALE - VENTILATOARE, POMPE

INCARCARI DINAMICE INDIRECTE - TRANSPORT STRADAL

CE PROVIN DIN SITUATII CATASTROFALE

EXPLOZII INTERIOARE - GAZE

EXPLOZII EXTERIOARE - BOMBE, PROIECTILE

SOCURI DIN LOVITURI EXTERIOARE - AVIOANE, CORPURI SOLIDE IN CADERE

FLUXURI PUTERNICE DE MASE LICHIDE - INUNDATII

RUPEREA UNUI ELEMENT STRUCTURAL

CE PROVIN DIN CAUZE ACCIDENTALE ACTIUNEA FOCULUI

AMPLASARE REZISTENTA LA FOC PERICOL DE INCENDIU POTENTIAL CALORIC PROPAGARE INCENDIU EVACUARE FUM SEMNALIZAREA SI STINGEREA INCENDIULUI INSTALATII UTILITARE FORMATII CIVILE DE POMPIERI ORGANIZARE CONTROL-VERIFICARE

Page 40: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 2

STABILIREA UNUI SISTEM DE EXIGENTE SI CRITERII DE PERFORMANTA SPECIFICE CLADIRILOR MULTIETAJATE

In ultimii ani, s-au completat si imbunatatit datele, privind introducerea conceptului

de performanta in constructii.

Studiul prezent contine propuneri de completare si imbunatatire a actualului sistem

de prezentare a componentelor conceptului de performanta.

2.1. ASPECTE PRIVIND MASURILE ARHITECTURALE IMPUSE DE

SIGURANTA UTILIZATORILOR CLADIRILOR MULTIETAJATE

2.1.1. CONSIDERATII GENERALE

In conditiile vietii moderne, aglomerarile urbane conduc la dezvoltarea cladirilor pe

verticala, dezvoltare determinata - in principal - de necesitaaatea utilizarii intensive a

terenurilor centrale orasenesti, ca urmare a concentrarii activitatilor, precum si a

posibilitatilor mari creative oferite de noile materiale si elemente de constructie la care se

adauga si elemente de constructie realizate, la care se adauga si evolutia tehnicilor de

executie.

Concepute initial numai pentru destinatii administrative, treptat, cladirile multietajate

s-au extins la programe rezidentiale - in special hoteluri si locuinte - ajungand uneori sa

inglobeze o multitudine de functiuni diferite constituind adevarate conglomerate functionale

la care satisfacerea exigentelor de siguranta a utilizatorilor este deosebit de importanta,

ampla si cu implicatii in solutiile arhitecturale adoptate.

Daca pana in secolul trecut, dezvoltarea cladirilor pe verticala era tributara

masivitatii unor ziduri sau stalpi grosi, permitand o plastica arhitecturala limitata la raportul

dintre plinuri si goluri, majoritare fiind plinurile - realizarile actuale sunt caracterizate de

suplete si rafinamente arhitecturale datorita utilizarii structurilor metalice portante si a

combinatiilor constructive dintre acestea si betonul armat.

Edificarea unor constructii multietajate in Irak, tinand cont de conditiile oferite de

natura terenului, conditiile climatice, cat si de impactul urbanistic, se poate inscrie in zona

de 5 - 20 etaje.

Page 41: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Datorita existentei unei game restranse de materiale si elemente de constructie

calitativ superioare, cladirile multietajate din Irak sunt in general si numai in ultima

perioada au fost executate si constructii moderne.

2.1.2. REGLEMENTARI TEHNICE SPECIFICE

Reglementarile tehnice existente in Irak sunt constituite din cele cu aplicabilitate

generala in care sunt incluse unele cerinte specifice cladirilor multietajate si foarte

multietajate.

Ca si la constructiile obisnuite, reglementarile irakiene trateaza - in principal -

masurile generale de protectie intrinseca a cladirilor multietajate si foarte multietajate

necesare si in mica masura solutionari de detaliu diferentiate, specifice acestor edificari.

In tari cu experienta in realizare cladirilor multietajate si foarte multietajate, cum

sunt: SUA, Franta, Germanis, Anglia etc. cladirile civile multietajate sunt tratate distinct

fata de cladirile obisnuite (cu inaltime mica) fiind stabilite masuri tehnice de detaliu,

diferentiate pe destinatie (locuinta, hotel, birouri, invatamant, spitale etc.).

Un alt aspect deosebit care in prezent nu se regaseste inca in Irak, il constituie

conditionarile diferentiate si implicarea directa a societatilor de asigurari in realizarea

masurilor necesare de siguranta.

In ceea ce priveste compararea cerintelor de siguranta prevazute in reglementarile

irakiene fata de cele din alte tari, in general, acestea sunt competitive ca principii si cerinte

calitative generale, dar nestatuate integral si la nivel de detaliu realizabile.

2.1.3. ELEMENTE FUNCTIONALE SI CONCEPTUL DE SIGURANTA GLOBALA

Multitudinea functiunilor grupate intr-o cladire multietajate presupune analiza lor

sistemica intr-o conceptie dirijata care sa conduca la satisfacerea functionalitatii

ansamblului constituit - in conditii diferite - pe baza unor scenarii de activitati bine definite

si care sa determine solutii optime de edificare si utilizare eficienta a spatiilor.

In mod obisnuit, cladirea cuprinde o functiune principala, completata cu serviciile

anexe ale acesteia, cele mai multe fiind destinate birourilor si hotelurilor, uneori coexistand

cele doua functiuni. In mai mica masura sunt agreate pentru locuire.

Dispunerea pe verticala a functiunilor necesita o echipare si dotare complexa, care

sa-i asigure cladirii autonomie in desfasurarea activitatilor specifice, in conditiile satisfacerii

Page 42: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

relatiilor directe cu exteriorul - prin integrarea armonioasa in ansamblu urban - si utilizarea

rationala a spatiului interior - creand o ambianta interioara corespunzatoare si legaturi

optime intre spatii.

2.1.4. ASPECTE PSIHO-SOCIALE

Cladirea multietajata poate fi considerata o strada verticala infundata care inspira

nesiguranta, atat datorita posibilitatilor limitate de evacuare rapida oferita persoanelor

aflate in interior, cat si a celor de interventie din exterior.

Daca intr-o astfel de cladire modificarea presiunii atmosferice are efecte neglijabile

asupra organismului omenesc, inaltimea, efectul vizual, zgomotul si eventualele vibratii pot

influenta starea psihica a unor persoane pentru care, insasi dependenta de ascensor si

teama de inaltime le poate produce o stare neplacuta (claustrofobie).

Totodata, rezerva fata de nou, reactia de ostilitate si de rezistenta a omului dominat

de scara gigantica a unui obiect realizat de semenii sai, pot genera forma diferite de

neadaptare. Astfel, realizarea unor parapete exterioare care vizual si psihic exprima

soliditate si siguranta, atenueaza senzatia de gol, dar zgomotul vantului ori alte efecte

acustice produse, precum si zgomotul urban modificat datorita inaltimii si in care nu se mai

disting sunetele cunoscute, pot accentua senzatia de miscare a cladirii si implicit crearea

starii de neliniste, generand reactii psihologice imprevizibile ce pot culmina cu fenomene

de panica si urmari dezastruoase. In cazul functiunii de locuire, aceste aspecte pot

produce nemultumiri si incompatibilitati.

Discutabila fiind deci utilizarea cladirilor multietajate pentru locuire, rezulta actuala

folosire a acestora pentru functiuni de birouri si pentru cele hoteliere.

2.1.5. PROGRAME DE ARHITECTURA SPECIFICE BIROURILOR

Proiectarea conditiilor in care se efectueaza lucrarile fuctionaresti este o metoda

specifica a activitatii moderne si cuprinde - in principal - o functie de conducere si una

tehnica. Deoarece proiectarea se axeaza pe crearea conditiilor concrete in care sa se

desfasoare activitatile de birou - caracterizate prin marea lor diversitate - fiecare program

de arhitectura are propriile probleme, ce trebuie rezolvate convenabil.

Organizarea spatiilor dintr-o cladire din orientul mijlociu destinata birourilor si

asigurarea unor circulatii functionale corespunzatoare trebuie sa constituie o parte

Page 43: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

integranta a procesului de concepere si realizare a constructiilor si instalatiilor aferente,

dar si un instrument util pentru asigurarea conducerii si a desfasurarii activitatolor

specifice, aspecte functionale ce trebuie avute in vedere inca de la intocmirea temei-

program.

Neasigurarea unor conditii corespunzatoare pentru cladirile de birouri, astfel incat

acestea sa poata fi utilizate cu eficienta, va avea efecte negative si asupra rezultatelor

personalului care munceste in ele. Diversele carente generate de proiectare

necorespunzatoare a spatiilor (deplasare pe distante mari, perturbari in utilizarea

circulatiilor - mai ales datorita unor puncte aglomerate sau interferari functionale -

ilumnare defectuaosa, insuficienta izolare fonica sau ventilare etc.) implica eforturi

materiale si umane mult mai mari decat un proiect bine gandit.

Proiectantul are sarcini deosebit de dificile legate de latura tehnica a proiectarii

birourilor. El trebuie sa racordeze coerent cerintele de tema la dorintele si propunerile

beneficiarului. Intocmind proiectul, trebuie sa precizeze domeniile pentru care sunt

aplicabile solutiile pe care le ofera, precum si cerintele de baza ale utilizarii constructiei

respective. Totodata, in fiecare domeniu apar frecvent noutati in ceea ce priveste

tehnologia, procesele si echipamentele specifice. Oricat s-ar stradui arhitectul proiectant,

nu va izbuti sa fie la curent cu toate acestea si totodata sa le insuseasca pe cele in faza de

pregatire, dar poate si trebuie, la momentele oportune, sa apeleze la experti

corespunzatori.

Proiectarea cladirilor multietajate pentru birouri trebuie sa aiba in vedere obiectivele

ce se urmaresc, pe termen lung si scurt, incluzand aspecte legate de spatiu, eventuale

extinderi, amplasarea locurilor de munca si altele.

2.1.6. CERINTE PRIVIND SPATIUL

Primul aspect fundamental de care trebuie sa se tina seama la estimarea spatiilor

necesare birourilor este acela ca desi acestea vor fi folosite de catre oameni, nu numarul

acestora este hotarator la dimensionare, ci al echipamentelor cu care se doteaza.

Utilizarea indicatorului “metri patrati pe angajat” conduce uneori la rezultate

nesatisfacatoare, eroarea de fond implicata fiind egalizarea necesarului de spatiu pentru

toate categoriile de functionari. Este gresita si considerarea ca necesitatile de spatiu mai

mari sunt cuprinse in marimea suprafetei medii pe angajat, deoarece aceasta depinde de

Page 44: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

nivelul dotarii unitatii, de marimea acesteia, tipul de activitati desfasurate si de alti factori

specifici. Totodata, trebuie avut in vedere ca tipul si numarul echipamentelor cu care se

doteaza birourile nu se aleg la intamplare sau “dupa medie”, ci in concordanta cu cerintele

concrete ale activitatii, astfel incat salariatii sa-si poata indeplini cat mai bine atributiile.

2.1.7. POSIBILITATI DE EXTINDERE

Extinderea intereseaza beneficiarii in mod diferit. Atunci cand activitatea este axata

pe o durata scurta, nu are sens abordarea unei eventuale extinderi, dar cand se constata

tendinte clare pentru dezvoltare este justificata luarea in considerare a unor cerinte de

extindere.

Pentru estimarea spatiilor necesare in viitor, esentiala este determinarea activitatilor

ce se vor dezvolta si pe baza carora se analizeaza posibilitatile concrete de realizare a

extinderii.

2.1.8. DISPUNEREA LOCURILOR DE MUNCA

Despre arta amplasarii locurilor de munca intr-o cladire de birouri, literatura de

specialitate cuprinde nenumarate informatii.

O importanta conditie de proiectare asupra careia trebuie insistat in mod deosebit o

constituie necesitatea analizarii mai multor posibilitati de dispunere a locurilor de munca

care sa conduca in final, la repartizarea judicioasa a spatiilor necesare fiecarui

compartiment de activitate, a conducerii unitatii si a functiunilor tehnice necesare.

2.1.9. PROGRAME DE ARHITECTURA PENTRU HOTELURI

Principala functiune a unui astfel de program de arhitectura o constituie asigurarea

spatiilor de cazare, la acestea se adauga cele pentru receptii, primiri, recreere si masa,

completate cu serviciile respective. Amplasarea spatiilor de cazare in cadrul cladirii

hoteliere multietajate are rol hotarator in asigurarea conditiilor optime de functionare,

adoptandu-se dispuneri compacte in zone situate distinct, de regula, la niveluri

supraterane. Totodata, in afara spatiilor de primire, receptie si alte servicii specifice,

primele niveluri supraterane ale cladirii sunt destinate comertului si alimentatiei

(restaurante, cofetarii, magazine etc.), usor accesibile atat pasagerilor hotelului dar si

populatiei orasului.

Page 45: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Prin modul de amplasare si realizare a spatiilor de cazare trebuie sa se asigure

conditii de confort si in mod special confort acustic. Dispunerea in cadrul volumului

construit trebuie sa aiba in vedere situare optima fata de surse perturbatoare exterioare,

constituite din zgomote stradale sau vecinatati zgomotoase si orientarea judicioasa a

ferestrelor spatiilor de cazare, astfel incat masurile de protectie contra zgomotelor ce

trebuie realizate, sa nu fie oneroase.

In aceeasi masura se are in vedere izolarea spatiilor de cazare fata de incaperi sau

instalatii invecinate producatoare de zgomote, evitandu-se adiacentele cu circulatiile

comune orizontale si verticale (coridoare, ascensoare, scari etc.) precum si cu incaperi in

care sunt amplasate instalatii sau echipamente zgomotoase (pompe, ventilatoare,

motoare, etc.).

Chiar si in conditiile dispunerii izolate a spatiilor de cazare in cadrul volumului

construit este necesara luarea masurilor constructive ce se impun pentru atenuarea

zgomotelor aeriene si de impact, prin crearea unor discontinuitati si neomogenitati de

alcatuiri si materiale situate pe parcursul propagarii undelor perturbatoare interioare,

precum si prin reducerea energiilor perturbatoare (atenuari si absorbtii).

Asigurarea confortului higrotermic si a ambiantei atmosferice, de asemenea, trebuie

sa constituie preocupari ale proiectantului. In scopul asigurarii starii de confort uman

conditionarea aerului rezulta absolut necesara la astfel de cladiri. Temperatura si

umiditatea se asigura in functie de diferitele destinatii ale incaperilor, iar temperatura

trebuie sa fie uniforma in incaperi astfel incat sa nu provoace senzatia de rece la contactul

cu peretii si pardoseala.

Uneori in aceeasi cladire din orientul mijlociu se dispun atat spatii pentru birouri, cat

si spatii hoteliere. Intrucat cele doua functiuni sunt independente - cu unele posibilitati de

conlucrare limitata (simpozioane, intruniri, consfatuiri etc.) se realizeaza separarea lor prin

pereti si plansee. Goluri de comunicare controlate se prevad numai in zonele de contact

functional si intr-un numar strict necesar. Principiul separarii celor doua functiuni distincte

constituie insa obligatia principala a arhitectului.

2.1.10. CONCEPTUL GLOBAL DE SIGURANTA IN UTILIZARE

Activitatea de proiectare este viabila daca are in vedere indeplinirea conditiilor

esentiale de calitate ale constructiilor, aspect recunoscut unanim de catre specialisti.

Page 46: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Aceasta implica abordarea sistemica a functionalitatii in totalitatea elementelor sale

componente si stabilirea celor mai indicate modalitati de realizare arhitecturala, capabile

sa satisfaca totalitatea aspectelor pe care le incumba.

Exigentele esentiale pe care trebuie sa la indeplineasca o cladire se refera, in

principal, la siguranta, sanatatea si confortul ocupantilor. Aceste exigente pot fi delimitate

de parametrii calitativi - criterii de performanta specifice - care sa permita determinarea

directa a exigentelor de adaptare la utilizare si aprecierea eficientei unei cladiri din orientul

mijlociu in ansamblu si a elementelor ei componente, constituind conceptul global de

siguranta in exploatare.

2.2. IMPLICATII ARHITECTURALE ALE EXIGENTELOR DE SIGURANTA A

UTILIZATORILOR

2.2.1. ASPECTE GENERALE

Prin modul in care este proiectata, realizata si folosita o cladire din orientul mijlociu

trebuie sa se urmareasca protejarea vietii utilizatorilor, a societatii si a mediului

inconjurator, prin satisfacerea tuturor exigentelor explicite sau implicite ale utilizatorilor, de

catre performantele de comportare ale cladirii in ansamblu, dar si a principalelor ei

componente pe intreaga durata de viata.

Este necesara cunoasterea exigentelor utilizatorilor, astfel exprimate incat sa fie

independente de materialele si procedeele de constructie aplicate traditional. Aceasta

inseamna, de fapt, ca exigentelor utilizatorilor sa le corespunda cerinte performante ale

cladirii, ca raspuns tehnic la dorintele lor.

Pe plan international, lista exigentelor de performanta ale cladirii cuprinde:

stabilitate, siguranta la foc, securitate in utilizare, etanseitate,confort higrotermic, acustic,

vizual, tactil,antropodinamic, ambianta atmosferica, igiena, adaptare la utilizare,

durabilitate si economie, precum si cinci performante pentru subansamblurile ei principale.

In Irak sunt stabilite urmatoarele sase cerinte de calitate a constructiilor:

A. resistenta si stabilitate;

B. siguranta in exploatare;

C. siguranta la foc;

D. igiena, sanatatea oamenilor, refacerea si protectia mediului;

E. izolatie termica, hidrofuga si economie de energie;

Page 47: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

F. protectie contra zgomotului.

Din analiza principalelor exigente ale utilizatorilor cladirilor, in general, si ai cladirilor

multietajate in special, rezulta ca acestea apartin uneia din cele patru categorii de cerinte,

grupate dupa scop si trasaturi comune astfel:

1 - Siguranta ocupantilor - constituie o cerinta generale care cuprinde distinct

aspectele sigurantei structurilor de rezistenta ale cladirilor (respectiv rezistenta si

stabilitatea acestora), sigurantei in utilizare si sigurantei la foc.

2 - Igiena cladirilor in general se refera la igiena aerului, igiena apei, igiena

evacuarii reziduurilor, igiena finisajelor interioare, expunerea la soare.

3 - Confortul utilizatorilor, in general asigurat prin realizarea distincta si diferentiata

a conditiilor de confort acustic, vizual, higrotermic, tactil, antropodinamic.

4 - Durabilitatea, conformarea si economia de energie sunt diferentiate in functie de

nivelul solicitat pentru fiecare situatie in parte si valorile parametrilor acceptati.

2.2.2. ABORDAREA EXIGENTELOR DE SIGURANTA A UTILIZATORILOR

Asigurarea conditiilor de siguranta a utilizatorilor cladirilor multietajate determina

necesitatea stabilirii si prevederii in proiect a unor solutionari usor de intretinut si utilizat.

Cei care folosesc cladirea sunt direct implicati in mentinerea conditiilor de siguranta la

parametrii proiectati - fiind expusi direct pericolului.

Cu toate ca exigentele utilizatorilor sunt multiple, iar performantele care le satisfac

de multe ori se intrepatrund - participand ca raspuns la mai multe exigente si in cele ce

urmeaza sunt abordate numai masurile arhitecturale impuse de siguranta utilizatorilor.

Siguranta structurilor de rezistenta constituie o preocupare a inginerilor si vizeaza

asigurarea stabilitatii ansamblului constituit si rezistenta structurii, pe de o parte la actiunile

ce intervin pe timpul utilizarii, iar pe de alta parte, la actiunile dinamice previzibile.

Raspunsul la aceste exigente ale utilizatorilor il constituie performantele asigurate

de structuri, determinate fiind prin calcul si incercari potrivit reglementarilor, la care

participa si arhitectul proiectant prin contributia directa la conformarea partiurilor intr-o

maniera ordonata si proportionata, optim dimensionate prin buna conlucrare cu specialistii

structuristi.

In ceea ce priveste siguranta la foc, ca al doilea aspect al sigurantei utilizatorilor,

exigentele cladirilor multietajate sunt mai ample decat la cladirile cu inaltimi obisnuite.

Page 48: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Aceasta este datorata in special tipului de cladire, care favorizeaza propagarea incendiilor

pe verticala si in acelasi timp a relatiilor limitate cu terenul inconjurator, ingreunand atat

evacuarea persoanelor, cat si interventiile din exterior.

2.2.3. CONDITII DE SIGURANTA LA FOC

Exigentele utilizatorilor se refera la siguranta vietii lor, indiferent de varsta si starea

fizica, a pompierilor care intervin pentru salvare si stingere, precum si la limitarea

pierderilor materiale directe sau indirecte. Pentru aceasta, in caz de incendiu, stabilitatea

principalelor elemente de constructie si a ansamblului constituit trebuie asigurate pe o

durata de timp determinata, reducand posibilitatile de producere si propagare a focului in

cladire, precum si extinderea acestuia la obiectele situate in vecinatate.

Totodata, pierderile de bunuri materiale directe si indirecte rezultate din scoaterea

din utilizare a cladirii trebuie sa fie intr-un raport corespunzator cu valoarea masurilor de

prevenire si stingere a incendiilor ce se prevad.

In aceasta situatie, cel mai apropiat mod de rezolvare a sigurantei la foc fata de

conceptul de reglementari prin exigente si performante rezulta din aplicarea unui sistem de

parametri nominalizati si incadrati in timpi performanti, avand in vedere ca si indendiile au

o desfasurare si actiune in timp, pornind de la initiere, apoi dezvoltare, localizare si

stingere. Siguranta utilizatorilor si protectia bunurilor in caz de incendiu depinzand, in fond,

de timpii in care se actioneaza corespunzator diferitelor faze ale incendiului, rezulta

necesara analizarea acestora si stabilirea relatiilor optime ce trebuie asigurate. Astfel,

relatiile dintre timpul necesar semnalizarii si alarmarii, cel de evacuare si interventie, de

supravietuire in cladire si de rezistenta la foc a structurilor, peretilor, planseelor si a altor

elemente constructive, determina nivelul de realizare a exigentei utilizatorilor privind

siguranta la foc.

In functie de destinatia cladirii, aceste perioada de timp si performante asigurate,

depind de ansamblul constituit si elementele sale componente, dar si de comportamentul

ocupantilor si a pompierilor, elaborandu-se diferite scenarii de siguranta prin care se

stabilesc relatii satisfacatoare intre valorile performatelor asigurate pentru fiecare situatie

in parte. Asa, de exemplu, la o cladire din orientul mijlociu pentru irouri se poate lua in

considerare un timp de evacuare mai mic, datorita cunoasterii cladirii de catre salariati si a

exercitiilor periodice de evacuare ce se executa., iar la un hotel echipat cu instalatii

Page 49: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

automate de stingere tip sprinkler, se poate conta pe mai rapida interventie de stingere a

incendiilor. Timpul si performantele realizate pot fi determinate prin calcul sau prin

masurare directa. Poate fi determinata prin calcul, de exemplu, limita de rezistenta la foc a

unui element de constructie poate fi masurata prin incercari si confirmata prin certificate

sau buletine de incercare. Tot asa, eficienta tratamentelor cu substante ignifuge sau

fiailitatea unei instalatii de semnalizare ori a unui sistem de stingere, pot fi determinate prin

calcul sau masurare.

2.2.4. RISCURI DE IZUCNIRE A INCENDIILOR

In cladirile multietajate, ca de altfel in orice constructie civila, exista riscuri de

izbucnire a incediilor ce nu pot fi eliminate. Acestea provin din materialele si

sustantele aflate in cladire si din sursele de aprindere functional necesare sau accidentale,

fara a lua in considerare actiunile premeditate.

Daca in alte tari sunt stabilite riscuri si niveluri de risc diferentiate, pentru unele

destinatii nominalizate (normale, medii si mari), la noi se aplica inca sistemul de categorii

de pericol de incendiu specifice spatiilor cu procese tehologice.

In cladirile multietajate cu functiuni hoteliere sau de birouri, incaperile cu riscuri

medii si mari de izbucnire a incendiilor sunt considerate bucatariile, ceainariile si oficiile,

atelierele de intretinere si reparatii, spatiile tehnice in care sunt dispuse dispozitive,

agregate sau instalatii actionate electric ori termic, precum si incaperile pentru multiiplicate

sau de depozitare a substantelor combustibile ori in ambalaje combustibile, celelalte spatii

din cladire sunt clasificate cu riscuri normale.

Pentru incaperile cu nivel de risc mediu sau mare, masurile arhitecturale impuse de

siguranta utilizatorilor trateaza in principal:

- dispunerea lor izolata fata de functiunile preponderente ale cladirii (camere de

cazare, birouri), precum si de caile comune de circulatie verticale si orizontale;

- asigurarea conditiilor de izolare si protejare a materialelor de orice natura aflate in

apropierea surselor de foc deschise (arzatoare, incalzitoare, dispozitive si agregate cu foc

etc.);

- compartimentarea incaperilor cu nivel de risc mediu si mare fata de restul cladirii

prin pereti si plansee incombustibile, rezistente la foc, precum si protectia corespunzatoare

a golurilor de circulatie sau comunicare practicate in acestea;

Page 50: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

- echiparea si dotarea incaperilor respective cu mijloace de semnalizare si stingere

adecvate.

2.2.5. AMPLASARE SI CONFORMARE

Amplasarea are in vedere atat evitarea propagarii incendiului de la cladirea

multietajata la obiectele situate in vecinatate, cat si nepericlitarea acesteia de un incendiu

produs in vecinatate. Este necesara asigurarea unor distante de minim o treime din

inaltimea cladirii sau atunci cand nu este posibil realizarea in zonele apropiate a unor

masuri de protectie impotriva propagarii incendiilor, cum sunt peretii antifoc sau perdele de

protectie cu apa.

2.2.6. DURABILITATEA CLADIRII IN CAZ DE INCENDIU

Aceasta este exprimata prin gradul de rezistenta la foc pe care trebuie sa-l aiba

cladirea multietajata.

Potrivit reglementarilor existente, cladirile multietajate trebuie sa indeplineasca

conditiile stabilite pentru gradul I de rezistenta la foc, ceea ce inseamna ca principalele

elemente de constructie utilizate sa fie incombustibile (clasa CO) si sa aibe limitele minime

de rezistenta la foc normate.

Comparand conditiile de incadrare in gradul I de rezistenta la foc din normele

noastre cu prevederile stabilite in alte tari pentru principalele elemente de constructie ce

alcatuiesc o cladire din orientul mijlociu, rezulta in principal nediferentierea conditiilor fata

de cele prevazute pentru constructiile obisnuite si luarea in considerare a unor elemente

de constructie care nu sunt utilizate la astfel de cladiri.

Pentru asigurarea conditiilor corespunzatoare de siguranta, este necesara

diferentierea de constructiile obisnuite, stabilindu-se distinct conditiile de performanta la

foc pe care trebuie sa le indeplineasca si care trebuie sa fie mai mari decat cele prevazute

pentru gradul I de rezistenta la foc.

Este necesara asigurarea pentru elementele structurale verticale a unor limite

minime de rezistenta la foc de 3 ore pentru stalpi, 1 ora pentru peretii interiori si 15 min.

pentru inchiderile exterioare perimetrale, iar pentru elementele structurale orizontale sa se

asigure 3 ore pentru grinzi si nervuri, 2 ore pentru plansee si acoperisuri terasa, toate

acestea fiind incombustibile (clasa CO).

Page 51: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

In cazul in care este absolut necesar mentionarea unui grad de rezistenta la foc

pentru cladirile multietajate conditiile mentionate pot fi notate cu gradul “0”.

Realizarea unei cladiri din orientul mijlociu presupune renuntarea la procedeele

traditionale si punerea in valoare a calitatilor unor noi materiale si elemente de constructie

cu eficienta sporita si mai usoare.

Aceste materiale, de regula compozite, isi gasesc utilizarea in cladirile multietajate

numai in conditiile existentei unor conditii normative specifice acestor tipuri de cladiri

deosebite de cele obisnuite.

Un parametru important stabilit pentru limitarea posibilitatilor de aparitie a incendiilor

il constitue refacerea densitatii sarcinii termice in cladirile multietajate.

2.2.7. COMPARTIMENTARI ALE CLADIRILOR

In conformitate cu prevederile reglementarilor irakiene referitoare la siguranta la foc,

pentru cladirile multietajate sunt admise compartimente antifoc de maximum 2500 mp (arie

construita la sol) cu posibilitati de majorare pana la 5000 mp, daca se echipeaza cu

instalatii automate de stingere a incendiilor.

Aceasta limitare normata a ariei construite constituie pentru arhitectul proiectant o

constrangere care in unele situatii nu poate fi indeplinita decat, fie prin separarea artificiala

a functiunilor (si deci, afectarea grava a functionalitatii si a actului creator), fie prin

obtinerea unui regim derogatoriu.

Este de dorit ca prin noi reglementari sa se aiba in vedere aceasta situatie si

problemele sigurantei la foc a cladirilor multietajate sa faca obiectul unei reglementari

distincte.

Totodata, in scopul intarzierii propagarii incendiilor pe arii mari construite, normele

impun ca in cadrul compartimentelor de incendiu sa fie realizate separari prin elemente de

constructie verticale si orizontale incombustibile (clasa CO) si rezistente la foc, care sa

asigure sectionarea transversala a cladirii la maximum 110m lungime si multiple alte

separari ( destinatii diferite, cai de evacuare, case de scari, incaperi de cazare sau birouri,

camere de serviciu, incaperi cu densitate mare a sarcinii termice, spatii de parcare, etc.).

Numai prin enumerarea principalelor separari impuse de norme, care in conditiile

limitelor de rezistenta normate conduc la utilizarea clasicelor materiale si elemente de

Page 52: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

constructie din zidarii de caramida si beton, rezulta contradictia dintre robustetea si

greutatea acestora fata de necesitatea utilizarii celor usoare, durabile si cu mare eficienta.

Este clar ca asigurarea folosirii unor materiale si elemente de constructie cu

rezistenta mare la foc poate conduce la asigurarea unor conditii de siguranta a utilizatorilor

cladirilor cu inaltime normala si echipari obisnuite, dar aplicarea acestor prevederi la o

cladire din orientul mijlociu care prin definitie este alcatuita si echipata cu instalatii multiple

si diversificate, echipari care o situeaza in apropierea stadiului de masinarie complicata,

conduce la imposibilitati in realizare sau la solutionari contradictorii.

Avand in vedere necesitatea asigurarii conditiilor de siguranta a utilizatorilor si

permiterea aplicarii unor solutii novatoare de realizare a cladirilor multietajate, se

considera obligatorie renuntarea la compartimentul antifoc impus si inlocuirea cu altceva

specific. Un mod de limitare a propagarii incendiilor il poate constitui subimpartirea cladirii

in portiuni (celule) spatiale cu aria totala desfasurata de max. 2500 mp si care pot cuprinde

1 la 3 niveluri succesive delimitate de pereti rezistenti la foc 3 ore si plansee 2 ore, iar

golurile de comunicare functionala din pereti protejate cu incaperi tampon avand usi

etanse la foc (EF) 1 ora si prevazute cu dispozitive de autoinchidere.

In ceea ce priveste separarea constructiva a ascensoarelor de interventie in caz de

incendiu, ca de altfel a tuturor ascensoarelor obisnuite ale cladirii multietajate, aceasta se

realizeaza prin pereti rezistenti la foc 2 ore care izoleaza aceste adevarate “cosuri” in caz

de incendiu si prin care focul si fumul se propaga cu usurinta.

Pentru ascensoarele obisnuite este stabilita prevederea unor usi de palier care sa

fie etanse la foc (EF) 1 ora.

2.2.8. SPATII TEHNICE

Un aspect deosebit de important al functionalitatii cladirilor multietajate il constituie

asigurarea instalatiilor tehnice aferente.

Conditiile impuse de norme pentru unele spatii tehnice au in vedere, in principal,

cele aferente instalatiilor de stingere a incendiilor, cele destinate functionarii normale

(electrice, incalzire, ventilare), precum si a atelierelor de intretinere, reparare si a

incaperilor de depozitare.

Avand in vedere suprafetele de teren limitate pe care se construiesc astfel de cladiri

si care de cele mai multe ori se afla in zonele centrale ale oraselor, de regula, intens

Page 53: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

construite, precum si multitudinea functiunilor ce trebuie dispuse in subsolul lor, asigurarea

unor accese directe din exterior este uneori, practic, imposibil de realizat. Pentru

satisfacerea impunerii normei, de cele mai multe ori, sunt prevazute accese din curti

interioare inchise la care nu se poate ajunge decat prin interiorul cladirii, ori sunt realizate

trape in trotuare prin care se poate accede numai prin scari verticale, in conditii foarte

grele. Intrucat scopul impunerii unui acces direct din exterior este acela de a interveni in

caz de incendiu la gospodaria de alimentare cu apa pentru stingere, aceasta se poate

asigura si numai prin interior, prin cai de interventie special amenajate si sigure, fara a mai

fi necesare alte accese directe.

Intrucat spatiile tehnice pot constitui factori de risc pentru intreaga cladire, fapt

confirmat de unele evenimente produse, este necesar ca acestea sa fie separate prin

pereti rezistenti la foc 2 ore si plansee 2 ore, iar golurile functionale de comunicatie si

circulatie sa fie protejate cu usi rezistente la foc sau metalice, echipate cu dispozitive de

autoinchidere, in functie de pericolul pe care-l prezinta.

Totodata, este necesar ca numai pentru incaperile de depozitare a materialelor sau

substantelor combustibile, care au suprafata da 20 mp sau mai mare, peretii de separare

fata de restul constructiei sa fie rezistenti la foc 3 ore si planseele 3 ore, iar golurile de

comunicare functionala practicate in pereti sa fie protejate cu incaperi tampon prevazute

cu usi rezistente la foc 45 minute.

Dintre spatiile tehnice necesare, un aspect deosebit il constituie centralele termice

aferente sistemelor de incalzire centrala. Potrivit normelor specifice, in interiorul cladirilor

cu inaltimea peste 28 m nu este admisa inglobarea centralelor termice, acestea putand fi

dispuse numai in portiuni ale cladirii care nu ating aceasta inaltime.

2.2.9. INCHIDERI EXTERIOARE PERIMETRALE

Normele impun ca la cladirile multietajate peretii exteriori sa fie realizati din

materiale incombustibile (CO) cu limita de rezistenta la foc de minimum 15 minute. Pentru

impiedicarea transmiterii incendiilor pe fatada se recomanda prevderea de copertina,

parapete, balcoane etc.

Cerinta impiedicarii transmiterii incendiilor pe fatadele cladirilor multietajate exista,

insa conditiile tehnice de indeplinire a acesteia sunt insuficiente si neaplicabile atat pentru

inchiderile din zidarie, cat mai ales pentru inchiderile din pereti cortina.

Page 54: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Dintre conditiile tehnice pe care trebuie sa le indeplineasca peretii cortina si care

consideram ca trebuie incluse in reglementari sunt cele care vizeaza in principal

asigurarea:

- clasei de combustibilitate si a conditiilor de rezistenta la foc minimale;

- utilizarii structurilor de rezistenta numai din otel, iar elementele din aluminiu sa nu

fie solicitate mecanic, admitandu-se realizarea din aluminiu a structurilor secundare numai

pentru cel mult doua niveluri si daca sunt ferite de flacari prin distante de cel putin 1,00 m

fata de partile superioare ale golurilor din fatade;

- ancorarii peretelui cortina de structura de rezistenta a cladirii prin elemente din

otel;

- folosirii materialelor termoizolante ce se incadreaza in clasa CO;

- utilizarii geamurilor din sticla securizata, rezistente la socuri si lovituri, respectiv din

sticla stratificata de tip duplex sau triplex;

- etansarii golurilor dintre peretii cortina si planseele de rezistenta ale cladirii pe

toata grosimea planseului;

- ecranelor continui din materiale clasa CO si etanse la foc 1 ora, dispuse pe tot

conturul sub planseele de rezistenta sau deasupra acestora (parapete) cu inaltimea

minima de 0,80 m.

Completarea reglementarilor tehnice cu prevederi specifice peretilor cortina va

conduce totodata la largirea posibilitatilor de expresivitate arhitecturala si stimularea

contributiei creatoare a arhitectilor proiectanti.

2.2.10. SIGURANTA IN UTILIZARE

In ceea ce priveste siguranta in utilizare, aceasta exigenta a utilizatorilor se refera la

siguranta circulatiilor functionale ale cladirii, a mijloacelor mecanice de transport si a

instalatiilor utilitare aferente constructiei (electrice, conditionare, incalzire etc.).

In general, indeplinirea exigentelor utilizatorilor referitoare la circulatiile functionale

vizeaza eliminarea posibilitatilor de accidentare prin caderi de la niveluri neprevazute cu

balustrade sau prin goluri ale planseelor neprotejate cu capace sau balustrade, caderi in

case de scari sau portiuni de pardoseala in panta si cu stratul de uzura alunecos.

Pentru evitarea producerii unor astfel de accidente, normele stabilesc masurile

tehnice care sa conduca la siguranta circulatiei, asigurandu-se:

Page 55: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

- siguranta denivelarilor interioare, precum si intre interiorul si exteriorul cladirii

- siguranta scarilor si a rampelor

- siguranta pragurilor si a treptelor izolate

- siguranta grinzilor situate la inaltime redusa

- siguranta geamurilor si a vizibilitatii usilor si a ferestrelor din sticla

- siguranta circulatiilor impotriva alunecarii

- limitarea oboselii datorita utilizarii scarilor si a rampelor interioare si exterioare

cladirii

- asigurarea conditiilor de acces si circulatie a handicapatilor.

In tabelul 2.2.10.1, 2.2.10.2., 2.2.10.3., 2.2.10.4. si 2.2.10.5. sunt aratate propuneri

privind diversele conditii de protectie la foc a cladirilor multietajate.

Tabel 2.2.10.1

TIPUL ELEMENTULUI DE CONSTRUCTIE

CLASA DE COMBUSTIBILITATE

LIMITA DE REZISTENTA

LA FOC OBSERVATII

1 2 3 4 5

ELEMENTE VERTICALE

STALPI Co 3 ore -

PERETI INTERIORI

Co 1 ora In conditiile compartimentarilor si

separarilor stabilite pentru anumite riscuri si destinatii

INCHIDERI EXTERIOARE

PERIMETRALE

Co

15 minute

Cu respectarea conditiilor din prescriptiile specifice acestora

ELEMENTE

ORIZONTALE

GRINZI, NERVURI

Co 3 ore -

PLANSEE, ACOPERIS,

TERASA Co 2 ore

In conditiile compartimentarilor si separarilor stabilite pentru anumite

riscuri si destinatii

DENSITATEA SARCINII TERMICE Tabel 2.2.10.2.

NR. DENSITATI ALE SARCINII DENSITATI ALE SARCINII TERMICE (MJ/mp)

CRT. TERMICE REZULTATE DIN: ADMISE PRIN ART.73 DIN NORMELE GENERALE DE P.S.I.

PROPUNERE

0 1 2 3

CONSTRUCTIE

(materiale, elemente) 275 215

MOBILIER

(echipamente, obiecte etc.) 565 425

TOTAL DENSITATE ADMISA 840 640

Page 56: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

SINTEZA SEPARARILOR PRIN PERETI SI PLANSEE IMPUSE PRIN NORMELE P118 SI PROPUNERI Tabel 2.2.10.3.

NR.CRT.

DESTINATIE SI ART.NORMA

SEPARARI IMPUSE PROPUNERI

PERETI

PLANSEE PROTECTIE

GOLURI PERE

TI PLANS

EE PROTECTIE

GOLURI 0 1 2 3 4 5 6 7

1

-Statii de pompare apa pentru incendii

- Grupuri electrogene si pompe termice

- Vane incendiu si altele similare

(art.7.9-P118)

3

(ore)

Acces direct din exterior si

comunicare cu un coridor de circulatie comuna prin URF 1

ora si 30min.

3 (ore)

2 (ore)

Acces numai dintr-un coridor comun de circulatie prin

URF 1 ora si 30min.

Ateliere, incaperi de

productie, depozitare etc. Separari corespunzatoare pericolului de

incendiu, dar cel putin: - Ateliere, incaperi tehnologice si tehnice

2

(art. 8.3 - P118) 1 (ora) 1

(ora)

conform categoriei de pericol de

incendiu

2 (ore)

2 (ore)

usi metal si URF 45min. la categoria

C pericol de incendiu

- Depozite categoria C de pericol si arie >20mp, separate cf. Tabel 6.1, pct.6

(perete 3 ore; planseu 2 ore; protectie golouri prin incaperi tampon cu URF

45min.)

3

Centrale termice (art. 9.9 - I13/94)

Nu sunt admise in interiorul cladirilor multietajate (peste 28 m)

Admiterea in cladiri din orientul mijlociu si separate prin:

3

(ore) 2

(ore) Incaperi tampon cu

URF 45 min.

SINTEZA CONDITIILOR IMPUSE PENTRU INCHIDERILE EXTERIOARE PERIMETRALE ALE

CLADIRILOR Tabel 2.2.10.4. DENUMIRE SI

ARTICOL NORMA

CONDITII IMPUSE PROPUNERI

0 1 2

PERETI EXTERIORI

(art. 8.8 din P118 si art.75 din

Normele Generale)

- Comportarea la foc: Co (incombustibil)

15 min. limita de rezistenta la foc - Recomandate masuri pentru

impiedicarea transmiterii incendiilor prin copertine, parapete, balcoane

incombustibile etc. - Tamplarie Co

- Conditii tehnice: -portiuni pline de fatada intre golurile acestora; - Conditii tehnice particulare: - clasele de combustibilitate si conditii de rezistenta la foc (Co, C1 si exceptional C2); - structuri de rezistenta din otel si limitarea folosirii aluminiului nesolicitat mecanic, structuri secundare pentru cel mult doua niveluri si ferit de flacari prin distantare la cel mult 1.00 m de partile superioare ale golurilor din fatada; - ancorarea de structura de rezistenta a cladirii prin elemente din otel.

SINTEZA PRINCIPALELOR MASURI IMPUSE LA CAILE DE EVACUARE Tabel 2.2.10.5.

CATEGORII DE MASURI MASURI IMPUSE DE NORME PROPUNERI 0 1 2

- minim 2 cai - minim 2 cai

- trasee distincte si independente (>2) - trasee distincte si independente (>2) - realizate spatii de refugiu

a) Realizarea si dispunerea cailor de evacuare

-Lungimi cai: < 25 m (10 m coridor infundat) - birouri < 20M (10 m coridor infundat) - hotel

-Lungimi cai: 30 m in doua directii (<10 m coridor infundat). O evacuare printr-un atrium < 10m.

- Latimi cai: - conform calcul, dar nu mai mici de: 1.25 m si 1.00 - scari;

- Latimi cai: - conform calcul, dar nu mai mici de: 1.10 m - scari;

Page 57: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

1.40 m si 1.00 - coridoare 0.90 m si 0.80 m - usi Usile de acces la circulatiile comune orizontale, prevazute cu autoinchidere sau inchidere automata.

1.50 m - coridoare 0.90 m - usi Usile de acces la circulatiile comune (orizontale si verticale), prevazute cu autoinchidere sau inchidere automata.

- Scari interioare: - traseu pe toata inaltimea; - accese pe terase; - iesiri la nivel teren; - rampa cu inclinare si gabarite conform STAS; - < 2.50m latime rampe

- Scari interioare: - traseu pe toata inaltimea; - accese pe terase; - iesiri la nivel teren; - rampa cu inclinare si gabarite conform STAS; - latimi rampe nenormate, dar maini curente pe ambele laturi la >1.60 latime

- scara exterioara de salvare, de tip S1 sau S2 -

b) Separarea cailor de evacuare fata de restul cladirii

- Usi: - de tip obisnuit la deschidere (balamale, pivoti), cu unele exceptii; - fara praguri; - deschidere in sensul de evacuare a > 30 persoane valide; - etanse la foc si dupa caz, rezistenta la foc.

- Usi: - de tip obisnuit la deschidere (balamale, pivoti), cu unele exceptii; - fara praguri; - deschidere in sensul de evacuare a > 30 persoane valide; - etanse la foc si dupa caz, rezistenta la foc; - pe traseul de evacuare a > 50 persoane, echipate cu dispozitiv de deschidere “antipanica”.

- Scari interioare inchise: - destinate numai circulatiei; - grinzi, podeste, trepte Co, rezistente la foc 1 ora; - trecerea spre a doua scar sa nu fie prin prima scar; - case de scari inchise cu: pereti 3 ore plansee 1 ora - separare rampe spre subsol prin pereti 3 ore, plansee 1 ora si incaperi tampon cu usi rezistente la foc 45 min. - goluri de circulatie protejate cu incaperi tampon, cu usi etanse la foc 1 ora, echipate cu autoinchidere sau inchidere automata.

- Scari interioare inchise: - destinate numai circulatiei; - grinzi, podeste, trepte Co, rezistente la foc 1 ora; - trecerea spre a doua scar sa nu fie prin prima scar; - case de scari inchise cu: pereti 3 ore plansee 1 ora - separare rampe spre subsol prin pereti 3 ore, plansee 1 ora si incaperi tampon cu usi rezistente la foc 45 min. - goluri de circulatie protejate cu incaperi tampon, cu usi etanse la foc 1 ora, echipate cu autoinchidere sau inchidere automata.

- Scari interioare deschise: - evacuare numai pentru un nivel; - scari rulante, prevazute cu ecrane si perdele de apa pe contur.

- Scari interioare deschise: - circulatie intre doua doua sau trei niveluri succesive ale zonei separate ori dispuse intr-un atrium la care se iau masuri specifice; - scari rulante, prevazute cu ecrane si perdele de apa pe contur.

- Coridoare: - separate cu pereti 2 ore si plansee 1 ora, iar usile rezistente la foc 45 min.; - holuri parter in care debuseaza scari deschise: pereti 3 ore plansee 1 ora

- degajamente (coridoare, holuri, vestibuluri): - separate prin pereti 2 ore si plansee 2 ore, iar usile din peretii de separare etanse la foc 1 ora si prevazute cu autoinchidere automata (sau dupa caz, usi rezistente la foc)

c) Evacuarea fumului din caile de evacuare

- Naturala organizata: - goluri dispuse la partea superioara (in pereti sau plansee) protejate cu dispozitive cu deschidere automata sau manuala; - canale verticale, la cladiri etajate. - Mecanica: - sisteme adecvate.

- Naturale organizata: - deschideri pentru admisie dispuse in pereti la < 1m de pardoseala si goluri de evacuare amplasate la partea superioara a incaperii (in plafon sau > 1.80m de pardoseala), protejate cu dispozitive cu deschidere automata si manuala; - sisteme de canale verticale de evacuare de la partea superioara si deschideri de admisie dispuse langa pardoseala, cu dispozitive cu deschidere automata si manuala; - Mecanic: - introducere mecanica in scara si evacuare in spatiile adiacente; - extractie mecanica din spatiile adiacente scarii, unde s-a declansat incendiul; - introducere si extractie mecanica, asigurand suprapresiune in scari.

Page 58: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

d) Limitare combustie si producere fum pe caile de

evacuare

- Materiale Co rezistente la foc: - plafoane suspendate Co si rezistente la foc 30 min.; - finisaje C1 si C2 lipite pe suport incombustibil si cu grosimea < 2 mm; - placari cu lemn C1 - C2, in holuri.

- Materiale Co rezistente la foc: - plafoane suspendate Co, rezistente la foc 15min. sau C1-C2, rezistente 30min.; - finisaje C1-C2, care nu emit fum si gaze toxice prin combustie.

2.3. CERINTE SPECIFICE PRIVIND REZISTENTA SI STABILITATEA

Pentru a se preciza criteriile de performanta este necesar inventarul factorilor care

actioneaza asupra cladirii, grupati sub forma de agenti.

Agentii mecanici sunt:

actiunea gravitationala;

forte si deformatii impuse;

vibratii induse de miscarea seismica, vant si eventual alte surse, producand efecte

semnificative, de exemplu oboseala la un numar redus de cicluri de solicitare de

mare intensitate (cutremur), oboseala pe durata lunga de exploatare sau inconfort

(vant).

La acestia se adauga alti agenti care afecteaza direct structura de rezistenta, astfel:

actiunea de inghet - dezghet;

actiunea focului;

actiunea coroziunii;

actiunea umiditatii.

Raspunsul structurii de rezistenta la aceste actiuni trebuie sa se incadreze in

criteriile de performanta adecvate cladirilor multietajate.

In timp ce criteriile legate de starea limita a exploatarii normale, cum ar fi cele

referitoare la deformatiile elementelor la actiuni gravitationale, deschiderea fisurilor sau

limitarea efectelor vibratiilor din actiuni mecanice sau umane, au o tratare relativ unitara in

reglementarile din diverse tari, criteriile referitoarea la controlul raspunsului seismic sunt

diferite.

Conditia de limitare a degradarii elementelor structurale la actiunea seismica se

considera indeplinita daca sunt satisfacute conditiile de rezistenta locala in zonele critice.

Limitarea degradarilor elementelor nestructurale, in special a panourilor de zidarie

de umplutura, se considera realizata daca distorsiunile unghiulare ale peretilor, impuse de

deformatiile cladiri, sunt inferioare deformatiilor corespunzatoare ultime (la nivelul fortelor

de lunecare maxime). Este general acceptat ca degradarile peretilor de compartimentare

Page 59: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

apar de regula la valori ale deplasarilor relative de nivel de ordinul 5-8 0/00. Degradarile

semnificative se constata la valori de ordinul 9-11 0/00. Pentru tavane si tamplarie, s-au

inregistrat degradari extinse greu de reparat la deplasari relative de ordinul 8 0/00. Este de

subliniat ca rigiditatea structurilor metalice si a structurilor in cadre din beton armat este

substantial marita prin contributia elementelor de compartimentare si inchidere. Se citeaza

cazuri in care perioadele proprii de vibratie au fost reduse cu 30% prin aportul peretilor,

aport care a disparut dupa 8 cicluri de solicitare cu o deplasare relativa de nivel de 3 0/00.

Pentru zidarii de caramida sau blocuri din diferite materiale deformabilitatea scade

cu cresterea rezistentei mortarului.

De asemenea, valoarea deformatiei relative este influentata de geometria panoului

de zidarie inramat, fiind cu atat mai mica cu cat panoul este mai lung in raport cu

inaltimea. De exemplu, pentru panouri de zidarie de caramida curenta se pot accepta

urmatoarele valori ale rotirii limita :

pentru raportul L/H 4/3 (lungimea si inaltimea panoului) = 2 0/00

pentru 4/3 L/H 2/3 = 4 0/00

pentru L/H 2/3 = 6 0/00

Rotirea limita de 5-8 0/00 prescrisa de normativul P100/1-2006 reprezinta practic

media ponderata a acestor valori.

In cazurile curente, reglementarile tehnice admit ca aceste conditii sunt realizate

prin respectarea prevederilor pentru limitarea deplasarilor relative de nivel (calcul la starea

limita de deformare).

Cu notatiile:

r = deplasarea relativa de nivel produsa de fortele seismice de calcul

He = inaltimea nivelului curent al constructiei.

q = coeficient de comportare;

r a= valoarea admisibila a deplasarii relative de nivel, care depinde de natura

materialelor din care sunt alcatuiti peretii de compartimentare si de natura prinderilor de

structura. ra

e

r qH

Raportul (qr/He) se limiteaza in normativul P100/1-2006 la 0,005 pentru pereti de

umplutura din zidarie, respectiv la 0,008 in cazul lipsei peretilor. Prescriptiile straine

utilizeaza valori intre 0,005 si 0,010, limita uzuala fiind 0,005.

Page 60: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

In tabelul 2.3.1. se prezinta comparativ principalele elemente ale procedeelor de

verificare a deplasarilor laterale prevazute in principalele reglementari tehnice de

proiectare antiseismica pe plan mondial. De fapt, valorile maxime acceptate pentru

deplasarile relative de nivel sunt dimensionate pentru structurile in cadre de beton armat.

Tabel 2.3.1.

Codul S r ra ra / r

UBC 1994 0,117 G 0,117 G 0,0033 Hs 0,028 Hs/G

BSL (Japonia) 0,200 G 0,200 G 0,005 Hs 0,025 Hs/G

NZS (N. Zeelanda) 0,096 G 0,300 G 0,006 Hs 0,020 Hs/G

CEB 1987 0,100 G 0,500 G 0,010 Hs 0,020 Hs/G

EUROCOD 8 0,100 G 0,250 G 0,004 Hs 0,016 Hs/G

P 100/1-2006 0,100 G 0,500 G 0,005 Hs 0,010 Hs/G

G = greutatea constructiei;

Hs = inaltimea etajului

= valoarea r propusa de o forta laterala de baza egala cu 1;

S = forta seismica de calcul.

Valorile din tabel se refera la cazul in care elementele nestructurale, de

compartimentare si de inchidere, sunt legate nemijlocit de structura si pot fi afectate de

deplasarile relative prea mari ale acesteia.

Procedeul utilizat in prezent in Normativul P100/1-2006 poate fi criticat din doua

puncte de vedere.

Prima insuficienta este de natura conceptuala. Termenul stang al relatiei de

verificare reprezinta valorile de drift corespunzatoare fortelor seismice standard, deci

maxime, in timp ce termenul din dreapta corespunde protectiei elementelor nestructurale,

respectiv unui criteriu de exploatare normala.

A doua insuficienta priveste procedeul aproximativ de calcul al deplasarilor relative

de nivel, care furnizeaza valori neacoperitoare

Relatia rq r a se bazeaza pe lucrarile Newmark din 1982. Aceasta are o anumita

corespondenta cu realitate intr-un domeniu al terenurilor rigide si al structurilor cu perioade

proprii de vibratie, sensibil mai mari decat cele corespunzatoare cadrelor proiectate pe

baza prescriptiilor moderne de proiectare antiseismica.

Pe de alta parte exista numeroase incertitudini in ceea ce priveste valorile

coeficientilor de reducere a fortelor seismice, prin intermediul carora se face trecerea de la

Page 61: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

deplasarea elastica, la cea considerata “efectiva”, incluzand componenta postelastica a

deplasarii.

De asemenea, trebuie subliniat faptul ca normativul P100/1-2006 trateaza ambiguu

problema valorilor rigiditatilor elementelor structurale utilizate in calculul deplasarilor.

Principala problema care intervine este legata de caracterizarea cutremurelor care

trebuie considerate sub aspectul acceleratiei maxime a terenului (valorile PGA) si a

perioadelor de revenire a cutremurelor respective.

Pentru zona seismica in care este inclus Erbilul la care PGA este de ordinul 0,24g

se pot accepta:

Starea limita de serviciu (S.L.S.) sa fie asociata cu incidenta unor cutremure

avand perioada de revenire de 10 ani si o acceleratie maxima a terenului de

0,08g, presupunand ca structura se comporta elastic;

Starea limita ultima (S.L.U.) se asociaza cu cutremure cu perioade de revenire

de cca 150 ani, cu o acceleratie maxima de 0,24g.

Pentru proiectare trebuie sa se asigure protectia degradarii elementelor

nestructurale pentru cutremure frecvente, de mica intensitate si evitarea prabusirii

constructiei pentru cutremure de mare intensitate, cu perioade foarte lungi de revenire.

Asigurarea celor 2 conditii se poate face practic prin limitarea deplasarilor maxime

la nivelul deplasarilor admisibile:

pentru S.L.S.: max, s a, I

pentru S.L.U.: max, u a, II

Valoarea deformatiei a,I depinde de natura peretilor de compartimentare, a

inchiderilor si de modul in care se realizeaza inramarea de catre elementele structurii.

Pentru determinarea valorilor a,II sunt necesare cercetari experimentale

suplimentare.

Daca peretii nestructurali nu sunt legati cu structura si nu sunt afectati de

deplasarile structurii sau cand se accepta degradarea lor (in situatia cand sunt ieftini, iar

eventuala lor prabusire nu prezinta risc pentru vietile oamenilor si pentru valorile materiale)

se pot alege, dupa caz, valori a, I mai mari.

Este de remarcat ca Normativul american UBC, impune o limitare a deplasarii

relative de nivel la 4 0/00 pentru cladiri cu inaltime pana la 20m, respectiv de 5 0/00 pentru

cladiri cu inaltimi mai mari de 20m.

Page 62: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Asupra valorilor modulilor de deformatie potriviti pentru calculul deplasarilor, diversi

cercetatori au facut analize pe modele teoretice si experimentale.

Sozen propune relatii pentru determinarea rigiditatilor elementelor fisurate supuse la

momente incovoietoare si forte axiale astfel incat rigiditatea grinzii in stadiul curgerii

armaturilor este 1/3 din rigiditatea in stadiul elastic, iar a stalpilor este 1/2 din cea initiala.

Pentru a tine seama de cresterea rigiditatii datorita aportului placilor, rigiditatea grinzilor se

inmulteste cu 2.

In studiile parametricese abordeaza influenta rigiditatii si rezistentei asupra

deplasarilor neliniare si se stabileste o relatie intre coeficientul fortei taietoare de baza si

deplasarile relative de nivel in stadii avansate de solicitare.

Deformatiile relative de nivel admise pentru actiunea vantului sunt de ordinul 1/360

din inaltimea etajului, iar acceleratiile maxime acceptate acceptate sunt de 0,05g.

In continuare sunt prezentate criteriile de performanta referitoare la structurile din

beton armat, care se utilizeaza avantajos in domeniul de inaltime de 20-25 niveluri, pe

amplasamente de seismicitate pronuntata.

2.4. PERFORMANTE SEISMICE

In raport cu functionalitatea si siguranta cladirii, in timpul si dupa producerea unui

seism sunt prevazute urmatoarele 3 niveluri de cerinte pentru performanta seismica a

cladirii (PF):

PF1 nivelul de performanta corespunzator sigurantei structurale si securitatii vietii;

PF2 nivelul de performanta corespunzator intreruperii exploatarii (intreruperea

functionalitatii)

PF3 nivel de performanta corespunzator functionalitatii normale.

Cerintele de performanta pe care trebuie sa le satisfaca cladirea, de natura

calitativa si cantitativa, depind de:

caracteristicile functionale;

gradul de ocupare, reprezentat de numarul probabil de persoane care se pot afla in

constructie la producerea evenimentului seismic;

caracteristicile constructive si structurale.

Page 63: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Pentru verificarea satisfacerii cerintelor de performanta, se considera urmatoarele

niveluri de intensitate seismica corespunzatoare celor 3 niveluri de performanta cerute,

utilizand valorile as de proiectare din Normativ P100/1-2006:

nivelul de siguranta

ag,PF1 = W1 ag

nivelul de intrerupere a functionalitatii

ag, PF2 = W2 ag

nivelul de functionare normala

ag, PF3 = W3 ag

In functie de importanta cladirii si de existenta unor surse de mare risc, nivelurile de

intensitate seismica se obtin dupa cum se vede prin reducerea sau majorarea nivelului de

proiectare, cu un coeficient W. Cerintele raspunsului structural sunt sintetizate in tabelul

2.4.1. In tabel sunt prezentate caracteristicile cinematice, de rezistenta, deplasare,

ductilitate, energie comportare plastica ale raspunsului sistemului structural la actiuni

exterioare - care trebuie insotite de un mecanism avantajos de disipare a energiei prin

articulatii plastice.

Tabel 2.3.1.

Nr. crt

TIP NIVEL DENUMIRE

1. CERINTE DE EFORT (DE REZISTENTA)

Element Eforturi sectionale

Subsistem Forta taietoare de nivel

Sistem Forta taietoare de nive

2. CERINTE DE DEPLASARE

Subansamblu (etaj) Deplasare laterala

Deplasare (rotire) relativa de nivel

Sistem Deplasare la varf

Rotirea fundatiei

3. CERINTE DE DUCTILITATE

Element Ductilitate rotationala

Ductilitate rotationala cumulata

Sistem Ductilitate de deplasare laterala

4. CERINTE DE COMPORTARE PLASTICA

Element Rotire in articulatia plastica

Sistem Pozitiile articulatiilor plastice (configuratia MDE)

5. CERINTE DE ENERGIE Subansamblu (etaj) Energie cinetica

Energie disipata prin histereza

Energie disipata prin amortizare

Sistem Energie de intrare

6. CERINTE CINEMATICE Subansamblu (etaj) Viteze de nivel

Acceleratii de nivel

In continuare, cerintele de performanta se expliciteaza prin criterii referitoare la:

mecanismul structural de disipare a energiei seismice;

cerintele de ductilitate la nivel de element si de ansamblu structural;

Page 64: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cerinte privitoare la evitarea ruperilor cu caracter casant;

limitarea degradarilor nestructurale.

2. 5. MECANISMUL STRUCTURAL DE DISIPARE A ENERGIEI SEISMICE

Acesta este constituit de configuratia articulatiilor plastice care de dezvolta in

elementele structurii, in urma actiunii seismice. In cazul structurilor in cadre din beton

armat, caracterul favorabil al mecanismului de disipare a energiei mobilizat de actiunea

unor cutremure de intensitate ridicata, este asociat cu indeplinirea urmatoarelor conditii:

a. Articulatiile plastice potentiale sunt distribuite relativ uniform pe intreaga structura

si sunt caracterizate prin cerinte de ductilitate redusa, evitandu-se concentrarea

deformatiilor plastice in cateva zone slabe.

Se evidentiaza mecanismul de nivel (nerecomandat) la care stalpii prezinta

deformatii plastice inaintea grinzilor, conducand la cerinte excesive de ductilitate la acest

nivel. Se analizeaza concentrarea energiei de deformare inelastica la nivelul unui etaj al

cladirilor etajate. Pentru structurile de tip forfecat s-a elaborat o metoda de verificare a

energiei induse de miscarea seismica, care sa diminueze riscul concentrarii absorbtiei de

energie la anumite niveluri.

b. Deformatiile plastice se initiaza in sectiunile de la extremitatile riglelor si numai

ulterior pot aparea, cu valori reduse si in stalpi.

Aceasta revine la asigurarea prin dimensionarea si armarea sectiunilor unui surplus

de capacitate portanta pentru elementele verticale in raport cu riglele, respectiv la

verificarea conditiei:

(Minf) + (Msup) 1,2 [(Mgr(-)) + (Mgr

(+))]

Minf, Msup, Mgr sunt momentele capabile ale stalpilor respectiv ale grinzilor.

Cu cat creste deschiderea sau incarcarea grinzilor si in consecinta si armatura de

continuitate, conditia este mai greu de indeplinit. In calculul momentelor capabile ale

grinzilor, se considera rezistente ale armaturilor longitudinale sporite cu 25%.

c. Deplasarile laterale impuse asociate cerintelor de ductilitate sunt suficient de

reduse pentru a nu aparea pericolul pierderii stabilitatii sau pentru a nu spori substantial

efectele de ordinul doi.

Se demonstreaza ca efectul P- poate fi neglijat in cazul deplasarilor relative de

nivel mai mici de 0,01 He. Comentariile SEOAC, arata ca efectele P - sunt importate la

Page 65: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cladirile amplasate in zonele cu seismicitate redusa. Efectele P - sunt semnificative

numai la structurile la care /He 0,02/Rw, unde factorul Rw de reducere a incarcarii

seismice are valori intre 4 si 12, functie de sistemul structural.

2.6. DUCTILITATEA LOCALA

Prin dimensionarea si alcatuirea elementelor structurale se asigura in zonele

plastice potentiale o capacitatea substantiala si stabila de disipare a energiei, fara

reducerea semnificativa a rigiditatii si a capacitatii de rezistenta. Se apreciaza ca la fiecare

nivel rotirea in articulatiile plastice trebuie sa fie sub limita de 3 x 10 - 2 radiani pentru a se

putea asigura in mod practic ductilitatea necesara prin alcatuirea de detaliu.

In proiectarea curenta se admite sa se inlocuiasca verificarea capacitatii de rotire

postelastica a articulatiei plastice cu un criteriu de limitare a inaltimii relative a zonei

comprimate .

=x/ho 0,3

x = inaltimea zonei comprimate;

h0 = distanta dintre fibra cu compresiunea maxima si centrul de

greutate al armaturii intinse

Pentru marirea ductilitatii locale se poate aplica una sau mai multe dintre

urmatoarele masuri:

modificarea sectiunii transversale, in sensul maririi latimii acesteia in zona

comprimata;

in cazul stalpilor, reducerea efortului unitar mediu de compresiune prin marirea

dimensiunilor transversale;

sporirea ariei armaturii din zona comprimata a sectiunii;

reducerea armaturii din zona intinsa a sectiunii;

marirea clasei betonului utilizat;

confinarea betonului din zona comprimata prin armaturi transversale.

2.7. CERINTELE DE DUCTILITATE LA NIVEL DE ELEMENT SI DE ANSAMBLU

STRUCTURAL

Analizele dinamice neliniare ale structurilor la accelerograme date stabilesc

mecanismul efectiv de plastificare a structurii, cu evidentierea ordinii de aparitie a

Page 66: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

articulatiilor plastice, a cerintelor de ductilitate in articulatiile plastice si de ansamblu. Prin

conceptia de proiectare se urmareste micsorarea cerintelor locale de ductilitate.

La constructiile in cadre cu unul sau mai multe niveluri relativ slabe, se produce o

concentrare a absorbtiei si disiparii de energie seismica la acele niveluri, cu cerinte de

ductilitate exagerata. La astfel de situatii se poate ajunge si in cazul rezistentei si rigiditatii

constante pe toata inaltimea cladirii, prin degradarea in primele faze ale actiunii seismice a

peretilor de umplutura de la nivelurile inferioare. Se apreciaza ca daca articulatiile plastice

se produc la capetele grinzilor si la baza stalpilor parterului, ductilitatile necesare de

curbura in articulatiile plastice sunt moderate.

Un sistem structural in conceptul stalp puternic - grinda slaba poate fi obtinut prin:

proiectarea stalpilor la momente incovoietoare majorate de cel putin 1,8 ori fata de

valorile obtinute intr-o analiza dinamica elastica la forte seismice de cod (Codul din

Noua Zeelanda);

verificarea conditiei ca pentru oricare nod suma momentelor capabile ale stalpilor sa fie

cu 20% mai mare decat suma momentelor capabile ale grinzilor (Codul ACI);

Avand in vedere factorul de reducere a rezistentelor de 0,7 pentru stalpi si de 0,9

pentru grinzi, factorul de multiplicare devine 1,54.

Park recomanda proiectarea stalpilor avand in vedere o cerinta de ductilitate de

curbura u/y = 20 cand este de asteptat o deformare plastica semnificativa, respectiv

u/y = 10 cand deformatiile plastice in stalpi sunt putin probabil a se produce.

Normativele din California si Noua Zeelanda indica cerinte de ductilitate la nivel de

ansamblu de ordinul u/y = 3 ... 5 pentru cadre ductile.

S-au utilizat notatiile pentru curburi , pentru deplasari laterale la varf, y pentru

limita de curgere, u pentru valori ultime.

Normativele de proiectare antiseismica, chiar daca nu precizeaza valori ale

cerintelor de ductilitate minima in zonele critice, prescriu reguli minimale referitoare la

alcatuirea sectiunilor si elementelor.

Un procedeu aproximativ larg utilizat in proiectarea pentru determinarea cerintelor

de ductilitate, a fost formulat de Clough. Acesta presupune ipoteza ca deplasarile neliniare

sunt egale cu cele obtinute prin analize liniar-elastice.

Page 67: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Caracteristicile betonului si ale otelului au o influenta mare asupra cerintelor de

ductilitate. O crestere cu 8% a limitei de curgere a otelului contribuie la o scadere cu 30%

a cerintelor de ductilitate.

In scopul evitarii penetrarii degradarilor in interiorul nodului, se analizeaza

experimental posibilitatea dirijarii articulatiilor plastice pe lungimea grinzii.

In acest mod se obtine o modificare a raspunsului inelastic in sensul cresterii

sensibile a ductilitatilor necesare pentru grinzi, indeosebi in cazul deschiderilor mici.

Se atrage atentia asupra modificarii cerintelor de ductilitate in stalpi, cand se face

un calcul pe directie oblica si asupra necesitatii de ductilizare a zonelor de mijloc ale

stalpilor.

Pentru cladirile cu pereti structurali din beton armat criteriile de performanta sunt

diferentiate in raport cu alcatuirea acestora.

Peretii in consola se pot clasifica in functie de aspectul lor geometric H/hs sau de

raportul M/Qhs, in care M - momentul incovoietor, Q - forta taietoare, hs - inaltimea sectiunii

transversale. Peretii cladirilor cu peste 10 niveluri se incadreaza in categoria peretilor

medii cu 1,5 Hs/Qhs 3 (0,77 M/Qhs 2) sau inaltimi cu Hs/hs 3 (M/Qhs 2).

La peretii cuplati, gradul de cuplare se exprima prin parametrul A = Nlr/M0, in care

N este diferenta de forta axiala in spaleti, datorita cuplarii, lr este deschiderea de calcul a

riglei de cuplare iar M0 este momentul incovoietor exterior (total). Cuplarea se considera:

- slaba cand A 0,33 (spaleti independenti)

- medie cand 0,33 A 0,67 (apropiata de cadre)

- puternica A 0,60.

Pentru ductilizarea peretilor inalti din beton armat se recomanda prevederea de

etrieri suplimentari de confinare a zonelor comprimate, cand N0/AbetRt 0,12, pe inaltimea

minima 0,6H. Pentru peretii neplanari cu sectiuni in forma de L, Z si nuclee la care raportul

(latime nucleu) / (grosime perete) 10, se recomanda determinarea starii de tensiuni

suplimentare in domeniul elastic, datorita efectului de tub.

Preluarea tensiunilor suplimentare se poate face prin dispunerea de carcase

inclinate de armatura pe inaltimea fiecarui nivel.

Page 68: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

2.8. EVITAREA RUPERILOR CU CARACTER CASANT

Prin dimensionarea si alcatuirea elementelor structurale de beton armat se

urmareste evitarea ruperilor premature, cu caracter casant, care impiedica dezvoltarea

mecanismului ales pentru disiparea energiei. Ruperile cu caracter casant se produc:

in sectiuni inclinate provocate de forte de lunecare in lungul unor planuri

prefisurate (rosturi de lucru);

prin pierderea ancorajului armaturilor si degradarea aderentei cu betonul;

prin cedarea zonei intinse armate sub nivelul corespunzator eforturilor de

fisurare ale sectiunilor.

Asigurarea fata de aceste tipuri de rupere va fi superioara in raport cu cea fata de

cedarea la un moment incovoietor cu sau fara efort axial.

Valorile fortelor taietoare si ale fortelor de lunecare care intervin la dimensionare

sunt cele asociate mecanismului de plastificare structural si includ si eventualele efecte de

suprarezistenta. Pentru evitarea ruperilor casante in zonele intinse se adopta procente

minime de armare.

La riglele de cadru care conlucreaza cu placa planseului, momentul de fisurare

poate avea o valoare superioara momentului capabil, ipoteza care trebuie luata in

considerare la evaluarea fortei taietoare de dimensionare a armaturilor transversale.

Normativele de proiectare contin, in sensul celor de mai sus, prevederi constructive

cum ar fi:

interzicerea ancorajului si petrecerii armaturilor in zone cu eforturi mari;

prevederea de etrieri la distante reduse in zonele de inadire a armaturilor.

Incercarile pe modele de stalpi supuse la incercari alternante in domeniul inelastic

au demonstrat necesitatea:

prevederii de etrieri pe zona de petrecere a armaturilor longitudinale avand cu

procent minim de Aetr/a = /20, unde a = distanta intre etrieri, iar este

diametrul armaturilor;

petrecerii pe zonele in care stratul de acoperire este mai gros de 1,75.

Autorii incercarilor arata ca prevederile normativelor sunt corespunzatoare numai

pentru incercari monoton crescatoare, si incercari repetate sub nivelul de 80% din

incarcarile de cedare.

Page 69: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Influenta starii de eforturi din stalpi asupra capacitatii de rezistenta la smulgere a

barelor din noduri a fost studiata experimental tragandu-se concluzia ca intensitatea fortei

axiale din stalpi influenteaza semnificativ degradarea ciclica.

2.9. LIMITAREA DEGRADARILOR NESTRUCTURALE

Obtinerea unei rigiditati suficiente (laterale de etaj si de ansamblu) a sistemului

structural, incat sa se limiteze degradarea elementelor nestructurale este un obiectiv major

al proiectarii cladirilor multietajate. Problema limitarii deplasarilor relative de nivel prezinta

o importanta particulara in cazul Irakului fiind cunoscut faptul ca seismele care apar sunt

mai putin agresive fata de cutremurele romanesti din punct de vedere al cerintelor de

deplasare.

Obiectivele proiectarii antiseismice in ceea ce priveste limitarea degradarilor pot fi

formulate astfel:

(1) Sa previna degradarile nestructurale in cazul cutremurelor frecvente minore

(Starea limita de exploatare sau de serviciu - S.L.S.);

(2) Sa previna degradarile structurale si sa limiteze degradarile nestructurale la

actiuni seismice moderate (Starea limita de pastrare a functionalitatii sau de

reparabilitate - S.L.R.);

(3) Sa evite colapsul sau degradarile structurale severe in cazul cutremurelor

majore, rare (Starea limita ultima - S.L.U.).

Aplicarea practica a acestei filozofii de proiectare intampina dificultati majore din cel

putin doua puncte de vedere: cantitatea si complexitatea calculului si respectiv penuria de

date referitoare la caracteristicile cutremurelor avand diferite perioade de revenire.

Pe de alta parte intervin o serie de cerinte tehnologice pentru alegerea solutiilor

constructive adecvate pentru elementele nestructurale.

In domeniul elementelor arhitecturale, cum sunt inchiderile si finisajele se

mentioneaza urmatoarele cerinte tehnologice:

- greutate redusa;

- sisteme constructive cu montaj rapid;

- legaturi elastice cu structura de rezistenta, care sa permita adaptarea la

deformatiile de ansamblu ale constructiei;

- adaptarea usoara la reteaua de instalatii si echipamente.

Page 70: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Practic, solutiile constructive eficiente pentru inchideri exterioare si compartimentale

sunt realizate din componente usoare executate uzinat, montate cu piese metalice.

Alte cerinte, care influenteaza tehnologiile de executie si montaj se refera la:

demontabilitate (modificare pozitie in timp);

compatibilitate cu componentele instalatiilor;

utilizarea de materiale elastice in zonele de contact cu elementele

structurale.

Astfel de zone, tratate special la nivel de detaliu, sunt:

legatura tavan-pereti;

legatura intre peretii interiori de compartimentare si structura verticala;

intersectiile peretilor de compartimentare.

In cazul structurilor metalice, caracterizate prin deformatii laterale mari fata de cele

din beton armat sunt necesare tehnologii speciale de realizare a componentelor

nestructurale, a legaturilor dintre ele, precum si a legaturilor cu structura.

Pentru ferestre, cerintele specifice se refera la rezistenta la socuri, precum si la o

intretinere facila.

Page 71: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 3

SOLUTII CONSTRUCTIVE SI TEHNOLOGICE

PENTRU STRUCTURILE CLADIRILOR MULTIETAJATE

DIN ORIENTUL MIJLOCIU

3.1. ASPECTE GENERALE

Problema fundamentala a sistemelor structurale, este aceea de a prelua

incarcarile de la toate nivelurile constructiilor, de orice provenienta si a le transmite la

teren cu indeplinirea conditiilor de rezistenta, deformatie si stabilitate.

Calculul acestor sisteme trebuie sa fie cat mai exact, datorita faptului ca in

realitate, gradul de precizie poate fi influentat de diversi parametrii aleatori datorati

conditiilor de exploatare, complexitatii sistemului structural sau nonizotropiei

materialelor. Sistemele structurale proiectate nu trebuie sa fie deosebit de sensibile la

variatiile parametrilor de calcul si trebuie sa aiba suficiente rezerve si posibilitati de

redistribuire a eforturilor.

In literatura se recomanda ca proiectarea cladirilor din orientul mijlociu, sa nu se

rezume la calculul cu metodele curente si sa se utilizeze ipoteze si metode de calcul

complexe. Se recomanda efectuarea de verificari experimentale pentru elementele,

subansamblurile sau ansamblurile utilizate in compunerea cladirii respective.

Cele mai utilizate tipuri de sisteme structurale din otel, beton sau mixte, au

subsisteme sau componente comune. Acestea pot fi grupate astfel:

fundatii si infrastructuri;

subsisteme de plansee;

subsisteme rezistente la forte verticale;

subsisteme rezistente la forte orizontale;

subsisteme disipatoare de energie (pentru constructii supuse solicitarilor

dinamice de mare intensitate).

Cele mai utilizate sisteme structurale pentru constructii multietajate din otel si

din beton armat functie de inaltimea lor sunt prezentate de Fintel (fig.3.1).

Sunt prezentate rezolvarile la nivel de ansamblu structural care asigura

rezistenta si rigiditatea structurilor.

In fig. 3.2. se prezinta o sinteza a modului in care se repartizeaza consumul de

materiale pe m2 construit pe subansambluri structurale si se scoate in evidenta

Page 72: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

influenta numarului de etaje. Se remarca ponderea de circa 60% a materialelor

rezultate din proiectarea la actiuni orizontale.

In principiu, in orice sistem structural, componentele, indiferent de rolul lor in

preluarea incarcarilor (verticale sau orizontale) conlucreaza si nu se poate spune ca un

sistem este conceput doar pentru incarcarile verticale fara a se implica in preluarea

incarcarilor orizontale si invers. De regula la cladirile multietajate planseele fac parte si

din sistemul de rezistenta la actiuni orizontale. Pentru o mai usoara sistematizare, in

ceea ce urmeaza acestea se trateaza separat. Se vor analiza astfel:

sisteme constructive rezistente preponderent la incarcari gravitationale

(inclusiv planseele);

sisteme constructive rezistente la incarcari orizontale si sisteme disipatoare

de energie.

3.2. STRUCTURI METALICE, DIN BETON ARMAT SI MIXTE

3.2.1. CONSIDERATII GENERALE

Cerintele tehnologice si economice pentru structuri se refera la corelarea

sistemului constructiv si a materialului utilizat, cu posibilitatile tehnice de punere in

opera, in conditiile unor costuri avantajoase pentru beneficiar (analize cost - beneficiu).

Intervine de asemenea si durata de executie, ca factor determinant al eficientei

investitiei.

Sistemele structurale cu utilizare pe scara larga sunt alcatuite din patru entitati

structurale (fig.3.3):

sisteme contravantuite;

cadre cu noduri rigide;

pereti structurali izolati sau cuplati;

tuburi sau combinatii ale acestora.

Din punct de vedere al materialului utilizat se disting trei solutii cu rezolvari

tehnologice specifice:

structuri din beton armat;

structuri metalice cu cadre sau din sisteme contravantuite

structuri mixte alcatuite din subsisteme structurale metalice si din

beton armat.

Studiile realizate recent releva avantajele economice si tehnologice ale solutiilor

din beton armat in domeniul cladirilor de pana la 30 de etaje. Regimul de peste 30 de

etaje apartine in mare parte structurilor metalice si mixte datorita dificultatilor de

Page 73: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

realizare a constructiilor din beton armat obisnuit la cotele de peste 100m fata de teren.

Cele de mai sus se aplica structurilor amplasate in zonele seismice.

In fig.3.2 s-au prezentat sistemele structurale eficiente, recomandate in raport cu

numarul de etaje ale cladirilor destinate birourilor. Pana la 15-20 de etaje, este general

acceptat ca sunt avantajoase sistemele in cadre din beton armat. In domeniul cladirilor

cu 20 de etaje, nu poate fi asigurata o rigiditate adecvata decat prin introducerea

peretilor structurali. S-au utilizat astfel de sisteme mixte pana la 50 de nivele. Pentru

inaltimi de 30-35 de nivele s-au adoptat structuri in tuburi realizate din stalpi si grinzi. La

cladiri cu peste 40 de etaje, deformatiile laterale controleaza comportarea constructiilor,

fiind necesare nuclee rigide de tipul tub in tub.

Sunt semnalate mai multe cladiri cu 50 de nivele, realizate in aceasta solutie.

Pentru 70-80 de etaje s-a dovedit avantajoasa varianta cu un tub exterior, cu diagonale

si legaturi care sa realizeze un sistem spatial.

Analize tehnico-economice au fost efectuate asupra structurilor de tip tub cu

diagonale, realizate din beton armat, indicandu-le ca avantajoase pana la 110 nivele,

chiar fata de structurile din otel.

Ca o varianta, s-a dovedit avantajoasa creearea unui nucleu rigid format din mai

multe celule delimitate de pereti structurali din beton armat. Astfel de solutii s-au

executat la cladiri cu 77-80 de etaje cu utilizarea betoanelor de multietajata rezistenta.

Pentru structurile integral metalice analiza tehnico-economica trebuie sa

cuprinda (fig.3.4, 3.11,3.12):

Cladiri cu structura in cadre metalice. Solutia cu structura in cadre metalice este mai

greu de realizat atat in executie cat si in montaj, dar are avantaje din punct de

vedere a disiparii energiei produse de cutremure. Realizarea nodurilor rezistente la

moment incovoietor la pozitie prezinta dificultati tehnologice majore; (fig.3.11)

Cladiri cu structura din metal cu contravantuiri centrice.Aceasta solutie este mai

usor de executat, are o rigiditate mare, dar disipeaza in grad redus energia indusa

de cutremure. Imbinarile se realizeaza preponderent la forte axiale, ceea ce

conduce la solutii de prinderi simple. Structura in cadre metalice cu contravantuiri

centrice este considerata o solutie neindicata in zone seismice, desi are rigiditate

foarte buna la actiunile curente de exploatare. (fig. 3.11)

Cladirile cu structura din metal cu contravantuiri excentrice, reprezinta solutia cea

mai avantajoasa. In aceasta situatie, structura se realizeaza din doua componente

principale:

Page 74: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

o parte a structurii preia incarcarile gravitationale prin grinzile planseelor

prinse articulat pe stalpii continui;

o alta parte a structurii se realizeaza din cadre cu contravantuiri excentrice

cu legatura rigida intre diagonale si rigla.

In acest sistem disiparea de energie se realizeaza numai in zonele plastice

prestabilite si anume in legaturile orizontale ale diagonalelor (link-uri) si in stadii

avansate de solicitare, la baza stalpilor. (fig. 3.12)

Rezulta ca structura cu contravantuiri excentrice este solutia cea mai rationala,

imbinand avantajele celor doua sisteme: rigiditatea sistemului cu contravantuiri centrice

cu capacitatea plastica a cadrelor cu elemente incovoiate.

In vederea optimizarii solutiei structurale se pot adopta rezolvari diferite, pornind

de la partiul de arhitectura. Astfel, solutia de baza pentru birouri o constituie sistemul cu

circulatie centrala pe verticala. Ca urmare structura se prezinta sub forma unui nucleu

central, cadre cu contravantuiri si un sistem perimetral gravitational.

In aceste conditii apar rationale trei posibilitati diferentiate pentru locuinte, hoteluri,

birouri si anume:

1. transferarea structurii pe perimetru, realizand structura in solutie de tub

perimetral;

2. antrenarea in lucru, in solutia prezentata si a stalpilor perimetrali, astfel incat,

sistemul sa se realizeze dintr-o structura in cadre plus contravantuiri;

3. antrenarea in lucru a stalpilor perimetrali printr-in sistem de traverse.

Din literatura de specialitate, rezulta ca inaltimea nucleului central de 150m se

situeaza la limita celor doua directii noi de solutii:

- solutia cu structura perimetrala (tub);

- solutia cu nucleul central contravantuit plus stalpi perimetrali.

In cele ce urmeaza, conceptia structurala de ansamblu, este ilustrata prin cateva

exemple.

In cazul turnului Shiga Cultural Park, Japonia, cladirea BMW de 100m inaltime,

pe un nucleu central, sunt suspendate plansee din elemente spatiale prefabricate. (fig.

3.3; 3.4;3.6,3.9)

Subsistemul cu nucleu si stalpi periferici este cel mai justificat din punct de

vedere al executiei fiind solutia cea mai simpla si economica.

La majoritatea cladirilor de acest tip din Europa, ca turnul Nobel si La Defense,

din Paris, turnul Zamansky de la Facultatea de Stiinte de la Hall au Vins si turnul Maine

Page 75: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Montparnasse din Paris - care este cel mai inalt zgarie-nori din Europa - nucleul este

din beton armat iar structura periferica, precum si o parte din plansee sunt din otel.

La turnul Maine Montparnasse, nucleul din beton armat realizat cu cofraj glisant,

a fost turnat in doua etape pentru a rezolva problema curgerii lente a betonului.

Aceasta a permis montarea mai rapida a structurii metalice si a elementelor secundare.

Rezolvarea este mai usoara daca nucleul este realizat din otel cu cadre avand noduri

rigide, cu retele spatiale sau cadre compuse deoarece montajul se poate face in

acelasi timp pe intregul nivel, inclusiv casa liftului si a scarilor.

Una din cele mai zvelte cladiri din orientul mijlociu, realizate in 1967 este John

Hancock Tower (Chicago), la care fenomenele de instabilitate datorate turbulantei

vantului si problemele legate de protectia elementelor de inchidere, a condus la

conformarea structurii cu nucleu central cu rigiditate mare.

Bank of China din Hong Kong realizata in 1989 are o structura spatiala metalica

contravantuita si un nucleu central din beton armat monolit. Acest sistem mixt a condus

la consum de otel cu 50% mai mic decat in cazul variantei integral metalice.

Turnul Lake Point si cele doua turnuri Marina City din Chicago reprezinta

exemple de structuri cu nucleu si stalpi, realizate in intregime din beton armat. In

principiu conformarea structurala este aceeasi. Nucleul central preia solicitarile

orizontale, in timp ce stalpii perimetrali preiau cea mai mare parte a sarcinilor verticale.

Planseele din beton armat sunt considerate ca dale continu sau cu grinzi principale si

secundare.

La Brunswick Building din Chicago, s-a aplicat pentru prima oara principiul

structural “tub in tub”, adica doua nuclee concentrice legate intre ele la fiecare nivel si

care conlucreaza, la realizarea rezistentei si rigiditatii la incarcarile verticale si

orizontale. La One Shell Plaza din Houston, s-a reusit o perfecta armonizare intre

dimensiunile celor doua structuri concentrice care a facut intregul sistem atat de eficient

incat efectele incarcarii laterale din actiunea vantului sa fie neglijabile. O astfel de

solutie necesita stalpi perimetrali amplasati la distante mici.

Pentru a evita ocuparea parterului cu multi stalpi, s-a recurs la o grinda de

distributie care repartizeaza incarcarile verticale pe un numar redus de stalpi.

In mai multe cazuri s-a adoptat o legatura rigida sub forma de dala sau grinzi de

cuplare de acoperis, care uneste elementele verticale, nucleu si stalpi intr-o singura

structura foarte rigida, adecvata pentru inaltimi importante. Stalpii periferici, distribuiti

astfel incat sa nu formeze un tub, preiau eforturile axiale indirecte de compresiune si

intindere generate de actiunea vantului.

Page 76: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Legaturile rigide intre nucleu si stalpii exteriori, in afara de faptul ca sporesc

rigiditatea si rezistenta laterala a constructiei, reduc si deformatiile diferentiale datorate

diferentei de temperatura intre stalpii exteriori expusi si peretele nucleului, care are o

temperatura controlata.

3.2.2. STRUCTURI DIN ELEMENTE COMPUSE

Din punct de vedere tehnologic, domeniul cladirilor cu pana la 25 etaje, este

acoperit de solutii realizate din:

beton armat monolit;

beton armat in elemente prefabricate;

materiale asociate.

Solutiile constructive cele mai eficiente pentru plansee sunt cele cu elemente

compozite, care permit simplificarea tehnologiilor de cofrare, de sustinere a cofrajelor,

de imbinare precum si scurtarea duratei de executie.

Subsistemele, care trebuie sa aiba o ductilitate si o rigiditate semnificativa la

solicitari de tip seismic, se realizeaza in mod curent din beton cu armatura rigida.

Astfel stalpii si bulbii peretilor structurali s-au realizat din profile laminate cu

sectiuni T,U,L asamblate prin sudura respectandu-se principiile de calcul, alcatuire si

executie ale constructiilor metalice, inglobate in beton armat.

In Japonia aceste tehnologii sunt definite prin reglementari tehnice specifice, si

se aplica la majoritatea cladirilor cu 20-25 etaje.

Pentru sistemele cu pereti structurali, solutia prefabricata s-a aplicat pe scara

larga la cladiri cu 20-25 etaje, amplasate in zone cu seismicitate redusa. Dificultatile

tehnologice legate de realizarea unor imbinari de continuitate a facut ca la inaltimi de

peste 20 etaje sa se prefere solutiile constructive care combina tehnologia betonului

monolit cu cea a prefabricarii (nuclee monolit + pereti din panouri prefabricate).

Elementele compozite contin in sectiunea transversala mai multe materiale care

conlucreaza ca o sectiune unica.

Conceptul s-a extins si la asocierea elementelor prefabricate cu elementele

realizate monolit, formand un element mixt, cu caracteristici structurale avantajoase.

In prezent se utilizeaza pe scara larga urmatoarele asocieri:

beton armat monolit + beton armat in elemente prefabricate (cu sau fara

precomprimare);

beton armat (monolit sau prefabricat) + profile din otel.

Page 77: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Elementele compuse pot alcatui grinzi cu sectiunea plina sau cu zabrele, stalpi

metalici cu sectiunea inchisa, umpluti cu beton, stalpi metalici cu sectiunea deschisa

inglobati in beton, s.a.

Se considera ca grinzile din beton armat cu armatura rigida nu se includ in

categoria elementelor compuse. In literatura de specialitate de data recenta nu se face

insa o delimitare a acestui tip de sectiune fata de sectiunile compozite, betonul armat

cu armatura rigida fiind analizat in cadrul unui concept unic.

In conceptia americana, elementele compozite sunt alcatuite dintr-un element

executat in alta pozitie sau loc decat cea de punere in opera (prefabricat, uzinat),

conlucrand cu unul sau mai multe straturi de beton turnat pe santier.

Avantajele tehnico-economice ale asocierilor mentionate mai sus, rezulta din

insusi modul de grupare a materialelor in sectiunea transversala si va fi tratat separat

pentru fiecare tip de element.

Grinzile compuse “otel+beton” au o utilizare larga la structuri multietajate cu

deschideri de 6-12m pentru cladiri administrative si social-culturale.

Fata de structurile integral metalice, se apreciaza ca in domeniul deschiderilor

mari, adoptarea sectiunii mixte conduce la o reducere a consumului de otel cu 20%.

Prin utilizarea procedeelor de pretensionare si postensionare a elementelor metalice,

reducerea consumului de otel poate ajunge si la 50%.

Zonele monolite sunt motivate de necesitatea legaturilor intre elementele

prefabricate.

Asocierea elementelor prefabricate cu betonul armat monolit sub forma de

suprabetonare, din care rezulta un element cu rigiditate si capacitate de rezistenta in

sectiunile critice sporita, raspunde atat exigentelor serierii elementelor cat si conformarii

ansamblului. Sunt cunoscute implicatiile pe considerente tehnologice si de montaj ale

adoptarii elementelor compuse cum ar fi:

- reducerea cofrajelor sau sustinerilor;

- diminuarea greutatii elementelor prefabricate.

Deosebit de favorabila din punct de vedere constructiv si al sigurantei la

actiunea seismica, apare existenta suprabetonarii grinzilor pentru realizarea imbinarii

elementelor secundare pe inaltimea elementului principal si pentru realizarea unei

continuitati pentru saiba de acoperis sau planseu.

Existenta suprabetonarii ofera de asemenea posibilitatea asezarii unor armaturi

in lungul grinzii, corespunzator solicitarilor efective in diferite sectiuni.

Page 78: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Cladirile examinate dupa cutremure, ca si cercetarile experimentale confirma

mentinerea conlucrarii grinzii cu suprabetonarea, chiar in stadii avansate de solicitare.

Intr-o conceptie practica si economica, etrierii din grinda, mai bine zis prelungirile lor in

afara grinzii, indeplinesc si functiunea de conectori. De obicei, necesarul de conectori si

de etrieri, au valoare maxima pe aceleasi intervale ale grinzii.

Conlucrarea grinzii cu placa se realizeaza atat la incarcari verticale cat si la

incarcari in planul planseului.

Pentru deschideri de 12 18m s-a adoptat solutia din fig.3.5 la care armatura

din suprabetonare asigura continuitatea imbinarii grinda-stalp.

In S.U.A., armatura din suprabetonare este ancorata in stalp prin intermediul

unor piese inglobate cu bucle .

In domeniul planseelor pentru locuinte la care considerente de izolare fonica

(masa min. 350kg/m2) si structurale au condus la necesitate unor grosimi de 13-15cm,

s-a extins utilizarea solutiei cu predale. Partea dominanta din grosimea sectiunii de

beton este cea monolita, predala reprezentand circa o treime din grosime .

In predala prefabricata se introduc si armaturile din camp pentru preluarea

momentelor incovoietoare pozitive, deci manopera pentru montajul lor se muta de la

santier la atelierul de productie. In predala, datorita grosimii reduse se mai pot practica

cu usurinta unele goluri la fata locului.

De subliniat ca predalele nu necesita pentru montaj utilaje grele.

Predalele cu dimensiuni in plan mai mici de 2,4m se considera usor de

manipulat si montat pentru cladirile multietajate. La dimensiuni mai mari, sunt necesare

rigidizari cu ferme metalice ancorate in predala. Grosimea minima a predalelor este

conditionata de ancorarea armaturilor si tolerantelor de montaj ale acestora. Grosimea

placii de 5cm se considera minima.

Cand dimensiunile in plan ale placii impun realizarea din doua bucati dupa una

din directii, respectiv dupa cea mai putin solicitata, armatura de rezistenta se inadeste

in rostul dintre cele doua predale printr-o plasa dispusa la baza suprabetonarii.

Acelasi sistem se foloseste si pentru inadirea armaturii de repartitie la predalele

armate pe o singura directie.

In cazul continuitatii pe reazeme, momentele negative sunt preluate prin calareti

dispusi in suprabetonare. La alcatuirea imbinarilor elementelor prefabricate de planseu

se au in vedere urmatoarele principii:

transmiterea prin imbinari a eforturilor normale si tangentiale sa se faca

evitand concentrarile mari de eforturi;

Page 79: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

transmiterea eforturilor de intindere sa se faca exclusiv prin armaturi

inadite prin sudura sau bucle;

transmiterea eforturilor tangentiale intre panouri si imbinari sa se faca prin

alveole, praguri si bare de otel beton.

In domeniul grinzilor metalice care conlucreaza cu placile realizate prin

suprabetonare se mentin avantajele structurale si tehnologice aratate anterior la placi.

Ansamblul de planseu cu grinzi metalice poate avea alcatuirile din fig.3.5:

grinzi metalice cu suprabetonare din beton turnat monolit sau cu placi

prefabricate;

grinzi cu predale si suprabetonare;

grinzi cu panouri din tabla cutata si suprabetonare.

3.2.3 PRINCIPII DE ALCATUIRE CONSTRUCTIVA

In principal, solutia mixta de placa se bazeaza pe utilizarea panourilor din tabla

cutata avad profilaturi. Fetele panourilor din tabla pot fi prevazute cu nervuri, alveole,

striuri. Aceste amprente obtinute prin laminare contribuie la conlucrarea favorabila cu

betonul, cu efect direct asupra rigiditatii. In ceea ce priveste comportarea in domeniul

inelastic, aceste amprente nu favorizeaza redistribuirea eforturilor, cedarea avand un

caracter casant. Din aceste considerente afectul amprentelor nu se introduce in calcul.

O alta solutie de marire a gradului de conlucrare cu betonul este prevederea din

loc in loc, perpendicular pe cutele tablei, a unor elemente de rigidizare sub forma unor

fasii, eventual perforate.

O solutie de data mai recenta este cea cu conectori din tabla indoita, prinsi cu

suruburi la placa suport. Se recomanda a fi utilizata in zonele de rezemare a placilor pe

grinzi. Tot pentru aceasta zona exista numeroase tipuri de tije cu cap, sudate prin

contact prin strapungerea tablei (grosime maxima tabla 1,25mm).

Ca pozitie, cutele tablei pot fi orientate pe directia grinzilor principale,

asigurandu-se legatura rigida intre placa si grinda pe aceasta directie. Contactul tablei

cutate cu grinzile secundare se realizeaza numai prin intermediul cutelor, printr-o

continuitate partiala, placa-grinda.

Pentru placa de beton se pun urmatoarele conditii constructive si tehnologice:

grosimea minima a stratului de beton de deasupra cutelor tablei: 50mm

diametrul maxim al agregatelor: o patrime din dimensiunea miinima in

care trebuie sa patrunda betonul;

Page 80: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

armarea in camp si pe reazeme: conform cu prevederile specifice placilor

din beton armat;

grosimea minima a stratului de acoperire: 20mm.

Functie de alcatuirea placii, se realizeaza diverse grade de conlucrare cu grinda

metalica.

Conectorii au fost incadrati in doua categorii, in raport cu capacitatea de

transmitere a eforturilor de la grinda la placa:

- conectori rigizi;

- conectori flexibili.

La grinzile cu deschideri mari s-a extins utilizarea unor conectori de tip dorn cu

cap ingrosat sudati prin arc electric. Prin prevederea unei frete din sarma de otel de 3-

4mm grosime, capacitatea portanta ultima este marita cu 20%. Legatura placilor

prefabricate cu talpa grinzii prin intermediul buloanelor de multietajata rezistenta

pretensionate este deosebit de avantajoasa, insa implica realizarea elementelor

prefabricate din beton cu tolerante de aceeasi marime ca a elementelor metalice.

Tendintei de ridicare a placii de pe talpa grinzii, in stadii avansate de deformare

i se opun sudurile conector-grinda, care in general nu au o calitate superioara fiind

executate pe santier.

S-au lansat de asemenea o serie de solutii de prindere a conectorilor din tabla

indoita la rece, cu suruburi autofiletante sau bolturi impuscate, solutii potrivite cand

talpile grinzilor au o grosime mai mare de 8mm.

O serie de cercetari recente au scos la iveala o reducere substantiala a

rezistentei legaturilor conector-grinda in cazul elementelor supuse la vibratii, sau cand

fortele de lunecare isi schimba continuu marimea si directia.

In prezent se constata o tendinta de utilizare a grinzilor compuse din profile

laminate la cald si beton monolit (fig3.5).

Avantajele acestor solutii fata de solutiile traditionale sunt urmatoarele:

betonul de la nivelul conectorilor este confinat si se asigura un transfer

adecvat al fortei verticale de la profil la etrieri prin diagonale de beton

comprimat;

intinderile din incovoiere sunt preluate atat de armaturile longitudinale cat si

de profil.

Sistemul necesita insa sustineri intermediare ale profilului.

Solutia este recomandata a fi utilizata la structuri cu deschideri mici.

Page 81: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Alta categorie de grinzi cu sectiune compusa se bazeaza pe folosirea profilelor

laminate la cald de tip I:

a) cu inglobarea talpii superioare a profilului in beton;

b) cu inglobarea totala profilului in beton.

Adoptarea solutiei mixte la plansee conduce la urmatoarele avantaje fata de

solutiile integral metalice echivalente:

se reduce consumul de otel cu 50-60%;

se realizeaza o mai buna izolare acustica a planseelor;

se obtine o marire a rigiditatii si rezistentei la actiuni exceptionale

(coliziuni, explozii);

se obtine o rezitenta la foc imbunatatita;

se realizeaza o durabilitate superioara la factori agresivi.

In comparatie cu placile realizate din beton armat in solutie traditionala se obtin

de asemenea, avantaje cum ar fi:

inaltime si o greutate mai redusa;

eliminarea cofrajelor si sustinerilor;

simplificarea armarii placii;

ductilitate imbunatatita;

durata de executie mai scurta.

3.3. SISTEME CONSTRUCTIVE ORIZONTALE - PLANSEE

Structurile orizontale sunt considerate cu cea mai mare pondere la formarea

pretului cladirilor din orientul mijlociu.

Desi planseele constructiilor multietajate nu difera substantial de acelea ale

constructiilor curente, sunt cateva aspecte de care trebuie sa se tina seama la

selectarea solutiei de planseu pentru a se diminua pretul constructiei:

greutatea proprie a planseului; rational este sa se execute cu greutate

proprie redusa avand in vedere numarul mare de plansee, pentru a se

permite reducerea dimensiunilor elementelor structurale verticale si a

fundatiilor si pentru a putea dispune de deschideri mai mari intre stalpi;

capacitatea planseului de a suporta solicitarile relativ mari din incarcari

temporare in timpul executiei;

eliminarea unor operatii de ancorare, sustineri monolitizari la pozitie, pe

lunga durata.

Page 82: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Tendinta actuala este aceea de a folosi plansee cu deschideri mari, realizate in

special cu elemente principale din otel, pentru a permite posibilitatea de creare de

partiuri flexibile.

Structurile planseelor pot fi realizate folosind elemente din otel si beton armat in

diverse combinatii. Acestea sunt conditionate, bineinteles, de sistemele structurale in

ansamblu, dar in toate cazurile sunt o combinatie de placi, grinzi secundare si grinzi

principale. Elementul caracteristic pentru intreaga gama de structuri de plansee este

placa, a carei grosimi si armaturi sunt dependente de deschidere, incarcari si conditii

de rezemare.

Tipurile de placi utilizate pentru plansee din beton armat, otel sau combinatii ale

acestor materiale sunt:

placi care lucreaza pe doua directii;

placi care lucreaza pe o singura directie;

placi cu nervuri.

La rezolvarea diferitelor tipuri de placi, se acorda o mare importanta integrarii in

structura a instalatiilor mecanice si electrice; alegerea tipului de planseu se face astfel

ca aceasta sa fie adecvat includerii instalatiilor in grosimea planseului.

Integrarea cablurilor, tuburilor si conductelor de instalatii in planseu, se face in

una din variantele urmatoare:

planseele cu grinzi cu zabrele la care conductorii si conductele trec

prin zabrele; reprezinta o solutie tipica planseelor metalice cu

deschideri mari;

la planseele cu nervuri se prevad gauri in inaltimea acestora (in

special a celor metalice) pentru trecerea conductelor si circuitelor

electrice;

la planseele cu placa de grosime redusa, conductele si cablurile se

suspenda la intradosul acestora si se acopera; solutia este tipica

placilor din beton armat, de deschideri mici.

3.3.1. STRUCTURI DE PLANSEE DIN BETON ARMAT

Se utilizeaza betonul cu agregate obisnuite sau cu agregate usoare, armat sau

precomprimat, monolit, prefabricat sau monolit combinat cu prefabricat. La aprecierea

avantajelor si dezavantajelor acestui material concura mai multi factori cum ar fi

greutatea proprie, capacitatea de izolare termica si fonica, amortizarea vibratiilor,

Page 83: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

rezistenta la foc, durabilitatea, rigiditatea, capacitatea de punere in opera, pretul si

durata de executie.

In bibliografia consultata se prezinta diferite solutii, ca de exemplu:

a) Placi cu grosime constanta, lucrand pe o directie sau doua, cu grosimi de

10cm - 25cm si cu deschidere de 2m - 8m

avantaje:

inaltime minima de etaj;

grosime minima a planseului ;

intrados neted;

adaptari simple la denivelari de reazeme;

flexibilitatea pentru instalatii;

dezavantaje:

greutatea proprie mare influentand dimensiunile stalpilor si fundatiilor;

deschideri relativ mici;

deformatii (sageti) relativ mari;

aplicatii la hoteluri si apartamente si mai putin frecvent la cladiri de birouri.

Exemple: Lake Point Tower, Chicago 71 de etaje de apartamente; Concordia,

Köln, 48 etaje, apartamente; Hotel Hradec Kralove (Cehoslovacia).

b) Plansee din beton cu nervuri dese, incluse in grosime

Sunt structuri cu placi relativ subtiri din beton turnat monolit, cu spatii mici

inchise, de regula cu nervuri, care pot fi dispuse in cofraj, la turnare.

Se pot realiza nervuri pe o directie sau doua (plansee casetate). Planseele cu

nervuri pe o directie sunt in general prefabricate. Nervurile planseelor casetate se fac

cu cofraje din lemn, mase plastice, azbociment, metalice.

In Marea Britanie se folosesc plansee casetate de 30-50cm inaltime, pentru

deschideri de 6-16m, si plansee cu nervuri pe o directie cu inaltimi de 20-50cm, si

deschideri de 4,5 - 13,5m.

In S.U.A. planseele au grosimi de ordinul 15-61cm, pentru plansee monolite, 51-

100cm pentru plansee prefabricate, cu deschideri de la 8 la 14m. Prin precomprimarea

nervurilor, deschiderile cresc cu 50%.

avantaje:

indicate la deschideri mari si medii si permit trecerea, prin gauri

practicate in nervuri, a unor conducte si conductori;

greutate proprie relativ redusa (pentru plansee din beton);

rigiditate suficienta pentru a prelua si sarcini orizontale;

Page 84: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

dezavantaje:

solutiile prefabricate sunt sensibile la denivelari ale suprafetelor de

rezemare;

nu pot fi adaptate usor la forme neregulate;

intradosul se finiseaza costisitor

aplicatii:

cladiri publice si comerciale.

Exemple: cladirea de birouri BASF Ludwingshafen; One Shell Plaza, Houston,

Texas; Cladirea CBS, New York.

c) Plansee alcatuite cu grinzi si placi

Se realizeaza din placi de beton de 10-18cm grosime rezemate pe grinzi

distantate la 3-8m. Se utilizeaza inaltimi de grinzi de cel putin 1/20 - 1/15 din

deschiderea planseului.

Problemele create de inaltimea relativ mare a grinzilor sunt rezolvate diferit.

Astfel la cladirile de locuit, cu grinzile plasate pe linia peretilor despartitori intradosul

este la acelasi nivel cu buiandrugii. In alte situatii inaltimea grinzilor poate fi redusa prin

precomprimare.

Planseele cu grinzi si placi prezinta urmatoarele:

avantaje:

sunt potrivite pentru deschieri mari;

se adapteaza usor la diferite forme ale cladirilor ca si diferitelor

amplasamente in plan;

au o greutate relativ redusa (pentru plansee de beton).

dezavantaje:

grosimea mare a planseelor;

dificultati la cofrare.

aplicatii:

cladiri de birouri comerciale si pentru apartamente.

Exemple: Toronto City Hall; cladirea de birouri Telefunken, Berlin.

3.3.2. STRUCTURI DE PLANSEE CU GRINZI METALICE

Elementul caracteristic al intregii structuri de planseu este placa planseului.

Materialele folosite pentru placi sunt:

- blocuri ceramice

- beton armat, monolit sau prefabricat

Page 85: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

- platelaj metalic cu suprabetonare.

Betonul armat are functiunea de a prelua incarcarile in mod direct, avand in

acelasi timp si o functiune de uniformizare a acestor incarcari.

De asemenea contribuie la izolarea fonica si are un rol important la izolarea la

foc. Din aceste considerente comportarea structurii compuse (mixte, din otel si beton)

cu placa din beton si grinzi metalice este buna, sistemul fiind in acelasi timp si rigid si

economic. Se utilizeaza pentru deschideri si incarcari mari. Functie de elementul

propriu-zis al placii, planseele metalice, cu alcatuiri compuse pot fi:

a) Plansee metalice cu placi din blocuri ceramice .

In principiu, corpurile ceramice se aseaza pe grinzisoare din metal relativ mici

(pana la 60cm) si se betoneaza deasupra. Ca structura se comporta ca placile care

lucreaza pe o singura directie.

avantaje:

simplitate de executie;

nu necesita utilaje grele pentru montaj;

izolarea acustica buna.

dezavantaje:

greutate mare;

manopera costisitoare;

imposibilitatea practicarii de goluri pentru conducte si conductori.

b) Plansee metalice cu placi din beton armat monolit

Placile din beton sunt turnate la pozitie pe talpile superioare ale grinzilor

metalice inglobandu-le cu ajutorul unor cofraje refolosibile. Grosimea placii depinde de

deschiderea de calcul si incarcari - variind intre 1/30 si 1/15 din deschidere. Au in

general grosime constanta, dar pot fi si ingrosate in dreptul grinzilor sau eventual se pot

inchide, alcatuind un profil compus, avand o comportare de BAR, pentru a le proteja la

foc sau de agenti agresivi. Armatura poate fi din plasa sudata sau tabla cutata prin care

se realizeaza si cofrajul. Legatura intre metal si beton se asigura cu conectori.

avantaje:

utilizare simpla in orice forme geometrice si neregularitati precum si

inaltimi diferite de grinzi;

usurinta la realizarea conlucrarii intre metal si beton (intre placa si

grinda);

Page 86: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

rigiditate mare in plan orizontal si vertical;

procente scazute de armare a placii, datorita continuitatii pe

reazeme.

dezavantaje:

consum mare de manopera pe santier, pentru cofrare, armare,

betonare si decofrare;

durata mare de realizare si sensibilitate fata de starea timpului, ca la

orice proces umed in santier;

corelare dificila intre rapiditatea cu care se realizeaza structura

metalica si intarzierea cu care se executa betonarea.

c) Plansee metalice cu placi prefabricate din beton

Aceste placi se monteaza pe grinzi metalice. Spatiile intre grinzi, variaza intre

1,2m si 9m si trebuie sa fie corelate de tipul de placa utilizata. Rosturile longitudinale

ale placilor sunt plasate - de obicei - pe grinzile metalice astfel ca placile lucreaza ca

simplu-rezemate.

In principiu se folosesc doua tipuri de placi prefabricate:

- asa numitele “placi tipizate” care avand utilizari multiple nu pot fi

specializate si cu care nu se pot realiza structuri compuse otel beton optimizate;

- placi speciale pentru constructii compuse otel-beton;

marimea acestora este special aleasa pentru fiecare utilizare, realizand optimul din

punct de vedere al reducerii numarului de rosturi, al gabaritului de transport, al

dimensiunilor de montaj, etc.

Conlucrarea intre grinzi si placi se realizeaza prin intermediul unor conectori,

care pot fi sudati pe talpa grinzilor sau prin suruburi de multietajata rezistenta care

transfera prin frecare fortele orizontale de lunecare, la placa.

avantaje:

cand grinzile metalice si prefabricatele de beton sunt

compatibile, viteza de executie este maxima;

montaj simultan al prefabricatelor din beton si metal;

independenta fata de starea vremii.

dezavantaje:

planseele cu forme neregulate nu se pot realiza cu prefabricate

de serie mare;

Page 87: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

prefabricatele tipizate nu pot forma, de cele ai multe ori,

structuri compozite (in general acestea se pot folosi la parcaje,

care avand forme simple si regulate, le pot incorpora).

d). Plansee metalice cu placa din beton cu platelaje de otel.

Se utilizeaza trei categorii de platelaje de metal:

Tabla cutata plana avand cute mari, special realizata pentru plansee

(grosime 1-2,5mm, inaltimea cutelor 40-80mm, deschideri 1-4m);

Tabla cutata din otel cu ondule mici, realizata curent (grosime 0,6 - 1,5mm,

inaltime - ondule 40-80mm, deschideri 1-4m);

Tabla plana amprentata.

Incarcarile capabile ale panourilor din tabla cutata sunt influentate de inaltimea

profilelor, grosimea tablei, schema statica si gradul de conlucrare tabla-beton. Cateva

ranforsari sunt totdeauna necesare pentru a se prelua momentele negative pe

reazeme, efectele din temperatura si schimbarile de volum, sau din ratiuni de siguranta

la foc. Utilizarea panourilor din tabla cutata, exclusiv drept cofraje pierdute, scade din

avantajele economice conferite de conlucrare.

Tabla este prinsa de grinda prin intermediul cordoanelor de sudura sau cu bolturi

impuscate.

avantaje:

rapiditate de executie;

simplificarea platformei de lucru care este chiar viitorul planseu.

dezavantaje:

costuri sporite ale materialelor;

necesitatea unei protectii anticorozive suplimentare;

necesitatea protectiei structurii metalice la foc.

Grinzile de planseu utilizate, difera functie de incarcari, deschidere, rigiditate,

inaltimea structurii, conductele care se traverseaza gradul siguranta la foc precum si de

sistemul de montaj adoptat.

Tipurile uzuale de grinzi de planseu sunt:

grinzi laminate: care constituie un sistem simplu din punct de vedere al procurarii

dar are deschideri si suprafete aferente limitate;

grinzi I din tole sudate. Se utilizeaza cand laminatele nu asigura sectiunea

necesara. Au avantajul ca permit crearea de goluri in inima;

Page 88: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

grinzi cu zabrele. Sunt preferate cele cu bare tubulare fara gusee. Sunt indicate

pentru deschideri mari si pentru plansee multietajate cu multe conducte inglobate;

grinzi Vierendel simple sau combinate cu grinzi cu zabrele. Utilizarea lor este

indicata cand planseul este inalt, cu incarcari mari sau cu etaj tehnic. Datorita

momentelor incovoietoare mari din noduri pot fi contravantuite, unele panouri

devenind o combinatie Vierendel - grinda cu zabrele;

grinzi expandate. Se bazeaza pe o tehnologie eficienta de taiere. Se decupeaza

trapeze in inima profilului I, se decaleaza si se sudeaza. Fara aport de material,

grinda are o rigiditate si o capacitate portanta sporita, precum si goluri pentru

conducte. De obicei rezulta avantajos sa se proiecteze in ipoteza de conlucrare cu

placa planseului.

grinzi cu montanti. Acest sistem este folosit pentru a reduce greutatea planseelor si

foloseste montanti cu elemente de legatura intre placa si grinda principala. Sistemul

se compune din montanti, cu lungime de 1,5 - 2m, la intervale de 1,5 - 2m. In

ansamblul lui, sistemul lucreaza ca o structura compusa otel - beton cu o rigiditate

mare si cu spatii libere pentru tubulaturi;

plansee rigidizate. Acest sistem a fost folosit la apartamente sau incaperi la hoteluri.

Desi acesta nu este un planseu cu grinzi sau nervuri, fiind de fapt un etaj intreg

contravantuit, el este totusi o structura importanta pentru preluarea sarcinilor

gravitationale la constructiile multietajate. Rigidizarile permit realizarea unor spatii

fara stalpi cu deschideri mari ale planseelor, intre talpile inferioare si superioare a

rigidizarilor fiind posibila amplasarea unor etaje tehnice.

3.4. SISTEME CONSTRUCTIVE VERTICALE

In cadrul acestui subcapitol se analizeaza elementele verticale care preiau

incarcarile gravitationale de la plansee si se incarca intr-o anumita masura si cu sarcini

orizontale. Din aceasta grupa restransa, fac parte numai stalpii, peretii portanti, tirantii

verticali, grinzile de transfer si consolele.

3.4.1. STALPII

Sectiunea transversala este determinata de materialul utilizat, suprafata

aferenta, numarul etajelor, incarcarile utile si permanente.

Materialele utilizate sunt: otelul, betonul, BAR-ul, otelul + beton (stalpi tubulari

din otel, umpluti cu beton armat).

Page 89: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

a) Stalpii din otel pot avea forme diverse, fiind alcatuiti din profile laminate,

combinate in diverse forme. Sectiunile se pastreaza constante pe 2-3 etaje si

antreneaza modificari ale eforturilor capabile. Schimbarea capacitatii portante se

face prin reducerea grosimii laminate sau a marcii otelului, dar detaliile se

pastreaza aceleasi.

b) Stalpii din beton pot avea forme diverse, in general simple.

Dimensiunile lor se pastreaza constante pentru a realiza o uniformitate de

dispunere si o maxima refolosire a tiparelor pe o mare parte a inaltimii, reducandu-se

eventual sectiunile etajelor superioare. Pentru ca la etajele inferioare ale unei

constructii foarte multietajate, stalpii tind sa aiba sectiuni mari, reducand in consecinta

spatiul util, se prefera stalpi circulari fretati (dar care aduc probleme importante legate

de comportare si conformare structurala).

Ca alternativa s-au impus insa si stalpii din BAR.

c) Stalpii din beton armat cu armatura rigida BAR. Aceasta solutie se va alege

in cazul in care capacitatea de rezistenta oferita cu armaturi sub forma de bare

rotunde nu asigura cerintele (la un consum mare de materiale, o manopera si un

cost ridicat) ducand la procente de armare ce depasesc cu mult maximul

admisibil. Aduc probleme legate de montarea profilelor rigide dar au avantajul

suplimentar al unei bune protectii la foc.

d) Stalpii din beton cu camasa de otel asigura o buna confinare a betonului

armat, dimensiuni si suprafete nete “curate”.

3.4.2. PERETII STRUCTURALI DIN BETON ARMAT

Sunt elemente verticale, de obicei planare cu rigiditate si capacitate de

rezistenta mare. Sunt astfel pozitionati incat sa asigure atat o functie structurala dar in

acelasi timp si una arhitecturala. Peretii portanti sunt realizati din beton armat (monolit

sau prefabricat) si pot fi pereti structurali izolati (necuplati, individuali) sau pereti

structurali cuplati (alcatuiti din doi sau mai multi montanti cuplati prin intermediul unor

rigle de cuplare, in general scurte). Grosimea inimii acestora depinde de intensitatea

fortelor seismice (respectiv fortelor taietoare de nivel) iar cantitatile de armatura

necesare (longitudinale si transversale) rezulta din calcule in ipotezele de comportare

stabilite.

Se pot defini ca elemente structurale plane verticale, cu sau fara goluri.

Rigiditatea lor este redusa intr-o anumita masura datorata lunecarilor si eforturilor de

intindere, precum si rigiditatii reduse a riglelor de cuplare.

Page 90: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Structurile cu pereti structurali s-au impus datorita avantajelor sub aspectul

consumului de otel si al posibilitatii unei executii mai rapide cu procedee industrializate

de cofrare, armare si punere in opera a betonului. Avantajele cresc cu numarul de etaje

aplicandu-se masuri cum ar fi:

utilizarea betoanelor de marci superioare cel putin la nivelurile de baza

(solutie aplicata si la hotelul Intercontinental din Bucuresti, care are 24 de

niveluri si o inaltime de 88m);

reducerea greutatii proprii a elementelor structurale din beton prin folosirea

agregatelor usoare; peretii structurali realizati cu agregate usoare au

avantaje si in ceea ce priveste termoizolarea fara alte straturi.

Peretii structurali din beton in diferite solutii de armare si de confectionare a

betonului reprezinta o solutie utilizata frecvent la cladirile cu destinatia de hoteluri,

locuinte si birouri, avand 20-80 niveluri (ex. Water - Tower Inn si Lake Point, Chicago -

77 niveluri, respectiv 71 niveluri; Peugeot - Buenos Aires, 63 niveluri; M.L.C. Center -

Sydney, 62 niveluri).

Peretii structurali se dispun sub forma de (fig. 3.6; 3.9)

(a) fagure (retea deasa)

(b) celule (retea rara)

Solutia de “celule” conduce la consumuri de otel cu 10-15% mai mari ca la

solutia “fagure”, avand insa avantaje functionale

(c) nuclee (tuburi), obtinute prin gruparea peretilor structurali

In cladiri de birouri sau comerciale, unde sunt necesare spatii libere, cele mai

multe compartimentari sunt amovibile si temporare, deci nu pot fi pereti structurali. Pe

de alta parte, in aceste cladiri si functiunile utilizatorilor sunt grupate in unul sau mai

multe nuclee, care se rezolva cu pereti cuplati. Aceste nuclee includ, ascensoare, scari,

camere tehnice cu mecanisme de actionare, tubulaturi, grupuri sanitare, camere de

serviciu sau diferite coloane interioare. O tendinta a arhitectilor este de a micsora cat

se poate aceste spatii, pentru a mari suprafetele utile. Cu toate acestea, nucleele

respective ocupa aproximativ 20-25% din suprafetele de etaj si sunt pe toata inaltimea

constructiei constituind o posibilitate potrivita pentru a fi alcatuite din pereti structurali.

O alta tendinta este de a amplasa peretii structurali pe conturul exterior, in zonele fara

ferestre sau cu goluri putine.

Adesea peretii portanti si diafragmele au goluri si strapungeri astfel incat

comportarea lor in structura devine intermediara, intre cadre si diafragme. Acestea sunt

asa numitele structuri “tub”.

Page 91: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Pentru constructiile multietajate cu destinatie de apartamente si de hoteluri,

dezvoltarea nucleului central nu este necesara si nici fatadele nu sunt disponibile

pentru peretii structurali, ramanand posibilitatea ca peretii sa fie amplasati in interior in

zona ce delimiteaza apartamente sau grupuri de camere. De mentionat ca peretii

structurali au si un rol important in confortul locuintei, fiind un bun izolator fonic.

Pentru realizarea structurilor s-au folosit tehnologiile betonului armat monolit si

ale sistemelor prefabricate, avand in vedere:

a) betonul monolit are avantajul continuitatii; se folosesc tehnicile de turnare cu cofraj

glisant sau panouri de cofraj metalice de dimensiuni mari:

b) betonul prefabricat sub forma de panouri mari este economic ca durata in executie

(manopera redusa pe santier) si montaj; legaturile de continuitate se realizeaza prin

suprapunerea sau sudarea armaturilor si turnarea monolizarilor sub forma de stalpi

sau bulbi.

Panourile mari utilizate pentru realizarea peretilor structurali se realizeaza cu o

profilatura pe contur, pentru a mari capacitatea portanta la lunecare.

O serie de aspecte structurale si tehnologice au limitat utilizarea panourilor mari

la cladiri cu cel mult 20-22 de niveluri.

Ductilitatea relativ redusa a betonului armat a condus la tehnici si detalii de

executie speciale pentru imbunatatirea disiparii energiei induse de seisme.

Un astfel de detaliu a fost aplicat in Japonia si consta in slituri practicate de la

inceput in perete (fig.3.7a).

Ruperea neductila a betonului la eforturi tangentiale sau eforturi unitare

principale de intindere, dezvoltate pe directie oblica (cca 450) s-a incercat sa fie dirijata

si inlocuita cu o rupere pe directii prestabilite, altele decat cele oblice si numai in stadii

avansate de solicitare. Prin practicarea sliturilor verticale s-au creat planuri de lunecare

impusa. Rigiditatea initiala a peretelui slitat (comparabila cu a unui perete monolit) ii

permite acestuia sa reziste fara degradari la solicitarile orizontale curente, datorate

actiunii vantului, sau unor cutremure moderate. In timpul cutremure severe, ruperile in

perete sunt distribuite nu dupa directiile principale, ci dupa directiile slabite, avand ca

efect o reducere a capacitatii portante la incovoiere si o deplasare controlata.

Desi se micsoreaza rigiditatea, se obtine o sporire a absorbtiei si disiparii

energiei.

In cazul constructiilor metalice in cadre contravantuite s-a utilizat solutia din fig.

3.7b. Peretele structural este construit din placi metalice rigidizate.

Page 92: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Placile din otel trebuie rigidizate vertical si orizontal, prin adaugarea de elemente

metalice pentru a preveni voalarea sub eforturi unitare principale de compresiune din

solicitari in planul lor.

Cornierele sau alte tipuri de profile fixate prin sudura sau cu suruburi servesc la

rigidizarea placii. Panoul insusi este fixat pe cadrul din otel prin sudura sau suruburi pe

contur.

Peretele se dimensioneaza astfel incat cedarea sa fie initiata prin forfecarea

panoului.

3.4.3. TIRANTI VERTICALI

Sunt elemente foarte zvelte, supuse la intindere, incarcate cu sarcina verticala a

planseelor. Sunt suspendati de grinzi, console sau plasee.

Tirantii sunt aproape totdeauna realizati din otel si au forme in general simetrice

(tubulare, I, sau cabluri din otel). Atentia cea mai mare la aceste sisteme, trebuie

acordata atat curgerii lente cat si alungirii elastice, in special in cazul cablurilor. De

asemenea sunt studiate si ipoteze de incarcare accidentala cu compresiune in timpul

executiei sau in cazul unor solicitari extraordinare.

E posibil ca tirantii sa se realizeze si din beton precomprimat cu armatura post-

intinsa. O alcatuire corecta a tirantului, poate sa asigure acelasi comportament cu cel al

tirantilor de otel avand in plus avantajul protejarii la coroziune.

3.4.4. GRINZILE DE TRANSFER

Sunt elemente orizontale de rezistenta, care in practica proiectarii antiseismice

au fost - pe cat posibil - evitate deoarece conduc la rezemari de ordin II.

Grinzile de transfer sunt elemente speciale pentru rezemari de ordinul II

prevazute pentru a transfera sarcinile verticale de la element vertical la altul prin

incovoiere si forta taietoare. Se folosesc la cladirile multietajate unde, datorita conditiilor

arhitecturale, stalpii mai apropiati de la etajele superioare se descarca pe stalpii mai

rari, la etajele inferioare, unde spatiile sunt necesare a fi mai largi. Grinzile de transfer

au de obicei inaltimea unui etaj.

3.4.5. SISTEMELE SUSPENDATE

Sunt elemente masive de tip grinda sau grinda in consola, amplasate la partea

superioara a cladirilor din orientul mijlociu, rezemate sau incastrate de obicei in nuclee,

Page 93: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

care sustin tirantii. Au inaltimea unui etaj si pot fi alcatuite dintr-o retea trianghiulata,

sau un sistem cu bare incovoiate.

Sistemul prezinta avantajul ca o parte din etaje sunt suspendate de sus si nu

trebuie sa transmita greutatea lor prin stalpi pana la teren, constructia putand astfel

acoperi, la baza ei, constructii vechi, care nu trebuie demolate, sau spatii cu alte

destinatii.

Cu acest sistem, cladirile multietajate pot ocupa in centrul orasului suprafete

reduse de teren.

Este de subliniat ca toate sistemele care preiau sarcini verticale sunt in realitate

integrate in sisteme de structuri complexe care sunt solicitate si la forte orizontale

importante.

3.5. SELECTAREA SOLUTIILOR PENTRU ANSAMBLUL STRUCTURAL

Din experienta internationala costurile lucrarilor in raport cu costul total al

cladirilor multietajate sunt repartizate astfel:

- structura 10-25%

- componente arhitecturale 12-33%

- echipamente si instalatii 25-50%

Cu toate ca structura are o pondere mai redusa in costul total decat elementele

arhitecturale, echipamentele si instalatiile, tehnologia de executie are un rol

determinant in raport cu ceilalti parametrii tehnici implicati.

Sistemele structurale adoptate in conditii economice la cladirile multietajate se

caracterizeaza prin rigiditati laterale si capacitati portante, selectate prin analize

structurale complexe.

In principiu, se disting trei tipuri fundamentale de structuri rezistente la forte

laterale:

cadre ductile rezistente la incovoiere;

cadre contravantuite;

pereti structurali.

Amplasarea acestor structuri, care sunt in general dezvoltate in plan vertical, se

face perimetral, in interiorul cladirii sau formand nuclee centrale.

3.5.1. STRUCTURI IN CADRE DUCTILE REZISTENTE LA MOMENT

INCOVOIETOR

Page 94: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Structurile rezistente la moment incovoietor sunt constituite din elemente liniare

orizontale imbinate rigid cu elemente verticale. Capacitatea de preluare a momentului

incovoietor este data de rigiditatea elementelor liniare - grinzi si stalpi - si a nodurilor.

Rigiditatea laterala este direct proportionala cu rigiditatea stalpilor si grinzilor si invers

proportionala cu inaltimea de nivel si distanta intre stalpi.

Cadrele rezistente la moment incovoietor se dispun dupa directiile principale ale

cladirilor, formand un sistem spatial.

3.5.2. STRUCTURI CU CADRE DIN BETON ARMAT

Structurile din beton armat pot fi realizate monolit, prefabricat sau in solutii

combinate.

a) Cadrele din beton armat monolit

Sistemul constructiv al cadrelor spatiale din beton armat monolit asigura

continuitatea nodurilor si planseelor. Se utilizeaza doar la constructii de inaltime medie,

in special la blocuri pentru locuinte cu deschideri mici. Cerintele referitoare la limitarea

deplasarilor relative de nivel nu pot fi satisfacute in conditii economice la structuri

pentru cladiri din orientul mijlociu decat cu dimensiuni mari de stalpi (si grinzi) si cu

elemente de inchidere si compartimentare usoare, capabile sa lucreze si in conditiile

unor deformate unghiulare de 5-8‰.

b) Cadrele prefabricate

Se executa din stalpi si/sau grinzi prefabricate imbinate monolit la noduri;

dezavantajul este ca pentru asigurarea continuitatii se consuma manopera multa pe

santier fara a se atinge performantele betonului monolit. Sunt necesare lucrari de

continuizare ale barelor prin sudura si de punere in opera a betoanelor monolite de

calitate superioara, din noduri.

Imbinarile se realizeaza frecvent in zonele de moment incovoietor nul din

deschiderea grinzilor; in aceasta situatie, rezistenta la incovoiere ramane intacta in

nodul stalp-grinda, singura dificultate fiind aceea de a asigura preluarea fortei taietoare

in zona monolizarii din campul grinzii. Din conditii de transport rutier a prefabricatelor,

gabaritul acestora trebuie limitat.

Elementele pot fi din beton armat sau beton precomprimat. In cazul elementelor

din beton precomprimate, se utilizeaza - de regula - elementele pretensionate

individuale. Mai rar sunt pretensionate subansamble structurale, cu avantajele

cunoscute in ceea ce priveste continuitatea in noduri, fara utilizarea sudurii sau a

procedeelor umede.

Page 95: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Folosirea betonului de multietajata rezistenta la cladiri foarte multietajate permite

micsorarea semnificativa a dimensiunilor elementelor structurale verticale.

Folosirea prafului de silice (silica fume) si a superplastifiantilor a condus la

realizarea unor betoane cu rezistenta caracteristica la compresiune de peste

1000daN/cm2.

Exemple:

In anul 1990, betonul de multietajata rezistenta a fost aplicat in Germania la

realizarea unor elemente structurale puternic solicitate - stalpi si pereti structurali - la

nivelele inferioare ale unei cladiri pentru birouri cu 47 etaje si 4 subsoluri, la

Frankfurt/Main.

S-a folosit conform DIN 1045 beton C.85 (Rcub = 850 daN/cm2, E = 360.000

daN/cm2). Valoarea obtinuta pentru Rcub la 56 zile a fost de 1120 daN/cm2 cu abaterea

standard = 68 daN/cm2 si coeficientul da variatie V = 6,1%. La prepararea betonului

s-a folosit urmatorul amestec: ciment Portland 450kg/m3, praf de silice 35kg/m3,

agregat ruguos 2/16 mm 1170 kg/m3, superplastifiant 12 l/m3 si intarzietor de priza 1,8

l/m3.

Garantarea calitatii betonului C.85 a impus organizarea unui program special de

control al calitatii in care au fost cuprinsi producatorii materialelor folosite, furnizorii

betonului proaspat si santierul.

Pentru a evita eventuala nerealizare in final a rezistentei prescrise si a putea lua

masuri de corectie din timp, norma americana ASTM C.684 prevede Rcub.min.= 450

daN/cm2 la 24 de ore. La incercari s-a obtinut Rcub = 590 daN/cm2, = 37 daN/cm2, v =

6,3%.

La cladirea multietajata pentru birouri “Two Union Square Building” cu 56 etaje,

executata in 1989 la Seattle - USA, nucleul central s-a realizat din 4 coloane de otel cu

diametru de 3m, umplute cu beton a carui rezistenta la compresiune a atins 1300

daN/cm2.

Cele doua constructii turn din centrul orasului Kula Lumpur, de 452 m inaltime, in

au in nucleul central beton cu rezistenta caracteristica la compresiune de 800 daN/cm2

(praf de silice 30kg/m3, factor apa/ciment 0,27).

Stalpii realizati din betoane de multietajata rezistenta au o capacitate de

deformare mai redusa datorita materialului si masivitatii fapt pentru care se recomanda

un procent de armare volumetric ajungand la 0,8% pentru armatura transversala.

Page 96: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Betoane avand clase pana la Bc 125 au fost utilizate recent la stalpii cladirii BfG

Bank multietajata de 186m, in Germania si la peretii cladirii Bay - Adelaide Centre, cu

inaltimea de 275m, realizata in Canada.

3.5.3. STRUCTURI CU CADRE METALICE

Se pot evidentia urmatoarele tipuri de sisteme structurale din otel:

a) cadre fara contravântuiri cu noduri semirigide sau cu noduri rigide;

b) cadre cu contravântuiri;

c) cadre duale, având zone cu contravântuiri în interactiune cu zone fara

contravântuiri;

d) sisteme cu centuri zabrelite

e) structuri tubulare;

f) megastructuri.

a). Cadre fara contravântuiri

Cadrele fara contravântuiri (figura 3.8; 3.16) sunt preferate de arhitecti întrucât

nu au obstacole între stâlpi. Acest sistem se poate utiliza pentru structuri de pâna la 30

de etaje, limita peste care nu mai este eficient. Cadrele cu noduri semirigide se

utilizeaza de regula în zone cu seismicitate redusa, în timp ce cadrele cu noduri rigide

se utilizeaza în zone seismice. Diferenta dintre aceste sisteme se face prin detalierea

nodurilor: nodurile semirigide sunt definite ca fiind acele noduri pentru care

comportarea este intermediara între rigid si articulat; nodurile rigide au suficienta

rigiditate pentru a mentine unghiurile dintre elemente practic neschimbate în timpul

solicitarilor.

Capacitatea acestor sisteme de a disipa energia în timpul unui seism este data

de incursiunile post-elastice ale zonelor de îmbinare grinda-stâlp. Folosirea conceptului

de grinda slaba – stâlp puternic conduce la aparitia articulatiilor plastice în grinzi,

aproape de îmbinarile cu stâlpii. Studii experimentale asupra unor subansamble

realizate în sistemul de cadre fara contravântuiri, au aratat ca disiparea energiei se

face prin bucle de histeresis stabile fara deteriorari semnificative ale mecanismului de

disipare dupa mai multe cicluri de încarcare. Acest sistem este capabil sa asigure

suficienta ductilitate si capacitate de disipare a energiei sub actiuni seismice severe,

daca este detaliat în mod corespunzator. Comportarea inelastica buna a acestui sistem

a facut ca sarcina seismica de proiectare sa fie redusa.

Cadrele fara contravântuiri au însa si dezavantaje. In primul rând, pentru

reducerea deplasarilor laterale si deci, a prevenirii degradarilor nestructurale în timpul

Page 97: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cutremurelor de intensitati mici, este necesara atingerea unui anumit nivel de rigiditate

elastica care implica folosirea unor elemente supradimensionate, comparativ cu alte

sisteme structurale. Aceasta implica costuri structurale sporite. In al doilea rând,

momentele încovoietoare mari de la capetele grinzilor, inerente în acest sistem, conduc

la deformatii substantiale (din forta taietoare) ale panourilor inimilor stâlpilor în dreptul

îmbinarii. Aceste deformatii conduc la deplasari de nivel importante si la cresterea

efectelor de ordinul II. Pentru reducerea acestor deformatii se foloseste de regula

procedeul îngrosarii locale a inimii panoului de îmbinare, prin adaugarea laterala de

placi din otel – un procedeu costisitor.

b). Cadre cu contravântuiri

Cadrele fara contravântuiri nu sunt eficiente pentru structuri care au mai mult de

30 de etaje datorita flexibilitatii relativ mari. Rezistenta structurilor metalice la actiuni

laterale poate fi usor obtinuta prin prevederea de contravântuiri care au rolul de

transmite fortele taietoare de nivel de la un nivel la altul. In general în aceste structuri,

care sunt de cele mai multe ori constructii simple cu grinzile simplu rezemate de

capete, zonele de cadru fara contravântuiri contribuie într-o masura mica la preluarea

încarcarilor laterale si de regula contributia acestora se neglijeaza în procesul

traditional de proiectare. Din punct de vedere arhitectural, acest sistem este mai putin

apreciat datorita diagonalelor care creeaza obstacole.

Barele contravântuirilor structurilor metalice multietajate formeaza împreuna cu

stâlpii si grinzile adiacente grinzi cu zabrele, alcatuind astfel console zabrelite ancorate

în fundatii. Acest mod de asezare conduce la o continuitate a sistemului de rezistenta

la actiuni laterale pe toata înaltimea structurii. Tinând cont de capacitatea planseelor de

a prelua încarcarile orizontale în planul lor si de a se comporta ca saiba rigida,

stabilitatea laterala a unei întregi structuri se poate realiza prin doar câteva cadre

contravântuite plasate pe fiecare din directiile principale ale cladirii. Pentru o buna

comportare la actiunea torsiunii generale, aceste cadre contravântuite sunt de

preferinta asezate cât mai aproape de extremitatile cladirii.

1). Cadre cu contravântuiri centrate la noduri (Fig.3.11;3.14)

Caracteristicile comportamentale ale cadrelor cu contravântuiri centrate la noduri

difera semnificativ de cele ale cadrelor fara contravântuiri. Prezenta diagonalelor

contravântuirii face ca sistemul sa se încarce în principal cu forte axiale, ceea ce

implica momente încovoietoare mai mici în grinzi si deci elemente de dimensiuni mai

mici. Deasemenea, zonele de panou de la îmbinarea grinzilor cu stâlpii, sunt

caracterizate de deformatii mult reduse datorita momentelor încovoietoare mici de la

Page 98: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

capetele grinzilor. Caracteristicile de rigiditate elastica excelente ale acestui sistem fac

ca acesta sa fie foarte eficient în preluarea sarcinilor seismice minore.

In schimb, comportarea post-elastica a acestor sisteme este suspecta, chiar în

conditiile în care degradarile aparute în urma cutremurului din 1976 din Managua au

demonstrat ca structurile rigide care au suficienta ductilitate au o comportare buna.

Adoptarea acestui sistem trebuie facuta cu atentie întrucât pierderea repetata a

stabilitatii barelor de contravântuire conduce la scaderea rapida a capacitatii portante.

Disiparea energiei nu este stabila pentru aceste sisteme dupa formarea primelor

articulatii plastice. Buclele de histeresis sunt ascutite, forma lor depinzând foarte mult

de zveltetea barelor de contravântuire.

Barele cu zveltete redusa au comportare histeretica mai buna, însa de regula

diagonalele au zveleteti destul de mari astfel ca este de asteptat o rapida deteriorare a

capacitatii de disipare a energiei pentru aceste sisteme.

Codurile de proiectare tin cont de acesta comportare nefavorabila prin aceea ca

fortele laterale de calcul ale acestor sisteme sunt mai mari decât cele pentru cadrele

fara contravântuiri. Deasemenea pentru structurile situate în zone cu risc seismic

ridicat, este necesara alcatuirea unui sistem mixt, în care zonele de cadru fara

contravântuiri trebuie sa fie capabile sa preia o parte din încaracarea seismica totala

(25% pentru structurile mai multietajate de 50 m).

2). Cadre cu contravântuiri excentrice (Fig.3.12;3.13;3.15;3.17;3.18)

In acest sistem, fortele axiale din diagonalele contravântuirilor sunt transmise la stâlpi

sau la alte contravântuiri prin încovoiere si forta taietoare într-o portiune a grinzii numita

zona de “link”. Folosind acest amplasament pentru bare, fortele maxime din diagonale

depind de capacitatea portanta a grinzii la forta taietoare. Limitând astfel fortele din

diagonalele contravântuirii, se poate evita deteriorarea capacitatii acestora datorata

pierderii ciclice a stabilitatii. Mecanismul principal de disipare a energiei apare în zonele

de “link”. Lungimea acestor zone de “link” determina modul de comportare post-elastica

a sistemului. Zonele de “link” scurte în general disipeaza energia prin plastificarea

inimilor la forta taietoare, în timp ce zonele de “link” lungi disipeaza energia într-un mod

asemanator cadrelor fara contravântuiri, prin plastificari ale talpilor. Mai mult, rigiditatea

elastica a acestor sisteme este apropiata de cea a cadrelor cu contravântuiri centrate la

noduri în cazul utilizarii “link-urilor” scurte.

Multe din structurile înalte, cu destinatie rezidentiala (hoteluri sau apartamente), au

dimensiuni în plan de 18 x 45 m si înaltimea de 60 m. Planurile lor de arhitectura sunt

caracterizate de existenta unor culoare centrale cu latimea de 1,80 – 2.40 m, ceea ce

Page 99: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

conduce la imposibilitatea utilizarii sistemelor contravântuite traditionale pe ambele

directii ale constructiei, datorita acestor spatii înguste. A aparut astfel sistemul cu grinzi

cu zabrele de nivel decalate, aratat în figura 1.4. Acest sistem este clasic pe directie

longitudinala si contine grinzi cu zabrele cu înaltimea egala cu a unui etaj, cu

deschiderea egala cu latimea structurii. Acest sistem s-a dovedit deosebit de eficient si

în acelasi timp asigura si flexibilitatea cladirii prin asezarea decalata a grinzilor cu

zabrele de nivel. Planseele actioneaza ca niste diafragme orizontale prin care se

transmit încarcarile laterale la grinzile cu zabrele de nivel.

Sistemul rezultat este destul de rigid, nu mai este nevoie sa se adauge elemente

suplimentare pentru controlul deplasarii laterale. Regimul de înaltime astfel obtinut este

de circa 35 – 40 de etaje, cu consumul de otel redus cu 30-40% fata de cadrele fara

contravântuiri echivalente. Deasemenea datorita rezemarii grinzilor cu zabrele numai

pe stâlpii exteriori se pot elimina stâlpii interiori si fundatiile aferente, ceea ce conduce

la economii suplimentare.

Acest sistem nu este limitat numai la planuri rectangulare de structuri. El se

poate folosi cu succes si la forme curbe asa cum este exemplificat în figura 3.14.

c). Sisteme metalice duale (Fig. 3.17;3.18

Un sistem dual este un sistem rezultat din combinarea cadrelor fara

contravântuiri cu unul din sistemele de contravântuiri descrise mai sus. Transmiterea

eforturilor de la un sistem la altul se realizeaza prin plansee, care pot fi considerate

legaturi rigide Astfel de sisteme sunt caracterizate de un nucleu contravântuit înconjurat

de cadre fara contravântuiri.

Avantajul major al sistemelor duale este raspunsul seismic stabil si sigur datorat

conlucrarii cadrelor contravântuite, eficiente în asigurarea rezistentei laterale si a

rigiditatii, cu cadrele fara contravântuiri, caracterizate de redundanta sporita si de

comportare histeretica superioara.

In mod traditional, în proiectarea sistemelor cu contravântuiri s-a considerat ca

încarcarile laterale sunt preluate în întregime de catre zonele contravântuite, în timp ce

zonele de cadru fara contravântuiri trebuie doar sa asigure preluarea încarcarilor

gravitationale. In conceptia moderna a sistemelor duale însa, zonele de cadru fara

contravântuiri trebuie dimensionate pentru preluarea partiala a încarcarii seismice

laterale (cel putin 25%), pentru a asigura un nivel de redundanta superior. Studii de

data recenta au aratat ca în sistemele duale supuse la încarcari seismice, apar

interactiuni dinamice importante ale zonelor contravântuite cu zonele fara

Page 100: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

contravântuiri. Acestea fac ca sa nu mai fie valabila suprapunerea statica a contributiei

celor doua sisteme pentru preluarea încarcarilor laterale.

Ca urmare, zonele de cadru fara contravântuiri trebuie proiectate ca sa preia 40-

50% din încarcarea la care se proiecteaza zonele contravântuite, pentru a putea

complementa în cazul cedarii unei diagonale. Deasemenea, rigiditatea laterala a

zonelor fara contravântuiri trebuie sporita (cu pâna 50% din cea a zonelor

contravântuite), pentru a permite incursiuni post-elastice ale cadrelor fara contravântuiri

la deplasari laterale mici.

Aceste studii arata ca este necesara sporirea participarii zonelor de cadru fara

contravântuiri în raspunsul sistemului dual, ceea ce aduce inconveniente economice si,

mai mult, extinde distrugerile structurale la elementele care preiau încarcarile

gravitationale (grinzi si/sau stâlpi).

d). Sisteme cu centuri zabrelite (Fig. 3.15)

Acest sistem este o inovatie adusa sistemelor traditionale, care a aparut cu scopul de a

mentine deplasarile laterale în limite acceptabile fara o crestere semnificativa a

consumului de otel si implicit a greutatii structurale.

Metodele traditionale de rezolvare a structurilor foarte înalte consta în realizarea

unor nuclee contravântuite, situate în jurul casei lifturilor care conlucreaza cu cadre

necontravântuite. Când regimul de înaltime depaseste 150 m, rigiditatea nucleelor este

prea mica ca sa asigure mentinerea deplasarilor laterale în limitele acceptabile. Astfel a

aparut si s-a dezvoltat o conceptie noua prin care se introduc grinzi cu zabrele de nivel

din loc în loc pe înaltime, în planul cadrelor contravântuite. Aceste grinzi cu zabrele

sunt legate de o centura perimetrala tot cu zabrele. Acest sistem spatial conduce la o

conlucrare între toti stâlpii exteriori ai structurii si nucleele contravântuite, ceea ce

conduce la o crestere cu de pâna la 25-30% a rigiditatii laterale. Printre alte avantaje

majore ale utilizarii acestui sistem se numara si egalizarea scurtarii stâlpilor datorita

variatiilor de temperatura (dintre stâlpii exteriori si cei interiori) sau datorita diferentelor

de încarcare.

3.5.4. STRUCTURI TUBULARE

Structurile realizate în acest sistem se comporta precum niste sectiuni tubulare.

In prezent, patru din cele cinci cele mai înalte structuri din lume sunt realizate în acest

sistem. Acestea sunt: Sears Tower cu 110 etaje, John Hancock Building cu 100 de

etaje si Standard Oil Building cu 83 etaje, situate în Chicago, si World Trade Center cu

110 etaje situat în New York.

Page 101: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Sistemele tubulare sunt atât de eficiente încât în cele mai multe situatii,

cantitatea de materiale folosita este cam jumatate din cea necesara pentru realizarea

unui sistem traditional. Acest sistem extinde avantajele sistemului cu centuri zabrelite,

discutat anterior. Toate structurile moderne care depasesc 50-60 de etaje folosesc

conceptele care stau la baza sistemului tubular într-o forma sau alta.

Sisteme tubulare în sistem de cadre fara contravântuiri (Fig.3.16)

In principal, sistemul consta în realizarea unei structuri rigide, asemanatoare

unui perete, pe perimetrul constructiei. Aceasta se obtine prin îndesirea stâlpilor si

utilizarea de grinzi cu adâncime mare de jur împrejur, la exteriorul structurii. Intrucât

toate actiunile laterale sunt preluate de tubul astfel format, interiorul constructiei

ramâne liber, fara contravântuiri si fara stâlpi exagerat de mari, ceea ce conduce la

cresterea ariei utile a constructiei. In schimb fatadele sunt oarecum obturate, golurile

pentru ferestre fiind relativ mici.

Comportarea de tub se obtine în practica prin plasarea stâlpilor la intervale de la

1,5 la maxim 4,5 m, si prin utilizarea unor grinzi cu înaltimea de la respectiv 0,9 m, la

respectiv 1,5 m. Acest tip de structura se preteaza a fi realizata si din beton armat sau

o combinatie de beton armat si otel (constructie compozita).

Sisteme tubulare în sistem de cadre cu contravântuiri (Fig. 3.17)

Sistemul consta în realizarea pe fatada cladirii a unor contravântuiri generale pe

înaltimea mai multor etaje. Acest sistem este un compromis între sistemul optim de tub

(cu diagonale la exterior) si cerintele arhitecturale ale fatadei. El permite goluri mari

pentru ferestre la fatada deoarece stâlpii structurii nu mai sunt apropiati artificial pentru

a forma peretele tubului. Stâlpii conlucreaza datorita diagonalelor care îi leaga, formând

împreuna cu acestea peretele tubului.

La etajele la care diagonalele întâlnesc colturile cladirii, este necesara

prevederea unei diagonale în planul planseului, care sa preîntâmpine întinderea

acestuia. Aceste elemente fac ca diagonalele verticale sa functioneze mai bine ca

stâlpi înclinati, care transmit fortele laterale la stâlpii verticali (eforturi preponderent

axiale).

Structuri tubulare în sistem celular (Fig. 3.17)

Particularitatea acestui sistem este ca utilizeaza structuri tubulare multiple legate

între ele, astfel încât sa actioneze ca un tub unic, cu forma complexa. Legatura dintre

tuburi se face prin utilizarea unui perete comun, ceea ce face ca oricare dintre tuburi sa

poata fi oprit oricând fara a influienta integritatea structurala. Dezavantajul major este

ca planseele sunt divizate în celule relativ înguste, de-a lungul latimii fiecarui tub.

Page 102: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Principiul structural care sta la baza conceptiei modulare este acela ca sirurile de

stâlpi si grinzi interioare actioneaza ca niste inimi ale unei console uriase (constructia în

ansamblul sau), care preiau fortele taietoare si reduc componenta corespunzatoare a

deformatiei. Cadrele interioare contribuie si la asigurarea rigiditatii la încovoiere a

sistemului.

Acest sistem a aparut pentru a satisface cerintele de realizare a unor forme

neregulate de constructie necesare în unele situatii. Prin folosirea lui se realizeaza o

structura legata, care îsi poate schimba forma în lungul înaltimii fara sa afecteze

integritatea structurala la actiuni laterale. Se poate reduce astfel masa la nivelele

superioare prin oprirea unora dintre tuburi, ceea ce este un avantaj în zonele seismice.

Tub din pereti structurali de beton armat (diafragme)

Trei, patru sau mai multi pereti structurali, legati unii de altii la marginile comune,

formeaza o structura tubulara. In vederea creerii unei variabile sectiunii chesonate

(tubulare) diafragmele constituite au cat mai putine strapungeri pentru usi, ferestre si

instalatii.Tubul din diafragme este in general la fel de rigid ca si celelalte doua sisteme

descrise anterior.

Limitarea golurilor admise (ca dimensiuni si numa exclud utilizarea tuburilor din

diafragme in fatada in general; cele mai multe constructii ina;te au si zona interioara de

servicii, care poate ocupa 20% - 25% din suprafata de nivel a cladirii. Acest miez poate

fi potrivit pentru dezvoltarea unuia sau mai multor tuburi de diafragme. Totusi datorita

limitarii gabaritului total al inimii constructiilor (nucleului central) asa cum s-a aratat mai

sus, baza unui tub de diafragme nu poate fi suficient dezvoltata, asa ca acest sistem nu

se utilizeaza singur (ca sistem exclusiv) decat la cladiri de pana la 25 etaje.

De la aceasta inaltime, tubul este realizat la exteriorul cladirii din cadre, pentru a

avea suficienta rigiditate. Peretii tubului sunt chiar fatadele cladirii, ferestrele incapand

in spatiile dintre grinzi si stalpi.

Unele cladiri de birouri si chiar apartamente (fig. 3.8) au pe fatada vizibil, chiar

sistemul de contravantuit al tubului contravantuit (exemplu John Hancock Center -

Chicago) iar arhitectura a fost rezolvata cu integrarea estetica a acestor detalii.

3.5.5. STRUCTURI MIXTE DIN OTEL SI BETON

Cel mai eficient mod de aplicare a conceptului de “structuri mixte” se refera la

betonul cu armatura rigida (B.A.R.), adica la structurile compozite din otel si beton atat

pentru grinzi cat si pentru stalpi.

a) Stalpii din B.A.R. se pot realiza in doua moduri:

Page 103: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

- beton cu armatura din profile laminate (profile cu inima plina sau solidarizate cu

zabrele si eventual si armatura flexibila;

- beton turnat in camasa de otel cu sau fara armatura rigida

Stalpi se iau in considerare in calcul ca stalpi de otel protejati in beton la foc sau

coroziune. La o serie de structuri multietajate a fost luata in considerare armatura

transversala si longitudinala, insumandu-se capacitatile portante ale betonului si a

profilelor din otel, la preluarea fortelor laterale.

Sistemul cu beton turnat in camasa de otel se utilizeaza in special - pentru stalpii

izolati, care nu fac parte din structurile in cadre.

Stalpii confinati in acest fel au o capacitate sporita de preluare a solicitarilor

predominante de compresiune fiind eficienti in cazul utilizarii ca stalpi cu momente

incovoietoare reduse.

b) Grinzile mixte se pot realiza:

- din profile de otel inglobat in beton, respectiv grinzi din B.A.R., grinda

putand fi cu inima plina sau cu zabrele;

- din otel cu suprabetonare din beton si conectori.

Betonul este utilizat - de regula - si pentru protectia la foc sau coroziune. Pentru

grinzile ce sunt alcatuite din profile chesonate, betonul turnat suplimenteaza in

oarecare masura capacitatea de rezistenta a acestora.

Pentru grinzile alcatuite din profile deschise, rezistenta si rigiditatea pot fi

calculate ca pentru elemente de beton armat cu armatura rigida. Dezavantajul consta in

faptul ca betonul care inglobeaza armatura rigida, mareste substantial greutatea fara

a mari in aceeasi proportie rigiditatea si rezistenta.

In mod frecvent grinzile din otel au prevazuti conectori inglobati in placile de

beton. Pe talpa superioara a grinzilor cu zabrele se sudeaza conectori din metal, care

imbunatatesc conlucrarea celor doua elemente si rigiditatea grinzii de otel. Nodurile

stalpilor din otel inglobati in beton, armate suplimentar cu etrieri, au o rigiditate sporita

fata de nodurile elementelor de beton armat monolit.

3.5.6. CADRE CONTRAVANTUITE DIN BETON

Acestea au fost putin utilizate la structuri multietajate datorita dificultatilor de

realizare a nodurilor si avantajele clare ale peretilor structurali din beton armat.

Contravantuirile au fost realizate din elemente din beton prefabricat la panouri de

fatada, cand s-au adoptat si solutii de imbinare de tip uscat.

Page 104: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Spatiile dintre zabrele, atunci cand nu aveau ferestre, s-au inchis cu panouri

prefabricate, simplificand mult imbinarile.

3.5.7. CADRE DIN BETON AVAND CONTRAVANTUIRI DIN OTEL

Aceste structuri sunt avantajoase datorita usurintei cu care se fac imbinarile cu

suduri sau suruburi. Diagonalele din metal fiind in general zvelte se incorporeaza usor

in elementele arhitecturale (compartimentari, pereti) sau in spatiile tehnice.

Contravantuirile se dispun dupa criterii functionale, respectand conditiile de rezistenta

si rigiditate.

Astfel diagonalele se dispun incat sa permita incadrarea unei ferestre sau a unei

usi sau - eventual - a unui spatiu tehnic.

Sistemul este frecvent folosit acum in limitele cunoscute (pana la 30-40 niveluri).

3.5.8. SISTEME COMBINATE

Selectarea ansamblului structural optim are ca premiza faptul ca o constructie

multietajata nu preia incarcarile orizontale numai cu unul din sistemele structurale

prezentate anterior, ci combina mai multe sisteme, in vederea satisfacerii cerintelor de

arhitectura, rezistenta si echiparea cu instalatii.

Repartizarea fortelor taietoare de nivel intre cadre si pereti structurali, indica

faptul ca la mijlocul inaltimii cladirii, cele doua subsisteme conlucreaza in preluarea

fortelor de inertie, pe cand la primele nivele si la nivelul acoperisului, fortele orizontale

din cadre si peretii structurali sunt mult mai mari si de sens opus. Aceasta conduce la

eforturi importante in plan orizontal, respectiv in plansee. La aceste nivele se

recomanda prevederea unor armaturi suplimentare in plansee, care sa preia eforturile

diagonale de intindere.

3.5.9. SISTEME CU MAI MULTE TUBURI

tub in tub

Constructiile cu peste 25 de niveluri trebuie sa aiba o rigiditate laterala sporita

prin conlucrarea intre nucleul alcatuit din diafragme si tubul exterior alcatuit din cadre.

Acest sistem se numeste tub in tub (fig.3.9). La acest nivel este imbinata capacitatea

de rezistenta la forferare a nucleului central, cu capacitatea de rezistenta la moment

incovoietor a cadrelor perimetrale.

tuburi cuplate (sistem fagure)

Page 105: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Sistemul consta din mai multe tuburi verticale, rigidizate pentru a conlucra. Prin

inmanuncherea tuburilor, gabaritul cladirii creste si odata cu el si rigiditatea laterala si

stabilitatea. Un exemplu de asemenea structura este Sears Tower Chicago (fig.3.8 si

3.17). Tuburile pot fi terminate la nivele diferite in cadrul constructiei, acesta producand

suprafete diferite de etaj.

3.5.10. SISTEME STRUCTURALE CU MIEZURI INTERACTIVE

Unele constructii multietajate, datorita functiunii, nu pot avea in fatada stalpi

desi. Un sistem structural care a fos folosit in cateva cazuri a conectat nucleul central

cu stalpi exteriori in unul sau mai multe locuri, cum ar fi in dreptul etajelor tehnice si la

nivelul acoperisului. Principiul de alcatuire a structurii este ca se utilizeaza nucleul

tubular pentru preluarea integrala a fortelor orizontale iar grinzile de conectare de

inaltimea unui etaj supuse de asemenea la fortele taietoare verticale antreneaza stalpii

perimetrali in preluarea momentului incovoietor printr-un ciclu de forte de compresiune -

intindere.

La acest lucru se adauga si avantajul conlucrarii miezului la preluarea efectelor

suplimentare din insoleiere diferita pe fete opuse.

3.5.11. STRUCTURI IN CONCEPTII NOI

Este necesara sa se faca si o analiza a solutiilor structurale pentru cladirile cu

peste 100 de etaje, care pot fi preluate in studiile de conformare antiseismica.

Pentru cladirile multietajate, pana la inaltimile la care au ajuns cele deja

prezentate (World Trade Center, Sears Tower) adica de peste 450m, sistemele

structurale prezentate anterior, se dovedesc potrivite.

Ca o observatie generala se desprinde faptul ca, cu cat cresc inaltimile

constructiilor, se amplifica si importanta fortelor generate de mediu ambiant (vant,

seism, foc si explozii) in raport cu fortele utile gravitationale, impunand proiectarea de

noi structuri asociate, cu noi detalii constructive si arhitecturale, cu noi rezolvari

mecanice si electrice ale instalatiilor. Pentru aceste constructii super multietajate

trebuie respectate aceleasi conditii de locuire ca si pentru orice alt apartament.

Problemele sunt multiple, de la transportul pe verticala la integrarea si

intercomunicarea cu mediul. Din punct de vedere al structurilor, problemele de

ansamblu provin din faptul ca pentru constructiile super multietajate nu se va gasi totusi

posibilitatea de a mari suprafata de teren ocupata, deci de a mari baza in vederea

Page 106: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

maririi stabilitatii. In acest moment raportul inaltime/latime este de aproximativ 7/1 (la o

constructie supla, cum e fiecare din corpurile ce alcatuiesc World Trade Center de

exemplu), dar pentru a reduce la aceasta constructie solicitarea elastica din vant au

fost necesare 20.000 de dispozitive de amortizare visco-elastice. Fara o crestere

substantiala a energiei disipate, dimensiunea in plan respectiv inaltimea sectiunii

transversale va trebui sa creasca.

Trei principii sunt general acceptate pentru realizarea constructiilor multietajate:

a) o singura megastructura (cu mai multe destinatii);

b) structuri celulare;

c) structuri portal.

a) Megastructuri

Trebuie remarcat ca între structurile de mare înaltime realizate între anii „30 si

‟40, si structurile de mare înaltime realizate în zilele nostre nu sunt diferente majore în

ceea ce priveste regimul de înaltime. De exemplu, Empire State Building are o înaltime

de 381 m ceea ce nu este deloc putin. Se crede ca succesul acestor cladiri mai vechi

se datoreaza în mare parte fatadelor si zidurilor despartitoare grele, care un efect

stabilizator. Acest efect de stabilizare nu mai este prezent la structurile moderne, care

folosesc fatade si pereti despartitori usori. De aceea a aparut ideea de a reliza o

structura de maxima eficienta – o asa zisa megastructura – care sa fie caracterizata de

transferul a cât mai mult din încarcarile gravitationale la stâlpii care se opun

momentelor de rasturnare (stâlpii marginali).

Asadar, o structura de maxima eficienta în preluarea actiunilor laterale este o

structura care utilizeaza un sistem de contravântuire care face ca sarcinile

gravitationale sa fie transmise la un numar limitat de stâlpi exteriori. Acest lucru se

poate realiza utilizând un plan de constructie simplu, cu stâlpi masivi numai la colturi,

interconectati prin intermediul unui sistem de diagonale. Pentru a obtine un sistem

economic de planseu, trebuie folositi totusi si niste stâlpi interiori.

Exista proiecte pentru constructii de 1600m in zone neseismice ai caror autori au

gasit solutii constructive pornind utilizarea unui beton foarte usor, cu greutate specifica

de cca 400kg/m3, dar cu rezistente multietajate; in rest structura este o extrapolare a

sistemelor utilizate in prezent.

O data cu sporirea gradului de urbanizare, aceste cladiri (a caror baza este de

cca 300m, deci raportul 6/1 intre inaltime si latime) isi pot gasi loc in orase (fig.3.10).

b) Structuri celulare

Page 107: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Sectiunile tubulare ofera in conditii optime rigiditatea si capacitatea de rezistenta

necesara structurilor pentru cladiri din orientul mijlociu.

Golul central poate adaposti utilitati. Structurile pot fi tuburi exterioare sau

interioare, tub in tub (tuburile fiind cuplate sau nu) sau baterii de tuburi, cu legaturile

alcatuite din pereti (fig. 3.10). O reprezentare reala a acestei structuri o constituie

Sumitomo Building din Tokio (Japonia).

c) Structuri portal

Capacitatea de preluare a momentelor incovoietoare de ansamblu poate fi

crescuta prin folosirea a doua sau mai multor blocuri turn legate impreuna la unul sau

mai multe niveluri cu plansee foarte puternice - eventual duble. Legaturile pot fi

rigidizari, structuri tubulare orizontale etc., conectate la structurile tubulare verticale.

Daca turnurile au o constructie tubulara si legaturile pot fi si ele tubulare, insertia lor

facandu-se pe inaltimea unui etaj sau a mai multor etaje, cu gabaritul in plan egal cu

cel al coloanelor.

Aceste constructii ar putea fi integrate intr-un oras ale carui nivele diferite de

circulatie (pietonala, de vehicule, etc.) ar putea avea corespondenta in legaturile

turnurilor.

Podurile la randul lor ar putea fi suspendate pe cablu sau pretensionate,

executate cu tehnologiile adecvate podurilor.

Aceste legaturi ar putea disipa in mod semnificativ energia indusa de cutremure.

Acest tip de constructie s-a realizat la o scara mai mica in Paris la Turnul din cartierul

“Defense”.

3.6. ASPECTE CONCEPTUALE ALE STRUCTURILOR PENTRU CLADIRI

DIN ORIENTUL MIJLOCIU

Sisteme disipatoare de energie

Energia care este indusa in structura de rafalele de vant sau cutremure, este

disipata prin fenomene de amortizare.

Amortizarea limiteaza si reduce progresiv deformatiile si acceleratiile vibratiilor

induse. Capacitatea naturala a structurii materialelor de a disipa energia poate fi sporita

substantial prin mijloace artificiale. Se deschid astfel posibilitati de proiectare mai

economica a structurilor. In continuare se prezinta cateva solutii de sporire a

amortizarii, extrase din literatura.

Amortizarea naturala a materialelor

Page 108: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Amortizarea naturala a structurilor este cauzata de frecarile interne dintre

particulele materialelor, amortizarea fiind proportionala cu fortele si deformatiile. O

mare cantitate de energie este, de asemenea, disipata prin lunecarile barelor de otel la

noduri.

Amortizarea este relativ mare la structurile metalice bulonate fata de structurile

metalice sudate. Fenomene de amortizare si disipare a energiei se produc si prin

fisurarea betonului armat, din acest punct de vedere acesta fiind de preferat betonului

precomprimat, care lucreaza fara fisuri in exploatare.

Proprietatile plastice ale materialelor

Datorita deformatiilor plastice ale materialelor care compun structura, in special

a otelului, se consuma o cantitate de energie importanta si se produce o amortizare.

Absorbtia de energie o au toate materialele ductile, dar si betonul armat, datorita in

special armaturii; pentru acest lucru este necesara o buna confinare a betonului printr-o

armare armare transversala adecvata.

Sisteme structurale disipatoare de energie

1. Sisteme hiperstatice.

Capacitatea intregului sistem structural de a absorbi energie este data de gradul

de nedeterminare statica. Prin formarea articulatiilor plastice se consuma energie si cu

cat sistemul este capabil sa dezvolte mai multe articulatii plastice fara sa devina

mecanism, cu atat mai mult este un sistem puternic disipator.

Eforturile care depasesc capacitatea sectiunilor se redistribuie conform noii

scheme statice a barelor vecine.

2. Sisteme combinate

In cazul utilizarii sistemelor combinate, ca de exemplu cadre si diafragme, este

important pentru bilantul de energie absorbita, ca fiecare sistem in parte, sa intre in

actiune inainte ca celalalt sa fi cedat deja, deci sa conlucreze in stadiul postelastic.

3. Sisteme portal

Sporirea cantitatii de energie disipata (si prin aceasta reducerea deformatiilor si

acceleratiilor) poate fi obtinuta prin existenta unui sistem structural de tip saiba

orizontala.

Pe langa uniformizarea deplasarilor diferitelor subsisteme ale cladirii la forte

laterale si posibilitatea de schimbare a caracterului oscilatiilor elementelor verticale din

miscare individuala in miscare corelata cu cea a celorlalte elemente, legaturile prin

intermediul planseului rigid diminueaza si amortizeaza vibratiile. In aceste legaturi se

pot prevedea mecanisme speciale pentru a disipa energia.

Page 109: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Cresterea artificiala a amortizarii se poate realiza prin prevederea de

dispozitive cu amortizare vascosa.

Energia se absoarbe prin intermediul unor straturi amortizoare din neopren, sau

amortizoare hidraulice.

prevederea de absorbanti in vibratii.

Acestea sunt dispozitive care modifica performantele dinamice ale constructiei.

De pilda pentru Centre Point Tower din Sydney, Australia, s-a imaginat un rezervor

presurizat de apa ca absorbant de vibratii. Rezervorul este suspendat pe cabluri, are

inertie mare de deplasare, iar contactul lateral cu cladirea se face prin intermediul unor

amortizoare hidraulice; tot ansamblul (masa turnului, rezervorul de apa, amortizoarele)

este acordat pe o frecventa care sa dea rezultate optime la solicitarile din vant.

prevederea de joante cu disipatori de energie

Este vorba de utilizarea fortelor de frecare intre doua placi de otel si azbest

pentru transformarea energiei cinetice in caldura. Aceste dispozitive pot fi prevazute in

sistemele portante pentru vant la cladirile multietajate.

Utilizarea de fundatii speciale

Se imprumuta tehnicile de la fundatii de masini respectiv: suporti de arcuri,

absorbanti de socuri si amortizoare hidraulice, pentru a reduce socul transmis

constructiei de catre cutremur.

Reducerea energiei induse cladirii prin fundatii flexibile sau glisante

Socul absorbit de fundatie de la pamant in timpul unui cutremur nu este

transmis decat partial structurii cladirii.

Mecanismul de izolare preia intreaga miscare si deci energia cinetica de la

pamant, dar o transmite constructiei numai prin frecare (si pentru ca energia transmisa

sa fie cat mai mica - se transmite prin frecare din rostogolire).

Suprastructura se aseaza astfel pe fundatie prin intermediul unor bile sau role.

Fundatia este capabila in acelasi timp sa transmita terenului solicitarile orizontale din

vant.

Forme aerodinamice

Pentru unele constructii s-au efectuat studii aerodinamice speciale si s-au stabilit

profile disipatoare de energie, la vant, pentru anumite directii ale vantului. Domeniul

insa nu e suficient de bine cunoscut si necesita cercetari in continuare.

Page 110: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.1 – Repartitia cladirilor din orientul mijlociu in functie de sistemele structurale

utilizate

Fig. 3.2 - Repartizarea consumului de materiale

Page 111: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.3 - Tipuri de sisteme structurale utilizate in realizarea cladirilor din orientul

mijlociu

Fig. 3.4 – Combinatii intre diverse entitati structurale folosite la cladiri din orientul

mijlociu

Page 112: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig.3.5 – Solutii moderne pentru realizarea planseelor cladirilor din orientul mijlociu

Fig. 3.6 - Cladiri avand structuri cu nuclee centrale

Page 113: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig.3.7 a b

Detalii de alcatuire a panourilor de pereti pentru imbunatatirea disiparii de energie

Fig. 3.8 – Cladiri cu structuri de rezistenta de tip “tub in tub” - elevatii

Fig. 3.9 – Cladiri cu structura de rezistenta de tip “tub in tub” – planuri de nivel

Page 114: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.10 a b

Tendinte moderne de utilizare Solutii moderne de realizare a structurilor

a spatiului pe inaltime cu “tuburi”

Fig. 3.11 – Structuri de tip cadre simple sau cu contravantuiri “centrice”

Fig. 3.12 – Structuri de tip cadre cu contravantuiri “excentrice”

Page 115: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.13 – Tipuri de structuri pentru cladiri din orientul mijlociu cu solutii combinate

metal- beton

Fig. 3.14 – Structuri metalice cu “centuri zabrelite”

Page 116: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.15 – Structuri metalice cu cadre simple (fara contravantuiri)

Page 117: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 3.16 – Structuri metalice cu contravantuiri la tuburile exterioare

Fig. 3.17 – Structuri composite –metal-beton, cu diagonale metalice pe 9 niveluri

Page 118: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 4

METODOLOGII SI MODELE DE CALCUL

PENTRU CLADIRI MULTIETAJATE DIN ORIENTUL MIJLOCIU

4.1. METODE DE PROIECTARE ANTISEISMICA A STRUCTURILOR

4.1.1. GENERALITATI

Analiza numerica a structurilor din beton armat si metal la actiuni dinamice

reprezinta, la ora actuala, cea mai complexa metoda de simulare pe computer a

comportarii cladirilor. Abordarile utilizate merg de la modele simple, globale, destinate

studiilor statistice sau parametrice, si pana la modele sofisticate, la nivel macroscopic

sau microscopic, utilizate pentru surprinderea unor efecte locale.

Dezvoltarea echipamentelor de prelucrare automata a datelor, si in special

avantul luat in ultimul deceniu, inclusiv in tara noastra, de calculatoarele personale, au

dat posibilitatea dezvoltarii si utilizarii pe scara larga a programelor de calcul din

domeniu, precum si a elaborarii altora noi, cu performante sporite din punctul de vedere

al complexitatii modelelor pe care le inglobeaza, al rapiditatii si al usurintei in utilizare.

Calculul structural, si in mod deosebit analiza dinamica neliniara (DNL) , au

devenit domenii in care utilizarea calculatoarelor este practic exclusiva.

Daca programele de calcul structural in domeniul elastic avand si facilitati de

analiza dinamica au fost puse la punct relativ de timpuriu, in ceea ce priveste

programele de calcul in domeniul inelastic, acestea reprezinta, datorita dificultatilor de

modelare a acestei comportari, o tematica de referinta a cercetarii actuale.

Cel mai frecvent, actiunea dinamica la care se efectueaza calculul este actiunea

seismica.

Cutremurele puternice reprezinta una dintre cele mai distructive actiuni pentru

mediul construcit, iar intelegerea comportarii structurilor la solicitarile induse de acestea

este esentiala pentru prevenirea efectelor lor.

Perfectionarea modelelor pentru calculul postelastic este deosebit de

importanta, deoarece conceptia actuala de proiectare antiseismica admite posibilitatea

ca, la actiunea unor cutremure de pamant puternice, structurile uzuale pentru

constructii sa sufere incursiuni in domeniul postelastic.

Practic, aceasta se realizeaza prin dimensionarea, pe considerente economice,

la forte seismice reduse in raport cu fortele rezultate pe baza spectrului elastic de

calcul.

Page 119: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.1.2. METODA “1” (METODA DE PROIECTARE CURENTA)

Calculul structurii se efectueaza in domeniul elastic, iar considerarea comportarii

inelastice reale este implicita si simplificata, prin afectarea cu anumiti coeficienti ai

rigiditatilor, eforturilor de dimensionare, etc, in scopul dirijarii mecanismelor de

plastificare intr-un sens favorabil. De asemenea, prin proiectarea elementelor se iau

masuri pentru asigurarea ductilitatii acestora.

Calculul elastic este avantajos din punct de vedere al simplitatii, claritatii si

rapiditatii, fara a oferi informatii explicite asupra evolutiei structurii la solicitari alternante

aflate dicolo de limita comportarii elastice.

Verificarea conditiilor privind deplasarile laterale si ductilitatile (indicatori

caracteristici pentru domeniul postelastic) se realizeaza prin metode aproximative,

bazate pe extrapolarea deformatei elastice a structurii.

Static Liniar (SL) Static Liniar (SL)

Model Plan (PL)+ Spatial (SP) Modelarea Forte conventionale distribu-

Structural considerarea Actiunii ite dupa o lege similara dis-

efectelor din tributiei fortelor de inertie in

tors. generala raspunsul seismic liniar.

Pornind de la aceiasi lege de distributie a fortelor seismice conventionale ca in

metoda SL si considerand o crestere succesiva a acestora se poate pune in evidenta

comportarea neliniara a structurii. Metoda este static neliniara (SNL) si poate fi folosita

numai dupa ce sistemul structural si elementele structurale au fost calculate prin

metodele de proiectare curenta SL; de asemenea au fost dimensionate toate sectiunile.

Metoda pune in evidenta ordinea de aparitie a articulatiilor plastice (AP) pentru

cresteri arbitrare ale nivelului de forte seismice.

4.1.3. METODA “2” (METODA BAZATA PE CONSIDERAREA PROPRIETATILOR

DE DEFORMARE A STRUCTURII)

Dinamic Neliniar (DNL) Dinamic Neliniar (DNL)

Model Plan (PL) Spatial (SP) Modelarea

Structural Actiunii Accelerograme.

Page 120: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Normativul P100/1-2006 recomanda efectuarea analizelor DNL la proiectarea

constructiilor de importanta deosebita si a celor de mare repetabilitate cu structura din

beton armat sau otel.

Calculul in domeniul postelastic da posibilitatea obtinerii unor informatii mult mai

ample, implicand insa depasirea anumitor dificultati si incertitudini, care au intarziat

aplicarea lui in proiectarea curenta.

Dificultatile calculului DNL impun un nivel de pregatire peste medie a inginerului

proiectant. Acesta trebuie sa inteleaga particularitatile modelelor pe care le utilizeaza,

ipotezele care stau la baza lor, precum si limitarile pe care le au. De asemenea, trebuie

sa fie capabil, pe baza informatiei de care dispune, sa poata selecta cele mai adecvate

modele, in functie de structura analizata si de scopul propus analizei, preccum si sa le

combine corect. Alaturi de o modelare corespunzatoare a structurii, este necesara o

cunoastere temeinica a actiunii dinamice (seismice) la care este probabil ca aceasta sa

fie supusa pe durata vietii ei.

Nu trebuie omisa necesitatea familiarizarii inginerului proiectant, cel putin la nivel

elementar, cu particularitatile calculului automat si cu structura generala a programelor

destinate analizei DNL.

In sfarsit, inginerul proiectant trebuie sa aiba capacitatea de a interpreta corect

rezultatele calculului DNL. Acestea pot fi utilizate numai sub rezerva capacitatii

modelului structural utilizat de a reflecta comportarea reala. Experienta profesionala

poate avea un rol hotarator, atat in modelare, cat si in cea de interpretarea a

rezultatelor.

La ora actuala, domeniul analizelor DNL face obiectul a numeroase cercetari

desfasurate pe plan mondial,fiind in acelasi timp in curs un proces amplu de dezvoltare

a programelor de calcul automat destinate acestui scop, ca si de implementare de

modele noi in programele existente. Nu exista inca un acord general asupra

metodologiei care trebuie urmate sau asupra modelelor utilizate, asa cum se intampla

in cazul calculului in domeniul elastic, care este deja integrat in normativele de

specialitate.

Analizele DNL pot urma doua cai :de verificare a comportarii antiseismice a

sistemului structural sau/si de dimensionare.

a) Verificarea DNL a unui sistem structural propune parcurgerea urmatoarelor

etape :

realizarea unui model de calcul structural corelat cu modelul acceptat

de programul de analiza DNL ales;

Page 121: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

calculul caracteristicilor de rigiditate pentru toate elementele

structurale; momente de inertie, arii de forfecare, arii, moduli de

elasticitate;

calculul caracteristicilor de rezistenta pentru toate sectiunile

elementelor structurale; momente de curgere, curbe N-M, M-

identificarea excitatiei seismice de tip accelerograme, pentru

verificarea sistemului;

analizarea sistemului si obtinerea raspunsurilor seismice, la nivel de

sistem, subsisteme si elemente structurale;

modificarea valorilor caracteristicilor de rigiditate, rezistenta pentru

elementele care prezinta cerinte de raspunsuri seismice mai mari

decat capacitatile; cerinte de ductilitate mai mari decat valorile

admisibile;

reluarea calculelor DNL cu noile caracteristici.

Se mentioneaza ca in prezent analizele DNL se efectueaza in special pentru

cerificarea comportarii antiseismice a sistemului structural.

b) Dimensionarea unui sistem structural folosind analize DNL reprezinta pentru

moment inca o activitate de cercetare. Studiile realizate in UTCB, Catedra de

Constructii Civile, Inginerie Urbana si Tehnologica si folosite in proiectarea

unor cladiri cu regim mediu si mare de inaltime propun urmatoarea

metodologie de proiectare:

realizarea modelului de calcul structural corelat cu modelul din

programul de calcul automat;

realizarea analizelor de tip SL cu obtinerea raspunsurilor

corespunzatoare: eforturi sectionale, deplasari;

dimensionarea sectiunilor critice considerate ca posibile zone potential

plastice, ale unui mecanism de disipare de energie impus (MDEI) ,

calculul capacitatilor caracteristicilor de rezistenta pentru aceste

sectiuni;

considerarea unor capacitati de rezistenta foarte mari pentru sectiunile

dorite a ramane in stadiul elastic;

selectarea accelerogramelor pentru obtinerea raspunsurilor seismice

maxime;

Page 122: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

din analizele DNL se obtine starea de eforturi sectionale

corespunzatoare stadiului elastic dorit si pentru care vor fi

dimensionate toate celelalte sectiuni;

realizarea unei verificari finale a comportarii antiseismice a sistemului

structural cu identificarea tututror cerintelor de raspunsuri seismice.

Conform acestor metodologii se cere incadrarea constructiei in urmatorul

scenariu:

a) la actiunea seismelor slabe, frecvente pe durata de viata a cladirii (seisme

cu perioada scurta de revenire), intregul ansamblu teren-structura-elemente

nestructurale sa ramana in domeniul elastic (fara avarii);

b) la actiunea seismelor moderate, intreaga cladire sa poata suferi un anumit

grad de avariere nestructurala si chiar structurala (incursiuni limitate in

domeniul postelastic) care sa nu-i afecteze functionalitatea;

c) la actiunea seismelor puternice, care survin rar pe durata de viata a cladirii

(seisme cu perioada lunga de revenire), cladirea sa nu se prabuseasca sau

sa nu sufere avarii grave care pot pune in pericol vieti omenesti.

Conform normativului P100/1-2006, rezulta ca proiectarea antiseismica bazata

pe aplicarea reglementarilor acestui normativ asigura, in mare, incadrarea in cerintele

de la punctul b) de mai sus.

Conditia de la punctul c) necesiita, practic, verificarea ca cerintele de ductilitate

in elementele si zonele vitale pentru stabilitatea structurii sunt inferioare capacitatilor lor

de deformare asigurate prin proiectare.

Datorita caracterului neliniar al comportarii structurii, in analizele DNL nu mai

poate fi aplicat principiul suprapunerii efectelor, precum in metoda curenta de

proiectare “1”. Starea de eforturi si deformatii in structura, existenta inainte de aplicarea

solicitarilor dinamice, trebuie cunoscuta si reprezinta conditiile initiale in determinarea

raspunsului. De obicei, starea initiala de eforturi si deformatii se defineste prin

precizarea ipotezelor de incarcare statica. Inainte de efectuarea analizelor DNL propriu

zise trebuie efectuate una sau mai multe analize statice liniare (SL), corespunzator

acestor ipoteze.

Page 123: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.1.4. METODA “3” (METODA SPECTRELOR SEISMICE DE RASPUNS

INELASTIC)

In majoritatea prescriptiilor actuale de proiectare antiseismica, printre care si

normativul romanesc P100/1-2006, estimarea fortelor seismice pe structura se

realizeaza pe baza unui concept esentialmente elastic.

Calculul are la baza utilizarea metodei superpozitiei modale, pentru un spectru

elastic de proiectare dat.

Fortele seismice astfel determinate se afecteaza cu coeficienti de reducere, in

acord cu conceptia generala de proiectare, care permite incursiuni in domeniul

postelastic ale structurilor obisnuite, la actiunea unor cutremure puternice.

Prin prescriptiile specifice diferitelor tipuri de sisteme structurale se introduc

prevederi de calcul si prevederi constructive, destinate dirijarii mecanismelor de

plastificare intr-un sens favorabil practic, se realizeaza un calcul elastic, ale carui

rezultate se corecteaza pentru a tine seama de efectele comportarii inelastice.

Printre metodele de investigare a raspunsului seismic al structurilor la cutremure

puternice se inscrie si metoda spectrelor seismice de raspuns / de actiune. Teoria

spectrelor de raspuns poate fi abordata atat in cazul sistemelor cu comportare elastica

cat si in cazul celor cu comportare inelastica (elasto-plastica) si a fost elaborata si

dezvoltata in california (USA) de catre Biot si Housner (1941).

Spectrele seismice sunt reprezentari grafice cu caracter aproximativ ale valorilor

maxime / “spectrale” ale raspunsului la un cutremur ale unui set limitat de oscilatoare

cu 1 GLD (pendule rasturnate monomasice) cu caracteristici dinamice proprii diferite (Ti

perioade proprii de vibratie neamortizate diferite (0… 3-6 sec) si cu aceiasi fractiune din

amortizare critica ( = 0; 2%; 5%; 10%; 20%), pe un larg domeniu de valori.

Fiecare spectru corespunde unei miscari unice a terenului, specifice unui anumit

amplasament. Spectrele se stabilesc de obicei pentru: deplasari relative (DR), viteze

relative (VR), acceleratii absolute (AA) dar si pentru forta maxima de inertie (forta

seismica), energii totale maxime sau orice alta caracteristica dinamica.

In conceptul spectrelor seismice de raspuns sunt folosite fie inregistrari existente

ale miscarilor seismice (accelerograme naturale), fie accelerograme generate artificial.

Spectrele de raspuns se pot obtine direct prin discretizarea accelerogramelor iar

exactitatea rezultatelor depinde de intervalul de timp in care a fost discretizata

accelerograma. Se vede deci ca stabilirea spectrelor de raspuns, se bazeaza pe un

proces de operare numerica, aproximativ, deoarece valorile maxime se determina

numai in punctele discrete stabilite de la inceput desi pot exista astfel de valori si in

Page 124: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

intervalele dintre aceste puncte. In general erorile care apar in aceste metode numerice

sunt acceptabile in conditiile in care intervalul de timp este in mod corespunzator ales.

La ora actuala, tot mai multi autori sugereaza perfectionarea modului de

abordare prin introducerea de la inceput in calculul parametrilor specifici comportarii

inelastice si utilizarea directa a spectrelor seismice de raspuns inelastice (SSRI).

Reorganizarea metodelor de proiectare necesita insa un efort considerabil,

teoretic si experimental, de clarificare a unor concepte inca insuficient studiate, inainte

de a trece la implementarea lor in prescriptii.

Recent profesorul V.V. Bertero de la Universitatea Berkeley din California a

elaborat doua metodologii din care una aplicabila pentru structurile cladirilor noi, iar

cealalta pentru investigarea si consolidarea structurilor cladirilor existente:

Pentru structurile cladirilor noi, se propune o metodologie de proiectare

antiseismica care sa ia in considerare in mod simultan cerintele de capacitate de

rezistenta si rigiditate si efectele lor combinate asupra cerintelor si disponibilitatilor

energetice ale intregului sistem structural. Numele sau generic este cel de

“metodologie conceptuala”, termenul fiind introdus in 1992 de R.D. Bertero si V.V.

Bertero in lucrarea “Tall reinforced concrete building: development of conceptual

seismic-resistant design methodology”. Metodologia reprezinta la ora actuala una

din cele mai concrete si mai bine structurate abordari in cadrul celor privind

proiectarea antiseismica moderna a structurilor.

Presupunand cunoscute functiunea, amplasamentul, configuratia generala, tipul de

sistem structural si schema structurii cladirii ce urmeaza a fi proiectate precum si

materialele din care sunt alcatuite elementele structurale si nestructurale, dotarile,

metodologia urmareste in principiu doua faze:

stabilirea accelerogramelor de proiectare care necesita:

achizitia de date:

identificarea surselor de cutremure de pamant pentru

amplasamentul respectiv

considerarea efectelor topografiei locale si a stratificatiei

terenului

evaluarea potentialului de avariere al sistemelor corespunzator

diferitelor perioade de revenire (TR) cu selectarea acestora

proiectarea preliminara propriu-zisa.

Schemele bloc sunt prezentate in figura 4.1 si 4.2.

Page 125: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Pentru structurile cladirilor existente mai multe lucrari ale profesorului V.V.

Bertero si ale colaboratorilor sai, propun strategii de consolidare antiseismica a

structurilor existente, in care un rol important apartine informatiilor furnizate de

SSRI. Lucrarea “Seismic upgrading of existing structures” sintetizeaza principalele

strategii de interventie, bazate pe utilizarea SSRI ale energiei input , coeficientului

Cy si deplasarilor. Pornind de la relatia generala de proiectare:

CERINTE CAPACITATI

se analizeaza ecuatia bilantului energetic:

EI = EE + ED cu EE=EK + ES iar ED=E + EH

Unde:

- EI = energia indusa de seism (input)

- EK = energia cinetica

- ES = energia potentiala de deformatie elastica

- E = energia disipata prin amortizare vascoasa

- EH = energia histeretica

- EE = energia inmagazinata elastic in structura

- ED = energia disipata

Se observa ca EI reprezinta cerintele iar EE+ED reprezinta capacitatile.

Alegand strategia cea mai avantajoasa de crestere sau, dupa caz, de reducere

ai unor termeni se poate decide modalitatea de interventie asupra structurii.

In figurile A4.1 A4.4 se prezinta un set de spectre pentru accelerograma

Vrancea NS 1977, inregistrata la INCERC, corespunzator unui ag=0.24g.

Page 126: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

SCHEMA GENERALA A METODOLOGIEI CONCEPTUALE:

Fig. 4.1.

PROIECTAREA PRELIMINARA

STABILIREA ACCELEROGRAMELOR DE PROIECTARE

ACHIZITIA DATELOR

SCOP: STABILIREA ACCELEROGRAMELOR MISCARILOR

SEISMICE, PENTRU DIFERITE NIVELURI DE SIGURANTA

PRELUCRAREA DATELOR

SCOP: OBTINEREA SSRE PENTRU NIVELUL “E” SI A SSRI PENTRU

NIVELUL “S”

PROIECTAREA PRELIMINARA PROPRIU-ZISA

ANALIZA PRELIMINARA

SCOP: STABILIREA CRITERIILOR DE

PROIECTARE, DETERMINAREA PERIOADEI

PROPRII MAXIME SI A FORTELOR SEISMICE DE

CALCUL

CALCULUL PRELIMINAR

SCOP: DETERMINAREA

DIMENSIUNILOR ELEMENTELOR SI A

ARMARILOR

ANALIZA SOLUTIEI PRELIMINARE

SCOP: DETERMINAREA

CORECTITUDINII PROIECTULUI

CONTROLUL SOLUTIEI PRELIMINARE

PROIECTAREA FINALA

PROIECTAREA FINALA

SCOP: DETERMINAREA ARMARILOR DEFINITIVE

CONTROLUL PROIECTULUI FINAL

SCOP: EVALUAREA CORECTITUDINII PROIECTULUI FINAL SI OBTINEREA DE INFORMATII PENTRU

DETALIEREA ELEMENTELOR, IN SCOPUL ASIGURARII UNEI COMPORTARI DUCTILE A STRUCTURII

DACA NU ESTE CORECTA

DACA ESTE CORECTA

Page 127: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

ANALIZA PRELIMINARA

Fig. 4.2

NIVELUL “E” NIVELUL “S”

Indice maxim al deplasarii relative de nivel

Indice maxim al deplasarii relative de nivel

Efecte n GLD Torsiune in

domeniul elastic

Efecte n GLD Torsiune in domeniul

postelastic Avariere

acceptabila

SDE maxim 1 GLD

SDI maxim

1GLD

Efecte nGLD

Torsiune in domeniul

elastic

Efecte n GLD Torsiune in

dom. postelastic Avariere

acceptabila Rezerve de rezistenta

T1

Tmax Tmax

Proiectare preliminara Dimensiuni elemente

Valori proprii Calcul elastic

T1 > Tmax

SD SSRE

, niv. “E” Tmax T

SD SSRI

, niv. “S”

1GLD Tmax T

Cy SSRE

, niv. “E” T1 T

Cy SSRI

, niv. “S”

1GLD T1 T

Forte seismice de calcul niv. “E” Forte seismice de calcul niv. “S”

Page 128: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.1.5. METODA DE CORELARE INTRE DEPLASARILE ABSOLUTE DE NIVEL

PENTRU SISTEMUL CU MAI MULTE GRADE DE LIBERTATE DINAMICA SI

SPECTRELE DE DEPLASARE LINIARE (Sd,L) SI NELINIARE(Sd,NL)

Cerintele efectuate in diferite lucrari elaborate in ultimii 10 ani au fundamentat

conceptul ca deplasarile absolute pentru sistemele cu mai multe grade de libertate

dinamica, care oscileaza in mod predominant dupa modul 1 de vibratie, sunt corelate

puternic cu deplasarile indicate de spectrele de deplasare liniare (Sd,L) si neliniare

(Sd,NL) realizate pentru sisteme cu un grad de libertate dinamica. Au fost stabilite relatii

simple de calcul intre deplasarea absoluta la nivelul rezultantei fortelor seismice cu

valorile spectrale Sd,L si Sd,NL .

Metoda de corelare propusa consta in urmatoarele operatii:

Pentru sistemul real cu mai multe grade de libertate dinamica (SMGL) se

determina sistemul echivalent cu un singur grad de libertate dinamica

(SUGL), care are aceiasi perioada fundamentala T si un coeficient care tine

seama si de influentele suprapunerii modurilor de vibratie (in mod

aproximativ se propune pentru valoarea 0.85 conform P100/1-2006).

Pentru SMGL se determina valoarea bratului de parghie z pentru rezultanta

fortelor seismice maxime calculate cu relatia:

max,

,

B

Bov

Q

Mz

unde: QB,max este forta taietoare maxima la baza sistemului iar Mov,B este

momentul de rasturnare corespunzator fortei QB,max (fig. 4.3);

Presupunand cunoscuta deformata sistemului, valoarea deplasarii absolute

la nivelul corespunzator pozitiei rezultantei fortelor seismice se noteaza cu Uz

denumindu-se deplasare absoluta caracteristica pentru sistemul SMGL;

Deplasarea absoluta caracteristica Uz se poate determina cu relatia

aproximativa:

dz SU sau aproximativ dz SU 85.0

unde Sd este valoarea spectrului de deplasare pentru perioada fundamentala T;

In mod aproximativ, pentru structurile de tip dual, valoarea deplasarilor

absolute de nivel la varful constructiei, Uv, se poate estima cu relatia :

zv UU 70.1 sau dv SU 35.1

Aceasta metoda poate si trebuie sa fie folosita in etapele preliminare de

proiectare atat pentru structurile cladirilor noi cat si pentru consolidarea structurilor

Page 129: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

cladirilor existente. Normativul P100/1-2006 contine indicatii pentru determinarea

rigiditatii structurii astfel incat deplasarile relative de nivel sa respecte conditia

‰5

e

r

H

Pentru Erbil, datorita caracteristicilor seismelor care au perioade dominante de

1-1.5 sec., conditia de mai sus este destul de greu de indeplinit pentru structurile in

cadre, sau pentru cladirile cu regim mare de inaltime. Este necesara, deci, folosirea

unor metode simplificate de verificare a rigiditatii sistemului structural nou, existent sau

existent cu consolidare

Uv

QB,max Uz

H

Z

Mov,B Fig.4.3

Aceasta metoda permite estimarea cerintelor de rigiditate exprimate prin rotirea

maxima de etaj, cu ajutorul relatiei: H

U v max

__

maxmax in care se pot introduce

valorile aproximative dv SU 35.1 ; si max = 1.30 ceea ce va conduce la

H

Sd75.1max .

In cazul interventiilor asupra sistemului structural al cladirilor existente trebuie sa

se urmareasca succesiv realizarea urmatoarelor etape:

- schimbarea perioadei proprii de vibratie T1 (prin dirijarea rigiditatii de sistem)

in sens favorabil, care prin intermediul spectrelor de deplasare ale unui

sistem cu parametrii cunoscuti conduc la satisfacerea unei valori preferate

pentru Uv,max;

- impunerea formei deformatei de sistem prin dirijarea variatiei parametrilor

interiori astfel incat sa se realizeze o uniformizare a rigiditatilor pe inaltimea

structurii.

Page 130: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.1.6. ASPECTE PRIVIND FOLOSIREA SPECTRELOR DE ACCELERATII, Sa,

PENTRU CALCULUL FORTEI TAIETOARE DE BAZA

Spectrele de acceleratii, liniare (Sa,L) si neliniare (Sa,NL) pot fi folosite in fazele

preliminare de proiectare pentru cladiri noi sau pentru cele existente care necesita o

consolidare, fie pentru sistemul structural sau numai pentru un subsistem structural,

pentru determinarea fortei taietoare de baza QB si pentru CB (coeficient seismic de

baza). (fig. 4.4)

Sa

Fig. 4.4

T1 T2 T (sec)

Se cunosc:

- ag este acceleratia de proiectare a terenului (m/s2)

- este factor de amplificare dinamica pentru structura

- spectrul de acceleratii Sa=ag* (m/s2)

- forta taietoare de baza QB=(Sa/g)*G* (tf)

- g = 9.81 (m/s2) – acceleratia gravitationala

- – coeficient de echivalenta corespunzator modului 1; se poate

lucra cu valoarea 0.85

De asemenea cunoscand perioada proprie de vibratie T1 se poate calcula

valoarea fortei taietoare de baza.

Coeficientul seismic de baza G

QC B

B , se poate determina foarte usor si este

necesar pentru folosirea si a celorlalte tipuri de spectre de raspuns (elastice sau

inelastice)

Page 131: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Este necesara introducerea unui parametru nou LB

yB

C

C

,

, unde:

- CB,L = coeficientul seismic de baza corespunzator comportarii perfect

elastice;

- CB,y = coeficientul seismic de baza corespunzator comportarii inelastice

4.2. MODELAREA COMPORTARII STRUCTURALE DE ANSAMBLU

Tinand seama, pe de o parte, de modelul de comportare al structurii, care poate

fi liniara (L) sau neliniara (NL), iar pe de alta parte de modelul actiunii seismice, care

poate fi considerata fie sub forma echivalenta, fie sub forma dinamica care tine seama

de caracteristicile modale ale structurii, fie sub forma modelarii excitatiei seismice prin

accelerograme, se pot deosebi urmatoarele patru clase principale de proiectare

antiseismica din punct de vedere al masurilor de conformare:

- proiectare statica liniara (SL)

- proiectare statica neliniara (SNL)

- proiectare dinamica liniara (DL)

- proiectare dinamica neliniara (DNL)

Totodata se mentioneaza caracterul spatial al miscarii seismice a pamantului si

caracterul spatial al comportarii structurii. In lumina celor prezentate conceptul filozofiei

care trebuie sa stea la baza analizarii comportarii structurale, fie ca operatiune de

proiectare, fie ca operatiune de cercetare consta in folosirea combinata a ansamblului

diferitelor metodologii de calcul, fapt care necesita formularea unor multitudini de

modele de calcul structural si de modele ale excitatiei seismice. Din punct de vedere

practic aceasta inseamna ca rezolvarea analizarii comportarii seismice a unei structuri

nu se poate face, practic, cu un singur model de calcul.

4.2.1. MODELE DE CALCUL PLANE

In cazul utilizarii unui program pentru analiza DNL bazat pe un model structural

de tip cadru plan (fig. 4.5), procedeul uzual de modelare a unei structuri spatiale este

urmatorul:

se imparte structura in cadre plane orientate dupa directia pe care se

efectueaza calculul , iar acestea se asambleaza, unul in continuarea celuilalt,

prin intermediul unor penduli orizontali amplasati la nivelul planseelor,

obtinand un singur cadru, plan;

Page 132: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

in cazul in care structura este alcatuita din mai multe cadre paralele, cu

caracteristici identice, acestea pot fi condendate intr-un singur cadru, cu

proprietati echivalente.

Limitarile modelelor de calcul plane sunt evidente, avantajele lor constand in

reducerea numarului de calcule (deci a timpului de pregatire a datelor, de rulare a

programului si de interpretare a rezultatelor) si in relativa simpitate a modelelor de

element.

Si

Acc sau

CL1 CL2 ...CL6 CL7

PENDULI Fig. 4.5. - Model de calcul plan

4.2.2. MODELE DE CALCUL SPATIALE

In cazul modelelor de calcul spatiale pot fi luate in considerare aspecte

suplimentare ale comportarii de ansamblu. (fig. 4.6.)

CR

CM

Si

Fig. 4.6.

Page 133: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.2.2.1. TORSIUNEA GENERALA

Efectele torsiunii generale pot fi substantiale pentru anumite configuratii

structurale. Considerarea explicita a torsiunii la solicitari dinamice este singurul

procedeu exact. Procedeele aproximative pentru determinarea solicitarilor din torsiune

generala pe baza unor relatii de echilibru static pentru fiecare din directiile principale

ale structurii sunt partial neacoperite, deoarece nu tin seama de efectele dinamice.

De asemenea, utilizarea modelelor de calcul plan in analiza DNL poate conduce

la neglijarea efectelor torsiunii in domeniul postelastic. Acestea pot fi importante si pot

diferi substantial de cele din domeniul elastic de comportare

4.2.2.2 MODELE DE CALCUL CONDENSATE

Un model de calcul condensat (MCS-condensat) corespunde de fapt unei

structuri condensate care este simplificata in raport cu MCS pentru structura reala, de

obicei, datorita capacitatii de rezolvare a programelor de calcul (in cazul cladirilor din

orientul mijlociu aceste probleme sunt frecvente), sau pentru micsorarea efortului de

calcul.

In acest sens, structura condensata are un caracter de idealizare, putand avea

un numar mai redus de niveluri de oscilatie, elemente structurale (bare, placi), noduri,

legaturi. MCS condensat trebuie sa fie puternic corelat cu MCS real pe baza criteriilor

de echivalenta a caracteristicilor: de masa, de rigiditate, a celor dinamice, a

capacitatilor de rezistenta si pe baza criteriilor de raspunsuri seismice identice privind

cerintele de deformare, de deplasare, de rezistenta, de disipare de energie si de

ductilitate.

Modelarea condensata se poate aplica fie pentru o componenta structurala

(cadru, perete cuplat), fie pentru grupuri de componente structurale (cadre, pereti

cuplati si pereti necuplati), fie pentru un subsistem sau sistem structural.

In compararea caracteristicilor de calcul ale MCS condensat cu cel real,

caracteristici care inseamna “date de intrare pentru programele de calcul” si-n

compararea caracteristicilor de comportare ale MCS condensat cu cele ale modelului

real, apare problema gradului de fidelitate.

Modelarea condensata necesita doua operatii principale: operatia de

condensare si operatia de expandare. Condensarea implica condensarea maselor, a

rigiditatilor si a capacitatilor de rezistenta, etc. Expandarea consta in operatiile de

prelucrarea caracteristicilor respunsurilor seismice ale MCS real. Pentru unele cerinte,

valorile caracteristicilor pot fi identice (cerinte de deplasari, cerinte de sistem sau

Page 134: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

subsistem structural, cerinte de disipare de energie (ca valoare totala si ca distributie);

pentru alte aspecte, de exemplu cerintele de ductilitate pentru A.P. nu se mai poate

vorbi de valori identice.

Conceptul de modelare condensata reprezinta de fapt atat un instrument de

calcul cat si un instrument de gandire, care usureaza clarificarea aspectelor de

proiectare sau de cercetare conceptuala, precum si clarificarea si usurarea proceselor

de disiparea raspunsurilor seismice.

4.2.2.3 DEFORMABILITATEA PLANSEELOR

In cazul structurilor cu plansee din beton armat, o idealizare curent utilizata este

considerarea acestora ca fiind infinit rigide in planul lor (“diafragme orizontale” sau

“saibe rigide”). Din punctul de vedere al modelului structural, aceasta se traduce prin

reducerea numarului de grade de libertate nodale pe fiecare nivel, datorita

constrangerii nodurilor de a urma miscarea de solid rigid a planseului.

In cazul planseelor alcatuite din alte materiale (elemente metalice cu

contravantuiri) sau a planseelor de beton armat cu deschideri mari si perforari

numeroase, aceasta idealizare nu mai este valabila.

Programele avansate de calcul permit considerarea tuturor gradelor de libertate,

fie pentru toate nodurile, fie doar pentru unele dintre ele, in functie de configuratia

structurala.

4.2.2.4. MODELAREA ELEMENTELOR NESTRUCTURALE

Raspunsul seismic al constructiei in ansamblul ei poate fi afectat, in unele

cazuri, de elementele nestructurale. Un exemplu il reprezinta panourile de zidarie de

umplutura la structurile in cadre. Acestea, in special daca sunt impanate in ochiuri de

cadru, pot interactiona local cu elementele cadrului, iar la solicitarile puternice pot lucra

ca disipatori de energie.

Efectele mentionate trebuie luate in considerare in analiza DNL, prin utilizarea

unor modele de elemente adecvate.

4.2.3. REZISTENTELE MATERIALELOR

In analiza DNL a structurilor din beton armat, stabilirea capacitatilor portante si a

ductilitatilor se realizeaza pe baza unor valori ale rezistentelor materialelor apropiate de

cele medii (pentru beton Rc=1.75Rc, iar pentru armatura Ra=1.35Ra). Valorile sunt

justificate pe baze probabilistice. De asemenea, pentru deformatia specifica ultima in

Page 135: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

armatura se admite valoarea de 5%, tinand seama ca gradul de avariere admis este

mai avansat.

4.2.4. MODELELE HISTERETICE LA NIVEL DE SECTIUNE

Programele de calcul avand modele de element bazate pe teoria plasticitatii

aproximeaza comportarea sectiunii printr-o unica lege histeretica, exprimata in eforturi

si deformatii specificate prin:

coordonatele efort unitar-deformatie specifica ale unor puncte de referinta

(fisurare, plastificare etc);

parametrii si caracteristicile curbelor care unesc aceste puncte (ecuatia

curbei, panta dreptei);

regulile si parametrii asociati comportarii la solicitari alternante (degradarea

de rigiditate la descarcare, curba de reincarcare, etc);

Printre fenomenele mai importante care trebuie modelate sunt de mentionat, in

cazul structurilor din beton armat:

consolidarea otelului;

fenomenul de “pinching” (ciupire) a curbei histeretice a otelului, care apare la

solicitari alternante;

comportarea betonului la incarcare pana la punctul de plastificare la

compresiune: palier sau panta descendenta dependenta de gradul de

confinare, racordata eventual cu palier (tip CEB);

comportarea betonului la intindere;

comportarea betonului la descarcare si reincarcare, degradarea de rigiditate.

Una dintre ipotezele simplificatoare frecvent adoptate in programele de calcul

destinate analizelor DNL este neglijarea lungimii pe care se dezvolta deformatiile

plastice in element. Se considera astfel ca plastificarile apar sub forma asa-numitelor

“articulatii plastice punctuale”, localizate in cate o singura sectiune, de obicei la

capetele elementelor.

Dincolo de simplitatea modelului, care nu necesita specificarea lungimii aferente

a AP, limitarile sale sunt evidente si pot conduce chiar la rezultate nerealiste, generate,

de exemplu, de subestimarea deplasarilor structurii.

Modelele avansate de calcul implementate in programele moderne de analiza

DNL includ, simplificat sau explicit, considerarea lungimii AP. (fig. 4.6.)

Page 136: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

F sau M

Fy+ sau My+ K2

K1 K1

K1 sau

Fy- sau My-

K2

a) Descarcare inelastica

F sau M

K2

Fy+ sau

My+ K1

sau

K2 Fy- sau My-

b) Descarcare elastica

Page 137: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

F sau M

K2

Fy + sau My+

K1 K1

sau

K2

K1

Fy- sau My-

K2

K1= rigiditatea initiala

c) Descarcare inelastica cu inchiderea fisurii

Fig. 4.6. Optiuni de comportare

Efort de forfecare Y

Cedare fragila

X

Comportare ductila

Deformatie de forfecare

Fig. 4.7. Relatia efort-deformatie pentru elementul de tip “panou de umplutura”

Page 138: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

P

My- My+ M

a) Suprafata de interactiune de tip “grinda”

P

Pyc

B A

PA

My- My+ PC M

C

D

Pyt ( PA / Pyc ) = ( PC / Pyt )

analog pentru punctele B si D

b) Suprafata de interactiune de tip “stalp metalic”

Page 139: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Pyc P

B A

My- My+ M

Pyt

c) Suprafata de interactiune de tip “stalp din beton armat”

Fig. 4.8. Suprafete de interactiune

4.3. MODELAREA ACTIUNII SEISMICE

4.3.1 FORTA SEISMICA CONVENTIONALA CONFORM NORMATIVULUI P100/1-2006

S=c x G unde:

G= Gi - greutatea totala a cladirii ca suma a greutatilor tuturor nivelurilor

care intra in oscilatie

c=( x x ag x qxg) unde

= coeficient functie de clasa de importanta a cladirii = (0.8-1.4)

= coeficient de amplificare dinamica = (1-2.5)

ag = acceleratia de proiectare a terenului a,max = (0.08-0.32)

q= factor de comportare

= coeficient de echivalare intre sistemul real cu n GLD si sistemul

echivalent cu 1 GLD

Figura 4.9. Spectrul normalizat de raspuns de raspuns elastic pentru acceleraţii pentru

componentele orizontale ale mişcarii terenului, în zonele caracterizate prin perioada

de control (colţ): TC = 1,6s.

Page 140: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.3.2. MODELAREA ACTIUNII SEISMICE CORESPUNZATOARE

METODELOR DE CALCUL DE TIP „2” DL (DINAMIC LINIARE) SI DNL (DINAMIC

NELINIARE)

Actiunea seismica este definita cu ajutorul unor accelerograme ale miscarii

terenului actionand pe cele 3 directii ortogonale: doua orizontale si una verticala.

Pentru calculul la actiunea seismica orizontala este suficienta o singura accelerograma

orientata in plan pe o directie oarecare.

Accelerogramele naturale (inregistrate) de proiectare trebuie sa satisfaca

urmatoarele conditii:

a) Sa fie reprezentative atat pentru teren cat si pentru structura. Pentru a se

obtine raspunsurile seismice ale sistemului structural, perioada proprie fundamentala

(respectiv frecventa proprie) a constructiei trebuie sa se gaseasca in domeniul

dominant de perioade proprii (respectiv frecvente proprii) al accelerogramei. Din

acest punct de vedere accelerogramele pot fi cu banda ingusta sau lata de frecvente

proprii.

Selectarea accelerogramelor pentru obtinerea raspunsurilor seismice se poate

realiza utilizand spectrele de raspuns elastice si inelastice.

Spectrele corespunzatoare sistemelor cu 1 GLD, sunt realizate pentru un numar

mare de accelerograme si considerand variatia urmatorilor parametrii: amortizarea

vascoasa, capacitatea de rezistenta.

Perioada proprie fundamentala de vibratie a cladirii reprezinta parametrul cel

mai important pentru corelatiile intre sistemul cu n GLD si sistemul cu 1 GLD.

Sunt selectate accelerogramele ale caror spectre de raspuns prezinta un

domeniu propriu dominant de perioade (respectiv frecvente) in care se afla si

perioadele proprii fundamentale ale cladirilor si care conduc la raspunsuri maxime de

sistem structural, subsisteme si elemente structurale.

b) Scalarea accelerogramelor se face functie de valorile ag ale amplasamentului;

functie de valorile ag majorate; cand se urmareste asigurarea la diferite niveluri de

intensitate ale unui seism.

at = x ag

at= acceleratia maxima a miscarii terenului

Selectarea accelerogramelor naturale pentru calcul seismic liniar si neliniar al

structurilor trebuie sa respecte un set de criterii referitoare la:

acceleratia de varf a amplasamentului

Page 141: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

spectrul normalizat de raspuns pentru acceleratii

densitatea spectrala de putere pentru durata fazei semnificative a miscarii

Pentru calculul raspunsului seismic al structurilor se pot folosi una sau mai multe

accelerograme naturale.

Accelerogramele se definesc in camp deschis, prin 2 componente orizontale si

una verticala. In cazul in care raspunsul structurii se calculeaza pentru trei

componente ale miscarii actionand simultan, cele trei componente trebuie sa fie diferite

si statistic independente.

Durata accelerogramelor trebuie sa fie selectata in acord cu experienta seismica

de care se dispune.

Miscarile seismice de proiectare intr-un amplasament se definesc pe baza unui

spectru de raspuns specificat. Accelerogramele de proiectare trebuie sa respecte

urmatoarele reguli exprimate in legatura cu acest spectru:

acceleratia de varf a accelerogramei trebuie sa fie egala sau sa depaseasca

acceleratia de varf pentru proiectare specificata pentru zona seismica a

amplasamentului;

raportul, calculat perioada cu perioada, (frecventa cu frecventa) intre spectrul

de raspuns mediu (calculat din mai multe accelerograme individuale) si

spectrul de proiectare specificat sa fie 1.0.

Accelerogramele individuale considerate in proiectare trebuie sa fie consistente

cu o densitate spectrala de putere minima, specificata pentru anumite conditii locale de

teren si amplasament.

Principalii parametrii care caracterizeaza accelerograma de proiectare sunt:

acceleratia maxima a miscarii terenului - at

continutul de frecvente definit prin spectrul de putere Sp;

durata miscarii seismice;

4.4. INTERPRETAREA REZULTATELOR CALCULELOR SEISMICE

STRUCTURALE

4.4.1. RASPUNSURI SEISMICE CORESPUNZATOARE METODELOR DE TIP

A - SL (STATIC LINIARA)

4.4.1.1 RASPUNSURI SEISMICE PENTRU SISTEMUL STRUCTURAL

Eforturile sectionale globale de sistem (fig. 4.9) :

Forte seismice

Forte taietoare

Page 142: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Momente de rasturnare

Momente de torsiune

Deplasari de nivel - deformata de sistem (Fig. 4.10)

Deplasari relative de nivel (Fig. 4.10, 4.11)

Deformata unghiulara de nivel (Fig. 4.12)

Si = forte seismice de nivel Qi = forte taietoare de nivel Mov,i= momente de rasturnare de nivel Fig. 4.9 Si Qi Mov,i Un unde Ui =deplasari absolute de nivel

Ui i = deplasari relative de nivel U1

1 i n Fig. 4.10 - Deformata de sistem structural

Relatii de calcul pentru deplasarea relativa de nivel (i)

dupa Bertero i={x,ist - x,i-1

st - [He(y,i-1st -y,i-1

dr)/L]}/sau

unde :

cd

cddc

ab

baab

kbd

dbbd

ac

caack

EI

MM

EI

MMx

HEI

MM+

EI

MMx

24

Hx

1 li

Page 143: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

c Mca Mdc Mcd Mdb d

Mac Hk a Mab Mba Mbd b l Fig. 4.11

relatie simplificata i=x,ist - x,i-1

st

Deformatii unghiulare de nivel (i)

i=i/Hi i,adm

Valorile admisibile de deformatii unghiulare de nivel de 5-8 ‰ prevazute in

NP100/1-2006 sunt corespunzatoare zidariei de caramida sau beton celular

autoclavizat.

Pentru alte solutii de inchidere si compartimentare furnizorul trebuie sa indice

valorile admisibile.

xist xi

dr

yist

yidr

He

yi-1dr

yi-1st

xi-1st L

xi-1dr Fig. 4.12

Page 144: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.4.1.2.RASPUNSURI SEISMICE PENTRU SUBSISTEMELE STRUCTURALE Fig. 4.13 Eforturi sectionale globale preluate de fiecare subsistem structural: forte taietoare, momente de rasturnare Q,susist.pereti Q,subsistem cadre Mov Mov subsistem cadre subsistem pereti 4.4.1.3. RASPUNSURI SEISMICE LA NIVEL DE ELEMENTE STRUCTURALE

eforturi sectionale : eforturi axiale, forte taietoare, momente incovoietoare,

momente de torsiune

4.4.2. RASPUNSURILE SEISMICE CORESPUNZATOARE METODELOR DE TIP “2”

- DINAMIC NELINIARE (DNL)

4.4.2.1. MDEI (MECANISMUL DE DISIPARE DE ENERGIE PRIN DEFORMATII

POSTELASTICE IMPUS DE PROIECTANT: APARITIA AP (ARTICULATIILOR

PLASTICE) IN ZONELE IMPUSE DE PROIECTANT

Articulatiile plastice vor fi

inzestrate cu capacitate de rezistenta si

de ductilitate suficiente pentru o

comportare ductila. Analizele DNL ofera

o istorie in timp a MDEI (TH-MDEI); se

remarca o corelatie puternica a undelor

accelerogramelor cu undele MDE.

Fig. 4.14

AP

Page 145: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 4.15.

Daca AP apar si in alte zone decat cele dorite de proiectant inseamna ca trebuie

intervenit, in sensul majorarii capacitatilor de rezistenta ale sectiunilor care s-au

plastificat in afara MDE favorabil.Trebuie identificat in mod obligatoriu ca sistemul

structural sa nu aiba tendinta formarii unui mecanism (cinematic) de nivel prin formarea

de AP.

4.4.2.2. CERINTE DE DUCTILITATE

Pentru un cutremur dat elementele structurale care se plastifica prezinta valori

de “cerinte de ductilitate” care trebuie comparate cu valorile de “capacitati de ductilitate”

corespunzatoare .

Se mentioneaza ca valorile de “capacitati” sunt date destul de aproximativ pe

baza datelor experimentale sau pe baza unor metode analitice mai sofisticate.

Programul furnizeaza valori de cerinte de ductilitati rotationale

= (max / curgere).

Ductilitatile pot fi exprimate ca valori maxime sau cumulative, in cel din urma caz

furnizand si informatii asupra evolutiei deformatiilor respective. La nivel structural se

poate calcula o ductilitate de deplasare laterala

= ( Umax,varf / Umax,varf, pentru prima AP in stalpi la baza)

4.4.2.3 DEPLASARILE MAXIME DE NIVEL (Ui), DEPLASARILE RELATIVE DE

NIVEL (i),DEFORMATIILE UNGHIULARE DE NIVEL (i)

Programele de calcul DNL pun in evidenta doua serii de valori pentru

caracteristicile enumerate mai sus:

istoria in timp a deplasarilor de nivel TH(Ui);TH(i);TH(i) (fig. 4.16. c)

valorile maxime nesimultane selectate din toata analiza pe toata durata

considerata a cutremurului (fig. 4.16. a,b)

Page 146: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Uv,max i,max Ui

Ui,max

t

(sec.)

a b c

a) valori maxime pentru deplasarile absolute de nivel Ui, nesimultane

b) valori maxime pentru rotirile relative de nivel I, nesimultane

c) TH (Ui)

Fig. 4.16.

undele valorilor TH(Ui) prezinta corelatia puternica fata de undele

accelerogramei cu care s-au realizat analizele DNL;

valorile i,max sunt comparate cu valorile admisibile corespunzatoare

elementelor nestructurale si structurale

4.4.2.4. DEGRADAREA DE RIGIDITATE

Degradarile de rigiditate din zonele plastice potentiale ofera informatii privind

gradul de avariere al zonelor respective. In general, degradarea de rigiditate se

modeleaza analitic ca o functie de ductilitate maxima atinsa in ciclurile precedente de

incarcare.

Daca degradarea de rigiditate prezinta valori importante, este necesara o noua

interventie asupra rigiditatii elementelor structurale si o noua analiza DNL.

4.4.2.5. BILANTUL ENERGETIC

Bilantul energetic pe structura da posibilitatea evidentierii modului in care

structura preia energia indusa de seism. Relatia de calcul este urmatoarea:

EI=ES+Ed+EK+EH

unde:

EI = energia indusa de seism (energia input)

ES = energia de deformatie elastica

Ed = energia disipata prin amortizare vascoasa

EK = energia cinetica

EH = energia disipata prin histerezis inelastic

Page 147: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Programele de calcul furnizeaza valori maxime ale EH la fiecare nivel

(Fig.4.17.a) si valori cumulative si comparative ale energiilor (fig. 4.17. b).

E

EI

ES

EK

EH

t (sec)

a b

Fig. 4.17.

4.4.2.6. CURBELE HISTERETICE PE ELEMENTE SI CURBELE P-

Programele afiseaza istoria in timp a perechilor de valori: rotire-momente, forta-

deplasare. Se pot trasa astfel si curbele histeretice atat pentru sectiune, element, M-

(fig. 4.18. a) si pentru sistemul structural (P-) (fig. 4.18. b)

M P

a b

Fig. 4.18.

Se mentioneaza ca tipurile de modele histeretice implementate in programe

influenteaza curbele histeretice.

Page 148: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

4.4.2.7. EFORTURI SECTIONALE PENTRU SISTEMUL STRUCTURAL,

SUBSISTEME SI ELEMENTE STRUCTURALE

raspunsurile seismice maxime pentru sistemul structural: v max

(m/s) amax (m/s2) Unmax Ui Fig. 4.19 Acc Q Mov a b c d e f

a) model planar de calcul structural

b) viteze maxime de nivel

c) acceleratii maxime de nivel

d) deplasari maxime de nivel

e) forte taietoare maxime de nivel

f) momente de rasturnare maxime de nivel

Raspunsuri seismice maxime pe subsisteme structurale

a) forte taietoare maxime pentru subsistemul cadre si pereti

b) momente de rasturnare maxime pe subsisteme

Eforturi sectionale maxime pentru elementele structurale (stalpi, grinzi, pereti

structurali)

Raspunsuri seismice biografice de tip istorie in timp pentru eforturile

sectionale : forta taietoare (fig. 4.20)

Page 149: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

TH(...) Fig. 4.20 T (sec)

Diagramele care reprezinta curbe sau suprafete de interactiune intre perechi

de eforturi sectionale: ex. N-Mx; N-My;M-y, etc (fig. 4.8)

4.4.2.8. MARIMILE CINEMATICE

Aceste marimi sunt reprezentate de valorile maxime si de istoriile in timp ale

vitezelor (Vi), acceleratiilor de nivel (ai) si deplasarilor de nivel (Ui).

Comparatiile intre TH(ai) si accelerograma poate pune in evidenta factorul de

amplificare dinamica la nivelul “i” fata de teren.

Valorile acceleratiilor de nivel pot arata ca sistemul este corect sau incorect

conformat si asigurat prin valori corecte ale caracteristicilor de rigiditate si de rezistenta.

Page 150: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 5

COMPORTAREA PEREŢILOR STRUCTURALI DIN ZIDARIE

LA SEISME MAJORE

5.1. ASPECTE CU CARACTER GENERAL. COMPORTAREA MATERIALELOR

COMPONENTE: CĂRĂMIZI ŞI MORTAR

Analiza comportării la cutremurul din 4 martie 1977 a materialelor şi

elementelor structurale ale clădirilor cu structura din zidarie, coroborată cu experienţa

altor cutremure şi cu cercetările de laborator efectuate în ţară şi în străinătate, poate

aduce o contribuţie importantă la elaborarea unor noi ipoteze şi criterii de proiectare

în acest domeniu.

O utilizare raţională din punct de vedere tehnic şi economic a capacităţii

pereţilor din zidărie de a prelua solicitările menţionate este condiţionată de alcătuirea

ei, de calitatea materialelor şi de rigurozitatea execuţiei. O alcătuire corespunzătoare

se obţine prin utilizarea cărămizilor sau blocurilor al căror format asigură un raport de

ţesere (raportul dintre adâncimea de ţesere şi înălţimea asizei) egal cu unitatea, prin

ţeserea rosturilor verticale la un rând, prin asigurarea omogenităţii şi continuităţii

(care se obţine prin umplerea completă a rosturilor cu mortar), uniformităţii şi

liniarităţii asizelor, evitându-se astfel concentrări de eforturi.

Calitatea mortarului poate modifica mecanismul de rupere a zidăriei la

compresiune: cu cât raportul dintre modulul de deformaţie al cărămizii, Ec şi cel al

mortarului Em, adică Ec/Em este mai mic, cu atât rezistenţa la compresiune este mai

mare. Până la o anumită valoare a lui Em ruperea se produce prin eforturi de

întindere şi fisurarea cărămizii. Pentru valori mai mari, ruperea este provocată de

forfecarea cărămizilor şi are loc la eforturi de compresiune mai mari. Totodată, cu cât

este mai mare rezistenţa cărămizii şi cu cât este mai mic raportul dintre rezistenţa

cărămizii la compresiune şi la întindere, cu atât este mai mare rezistenţa peretelui de

zidărie. Grosimea rosturilor orizontale influenţează şi rezistenţa la compresiune a

pereţilor de zidărie. În figura 5.1 este prezentată, în principiu, variaţia raportului

dintre rezistenţele la compresiune a peretelui de zidărie şi cea a cărămizii, în funcţie

de raportul dintre grosimea tm a rosturilor orizontale (egal cu grosimea mortarului m)

şi înălţimea tc a cărămizii.

Page 151: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 5.1. Variaţia raportului dintre rezistenţele la compresiune a peretelui din zidărie

şi cea a cărămizii Rc,z/Rc,c în funcţie de raportul dintre grosimea rosturilor orizontale

şi înălţimea cărămizii tm/tc

Cercetările experimentale au arătat că la nivelul rosturilor verticale pot să

apară concentrări de eforturi de întindere. Având o rezistenţă la întindere mai mică

decât cea a cărămizii, se reduce rezistenţa la compresiune a zidăriei. Influenţa lor

poate fi atenuată prin umplerea completă a rosturilor cu mortar de bună calitate. In

figura 5.2 este arătată variaţia efortului unitar tangenţial mediu k în funcţie de

rezistenţa mortarului Rm, prin care se ilustrează influenţa acestuia asupra capacităţii

portante a pereţilor de zidărie la forţe tăietoare.

Fig. 5.2. Variaţia efortului unitar tangenţial mediu k în funcţie de rezistenţa mortarului Rm

Page 152: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

După cum s-a mai relatat, calitatea mortarului are o influenţă decisivă asupra

rezistenţei zidăriei, însă efectele pozitive ale utilizării unui mortar de calitate

superioară pot fi compromise dacă nu se iau măsuri legate de rigurozitatea execuţiei,

precum şi de asigurarea aderenţei de cărămidă.

Examinarea clădirilor avariate la cutremur a arătat că, atât sub raportul

calităţii, cât şi sub raportul sortimentelor, materialele de zidărie nu au corespuns

totdeauna cerinţelor elementare privind calitatea acestora. Dintre principalele

deficienţe se menţionează faptul că mărcile cărămizilor şi mortarelor au fost în

general inferioare celor din proiecte, prezentând o mare variabilitate.

Numeroase degradări şi avarii severe ar fi fost atenuate, sau chiar evitate,

dacă s-ar fi asigurat o calitate bună a materialelor şi a execuţiei, practic fără un

consum suplimentar de materiale.

5.2. COMPORTAREA PEREŢILOR STRUCTURALI DE ZIDARIE

Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor obţinute prin examinarea unui mare

număr de clădiri afectate de cutremure, arată că elementele structurale şi, în special,

pereţii portanţi de zidărie s-au comportat diferenţiat în funcţie de un număr mare de

factori. Unii dintre aceşti factori, independent de alcătuirea pereţilor structurali pot

influenţa asupra intensităţii solicitărilor care acţionează asupra lor, în timp ce alţii

condiţionează asupra răspunsului structural la acţiunile seismice.

Calitatea pereţilor structurali de zidărie determină capacitatea portantă şi

rigiditatea acestora precum şi intensitatea încărcărilor orizontale, condiţionată şi de

rigiditatea laterală a acestora.

Geometria unui perete portant din zidărie, exprimată prin raportul dintre

înălţimea (h) şi lungimea ei (), adică h/, condiţionează starea de eforturi, implicit

modul de rupere, precum şi comportarea în domeniul postelastic. În cazul în care

h/ 0,5 peretele structural cedează la forţe tăietoare, având astfel o comportare

neductilă (fragilă). Ruperea în acest caz se produce fie prin cedare în lungul uneia

sau ambelor diagonale, datorită depăşirii rezistenţei la eforturi unitare principale de

întindere, fie prin forfecare în lungul unui rost orizontal situat de la baza clădirii. În

ambele situaţii ruperea are caracter casant, iar mecanismul de rupere este

condiţionat de calitatea zidăriei (cărămizi şi mortare) şi de intensitatea încărcărilor

Page 153: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

gravitaţionale. Acest mod de cedare s-a întâlnit frecvent la pereţii clădirilor cu 1-2

niveluri precum şi la şpaleţii de la nivelurile inferioare ale unor clădiri etajate.

În cazul în care h/ 2, pereţii structurali lucrează la încovoiere, iar cedarea

lor este însoţită de apariţia fisurilor orizontale în zonele întinse, urmată de producerea

fisurilor verticale în zonele de concentrare a eforturilor unitare de compresiune de la

bază.

Pereţii structurali de zidărie a căror geometrie se situează între cele două

limite menţionate, cu 0,5 h/ 2, sunt solicitate la eforturi de mare complexitate.

Comportarea lor este influenţată de numeroşi factori, cum ar fi calitatea zidăriei,

modul de armare, încărcarea gravitaţională etc. Cercetările experimentale au arătat

că la diafragmele din zidărie simplă sau armată cu h/ = 1, iniţial apar fisuri orizontale

din încovoiere la bază, urmate de fisurare în lungul diagonalelor, ruperea

producându-se la eforturi unitare principale de întindere. În situaţia h/ = 2 a pereţilor

din zidărie simplă, ruperea se produce prin încovoiere, iar la cele armate - la eforturi

unitare principale de întindere, odată cu apariţia unor eforturi mari de compresiune.

În categoria pereţilor structurali din zidărie cu valori intermediare ale raportului

h/, se încadrează majoritatea clădirilor investigate după cutremurul din

4 martie 1977, ceea ce explică natura degradărilor şi avariilor, provocate de apariţia

unor stări de tensiune complexe: fisuri orizontale la bază sau la nivele superioare,

cedări prin lunecare, fisuri orizontale produse de cedarea prin lunecare, care se

continuă prin fisuri înclinate datorită cedării la eforturi unitare principale de întindere,

fisuri orientate pe direcţiile celor două diagonale, combinate cu fisuri orizontale.

Intensitatea încărcării gravitaţionale poate avea o influenţă importantă asupra

comportării pereţilor structurali de zidărie, întrucât condiţionează starea de tensiune

şi de eforturi şi deci mecanismul de rupere, capacitatea portantă şi caracteristicile

inelastice. Pe măsură ce creşte încărcarea gravitaţională, devine din ce în ce mai

pronunţată tendinţa de rupere la eforturi principale de întindere, iar ductilitatea scade

ca urmare a modificării stării de eforturi la rupere.

Experienţa cutremurului din 4 martie 1977 a arătat că în numeroase cazuri

avarii grave s-au produs la pereţii structurali longitudinali ai clădirilor, mai puţin

afectaţi fiind pereţii portanţi transversali. Acest fapt poate fi explicat şi prin aceea că

pereţii longitudinali nu au beneficiat de efectul favorabil al încărcării gravitaţionale,

preluată, în cea mai mare parte, de pereţii transversali.

Page 154: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Din aceleaşi considerente se impune verificarea pereţilor structurali nu numai

la primul nivel, ci şi la nivelele superioare, deşi eforturile unitare normale de

compresiune din încărcarea gravitaţională sunt mai mici. Experimental s-a obţinut

variaţia rezistenţei la întindere pe direcţia diagonală a peretelui de zidărie în funcţie

de eforturile unitare de compresiune.

În figura 5.3 este ilustrată influenţa eforturilor unitare de compresiune asupra

rezistenţei zidăriei la eforturi unitare principale de întindere, în care se prezintă în

formă adimensională variaţia efortului unitar mediu de lunecare 0 şi efortul unitar

normal de compresiune 0.

Fig. 5.3. Variaţia efortului unitar mediu de lunecare 0 şi efortul unitar de compresiune 0

Încărcarea gravitaţională are o influenţă considerabilă şi asupra modulului de

elasticitate transversală. În figura 5.4 este arătată variaţia modulului de elasticitate

transversal G în raport cu efortul unitar tangenţial de lunecare0, în funcţie de efortul

unitar normal de compresiune 0.

Referitor la influenţa încărcării gravitaţionale asupra comportării pereţilor

structurali de zidărie la acţiuni seismice, rezultă că acest factor poate juca un rol

deosebit de important la producerea mecanismului de cedare, la evaluarea

capacităţii lor de rezistenţă şi la adoptarea măsurilor de consolidare a clădirilor

avariate.

Caracteristicile inelastice ale pereţilor structurali de zidărie constituie un factor

esenţial în comportarea lor, în special la acţiuni seismice de mare intensitate. Aceste

caracteristici definesc capacitatea lor de a prelua deformaţii mari fără o degradare

Page 155: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

excesivă a rezistenţei şi rigidităţii, de a absorbi şi disipa energia indusă de seism.

Caracteristicile inelastice se exprimă prin factorul de ductilitate, factorul de

plasticitate, energia disipată pe ciclu, forţa capabilă ultimă.

Comportarea pereţilor structurali de zidărie în domeniul postelastic este

condiţionată de numeroşi factori, cum ar fi: calitatea zidăriei, starea de eforturi la

rupere, încărcarea gravitaţională, etc. Una din concluziile care se desprind din

cercetările efectuate constă în faptul că diafragmele din zidărie simplă, prezintă la

încovoiere o anumită capacitate portantă, limitată, de a lucra în domeniul inelastic.

Cele care lucrează însă la forţe tăietoare, sunt caracterizate printr-o rupere casantă,

care cedează în domeniul liniar elastic, întrucât nu au ductilitate.

Fig. 5.4. Variaţia modulului de elasticitate transversal G în raport cu efortul unitar

tangenţial de lunecare0, în funcţie de efortul unitar normal de compresiune 0.

O îmbunătăţire a comportării pereţilor structurali de zidărie în domeniul

postelastic se poate realiza prin armarea sau înrămarea acestora, conform

exemplului din figura 5.5.

Cercetările făcute asupra pereţilor structurali alcătuiţi din zidărie armată

conduc la următoarele consecinţe:

În cazul ruperii prin încovoiere, degradarea rezistenţei este redusă până

la intrarea în curgere a armăturii. După ce armătura intră în curgere

plastică se produce o degradare semnificativă a rigidităţii, însă rezistenţa

Page 156: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

este afectată într-o măsură mai mică iar factorul de ductilitate variază între

valorile 2 şi 4;

În cazul ruperii la forţe tăietoare, după apariţia fisurilor pe direcţia

diagonalei se produce o scădere mare a rezistenţei şi rigidităţii. Sporirea

procentului de armare nu are efecte favorabile asupra acestei comportări

iar valorile obţinute de diferiţi cercetători pentru factorul de ductilitate sunt

cuprinse între 1 şi 2.

Fig. 5.5 Zidarie cu grile polimerice dispuse in rosturi orizontale

Cercetările efectuate asupra pereţilor structurali de zidărie înrămată, la care

sunt prevăzuţi stâlpişori marginali şi centuri de beton armat, au arătat că avarierea

pereţilor structurali după fisurarea în lungul diagonalelor este mult mai redusă decât

în cazul pereţilor cu armare interioară. La deformaţii mai importante decât cele

corespunzătoare solicitării maxime, se produc degradări mari întrucât prin înrămarea

zidăriei se obţin valori mari ale factorului de ductilitate.

În consecinţă, comportarea pereţilor structurali cu zidărie înrămată este

mult mai bună decât a celor alcătuite din zidărie simplă sau a celor armate în

asize.

În general, cedarea pereţilor structurali din zidărie simplă s-a produs la forţe

tăietoare, specifică unei comportări neductile.

5.2.1. INFLUENŢA ALCĂTUIRII STRUCTURALE

Analiza comparativă a comportării pereţilor structurali din zidărie cu

caracteristici apropiate şi uneori identice, făcând parte din sisteme diferite, a arătat că

alcătuirea structurii poate condiţiona într-o mare măsură natura, gravitatea şi

Page 157: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

distribuţia avariilor. Masa structurii, împreună cu caracteristicile sale dinamice,

defineşte intensitatea încărcărilor seismice.

Tipul de structură – cu pereţi portanţi transversali, longitudinali sau distribuiţi

pe ambele direcţii – împreună cu tipul de planşeu, pot avea o mare influenţă

asupra comportării pereţilor structurali din zidărie.

La clădirile cu pereţi portanţi transversali şi cu planşee din fâşii prefabricate de

beton armat, pereţii structurali longitudinali, care au un procent mare de goluri, nu

beneficiază de efectele favorabile ale încărcării gravitaţionale asupra capacităţii lor

portante. Distribuţia neuniformă a rigidităţilor pe înălţimea structurii, ca în cazul

clădirilor la care stâlpişorii de beton armat sunt discontinui pe înălţime are ca efect

accentuarea avariilor în dreptul secţiunilor în care există o variaţie bruscă a rigidităţii.

Planşeele, având funcţia de şaibe rigide în planul lor, au rolul de a distribui

încărcările seismice la pereţii structurali proporţional cu rigidităţile laterale relative ale

acestora.

Modul în care sunt concepute legăturile dintre pereţii care definesc sistemul

structural, este o condiţie fundamentală pentru realizarea conlucrării spaţiale.

Experienţa a arătat că legăturile realizate numai prin ţesere nu sunt satisfăcătoare. O

conlucrare bună se poate realiza prin prevederea unor stâlpişori de beton armat la

fiecare intersecţie a pereţilor. Legăturile dintre montanţi / stâlpişori trebuie realizate

cu centuri orizontale din beton armat monolit.

Din cele arătate se poate trage concluzia că alcătuirea de ansamblu a pereţilor

structurali de zidărie, concepţia asupra mecanismului de cedare la acţiuni seismice,

poate avea o influenţă hotărâtoare asupra utilizării capacităţii potenţiale a pereţilor de

a prelua solicitările seismice.

5.2.2. INFLUENŢA ELEMENTELOR NESTRUCTURALE DIN ZIDĂRIE

Experienţa cutremurelor a demonstrat că elementele nestructurale de zidărie,

cum sunt zidăriile de umplutură şi pereţii de compartimentare sunt capabile să

conlucreze cu structurile principale de rezistenţă sub acţiunea încărcărilor seismice,

iar efectele acestei conlucrări pot fi semnificative, în special în cazul cutremurelor de

mare intensitate. În numeroase cazuri efectele conlucrării structurii cu zidăria de

compartimentare au avut uneori un rol hotărâtor în preîntâmpinarea prăbuşirii totale.

Cercetările efectuate cu privire la această problemă au avut ca scop explicarea

mecanismului conlucrării, efectele acesteia, determinarea condiţiilor realizării

Page 158: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

zidăriilor de umplutură necesare pentru asigurarea efectelor pozitive ale conlucrării,

precum şi elaborarea procedeelor de calcul.

5.3. METODOLOGIE DE INVESTIGARE A CLĂDIRILOR EXISTENTE CU

STRUCTURA DIN ZIDARIE

5.3.1. GENERALITĂŢI

Metodele de laborator disponibile variază de la caz la caz, fiind specifice

fiecărui laborator în parte. Trebuie făcută precizarea că este destul de greu ca un

singur laborator să poată acoperi toată gama de metode şi încercări de laborator

necesare acestui gen de activitate, ţinând cont de costul destul de mare a unor astfel

de dotări.

Metodele de investigaţie de laborator sunt clasificate în două categorii, şi

anume:

1) metode distructive;

2) metode nedistructive.

Fiecare dintre categoriile de metode indicate mai sus cuprind diverse

proceduri analitice, bazate mai mult sau mai puţin pe norme şi standarde, de regulă

activitatea analitică desfăşurându-se pe baza unor specificaţii tehnice sau proceduri

proprii laboratorului sau experienţei de profil.

Opţiunea pentru una sau mai multe metode analitice este de competenţa

coordonatorului lucrărilor de diagnosticare a structurii în ansamblul ei, care, este de

preferat să se consulte periodic cu responsabilul sau responsabilii delegaţi din partea

laboratorului.

În categoria analizelor distructive intră determinările de rezistenţe mecanice de

orice fel, metode chimice sau fizico-chimice.

Trebuie menţionat că în afară de compoziţiile chimice, se pot obţine informaţii

despre liantul folosit, cu anumite rezerve, natura agregatului şi raportul ciment -

agregat, raport ciment-agregat cu anumite rezerve, legat de corecţiile necesare cu

rezultatele metodelor de analiză fizico-chimică.

Metodele de analiză fizico-chimică pot fi realizate prin următoarele:

a) microscopie optică;

b) analiza mineralogică prin difracţie de raze x;

c) analize structurale de benzi de vibraţie moleculară în infraroşu;

d) analize termice neizoterme;

Page 159: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

e) microscopie electronică cu baleiaj;

f) microanalize electronice cuplate cu microscopia electronică cu baleiaj;

g) analize chimice prin spectrometrie cu raze x de fluorescenţă.

Ordinea acestor tehnici este dată nu atât de importanţa fiecărei tehnici

analitice in parte, cît mai ales din punct de vedere al etapelor procedurale şi al

informaţiilor furnizate. De exemplu, microscopia electronică cu baleiaj necesită date

obţinute anterior pentru a ştii ce anume să se urmărească, in timp ce microanaliza

electronică urmează firesc după o investigaţie morfostructurală.

Metodele de analiză indicate mai sus se pot folosi la caracterizarea mortarelor

utilizate şi a elementelor ceramice de zidărie.

5.3.2. ÎNCERCĂRI NEDISTRUCTIVE PENTRU DETERMINAREA

CARACTERISTICILOR MECANICE ALE PEREŢILOR PORTANŢI DE ZIDĂRIE

Încercările nedistructive care au ca scop determinarea caracteristicilor

mecanice ale pereţilor portanţi din zidărie necesită o aparatură de înaltă tehnicitate.

Zidăria este un material compus, ale cărei proprietăţi sunt determinate de

proprietăţile materialelor componente – cărămida si mortarul – dar care prezintă şi

noi proprietăţi, ca orice material compus. Interpretarea rezultatelor încercărilor

nedistructive efectuate pe elemente portante de zidărie necesită cunoaşterea

caracteristicilor mecanice ale materialelor primare (cărămida şi mortarul), ca şi ale

materialului compus, zidăria propriu-zisă.

Încercările nedistructive ale elementelor de zidărie pot fi utilizate in

următoarele scopuri:

determinarea proprietăţilor elasto - dinamice ale zidăriei;

defectoscopia elementelor de zidărie prin punerea in evidenţă a zonelor

degradate structural (existenţa golurilor, fisurilor, crăpăturilor);

determinarea caracteristicilor mecanice – rezistenţa la compresiune –

pentru cărămida şi mortarul de zidărie ce intră în alcătuirea elementului

portant de zidărie.

Metodele nedistructive potenţiale de încercare a elementelor de zidărie

necesare pentru furnizarea de informaţii asupra proprietăţilor de rezistenţă cît şi a

Page 160: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

stării ansamblului elementului de zidărie se pot clasifica după ramura fizicii din

care derivă în următoarele clase:

a) Metode acustice, care se bazează pe propagarea undelor elastice in

elemente de zidărie. Din această categorie fac parte:

metodele cu impuls ultrasonic;

metoda emisiei acustice.

b) Metode mecanice sau de duritate superficială, care se bazează pe

măsurarea proprietăţilor mecanice ale stratului de suprafaţă a elementelor de zidărie.

Din această categorie fac parte:

metodele de recul (metoda sclerometrului Schmidt) ;

metoda prin penetrare;

metodele prin smulgere.

Se prezintă succint metodele experimentale care pot fi utilizate pentru

determinarea caracteristicilor mecanice atât ale materialelor componente – cărămida

si mortar – cît şi a elementului de zidărie in ansamblu, pe baza prescripţiilor

româneşti în vigoare.

1. Metodele acustice

1.a) Metoda ultrasonică de impuls

Metoda se bazează pe explorarea cu ultrasunete in secţiune transversală a

elementului, pe ambele direcţii atunci când acest lucru este posibil şi pe realizarea

unor diagrame de variaţie a vitezei de propagare rezultate, presupunând că

elementul de zidărie este omogen. O asemenea diagramă permite realizarea unei

cartografieri a elementului de zidărie din punct de vedere al determinării vitezei de

propagare măsurate în diverse zone ale elementului portant de zidărie.

Toate aceste informaţii sunt fundamentale pentru evaluarea gradului de

omogenitate a structurii de zidărie investigate – punerea in evidenţă a eventualelor

degradări structurale de tipul fisurilor, crăpăturilor (degradări ascunse).

Viteza de propagare a ultrasunetelor în elementele de zidărie este cuprinsă în

intervalul (400-2200) m/sec. – valorile minime punând în evidenţă elemente de

zidărie degradate structural (aflate in stare de degradare).

Metoda ultrasonică de impuls poate fi folosită şi pentru predeterminarea mărcii

cărămizilor ca elemente independente cît şi pentru prismele de mortar confecţionate

conform reţetelor de mortar utilizate în lucrare.

Page 161: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

1.b) Metoda emisiei acustice

Metoda de investigare foloseşte ca tehnici pentru măsurarea impulsului

ultrasonic în structurile de zidărie, tehnicile de măsurare utilizate la încercările folosite

la terenuri de fundare (pământ şi roci). Dată fiind lipsa datelor din domeniu precum şi

a reglementărilor metodologice este necesară completarea cu informaţii si extinderea

acestor tehnici de încercare şi pentru elemente de zidărie.

Se poate utiliza ca metodă de încercare şi tehnica de control a calităţii

structurilor de zidărie prin metoda carotajului sonic. Această metodă poate fi utilizată

numai pentru elementele care permit crearea unor goluri strict necesare glisării

palpatoarelor de emisie recepţie pe înălţimea elementului.

2. Metodele mecanice sau de duritate superficială

2.a) Metodele de recul

Principiul metodei constă din măsurarea reculului liniar sau unghiular al unui

dispozitiv mobil sub acţiunea unui sistem de resorturi în urma ciocnirii acestuia cu

suprafaţa materialului ce face obiectul încercării – cărămida sau rostul din mortar –

ce intră în alcătuirea elementului portant din zidărie. Principala aplicaţie a metodelor

mecanice de suprafaţă este determinarea rezistenţei la compresiune, atât pentru

cărămidă, cât şi pentru mortarul ce intră în alcătuirea elementului portant de zidărie.

Tipul cel mai reprezentativ de aparat şi în final de metoda pentru determinarea

nedistructivă a rezistenţei la compresiune a cărămizii şi a mortarului de zidărie, este

sclerometrul Schmidt, cu afişaj clasic sau electronic.

Acest aparat datorită caracteristicilor sale de manevrabilitate uşoară, citire si

interpretare relativ simplă a datelor obţinute în urma efectuării măsurătorilor, este

recomandat pentru efectuarea de încercări ce au ca scop evaluarea rezistenţelor la

compresiune pentru cărămidă, şi pentru mortarul folosit la realizarea elementului de

zidărie în ansamblu.

Pe suprafaţa unui element de zidărie vor fi alese pentru încercări zone

distincte alcătuite din cărămizi şi mortare ce pot permite realizarea în condiţii normale

a încercării cu ajutorul sclerometrului (cărămizi sănătoase fără degradări vizibile si

rosturi de mortare care să permită acţiunea resortului directă asupra suprafeţei de

mortar).

Page 162: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

5.3.3. ANALIZA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR ÎNCERCĂRILOR

Interpretarea semnificaţiei şi importanţei rezultatelor investigaţiilor efectuate la

faţa locului, oarecum şi celor de laborator trebuiesc efectuate de către un specialist

cu experienţă în domeniu.

Inspecţiile la faţa locului pot cuantifica prezenţa deteriorărilor unei structuri, dar

nu pot confirma în totalitate starea structurii analizate, fără investigaţii şi încercări de

laborator. Este foarte dificil, iar uneori imposibil, să se demonstreze legături cauzale

între simptomele deteriorărilor depistate în probele prelevate pentru analizele de

laborator şi fenomenele de fisurare, crăpare, sau/şi deteriorări evidente observate la

faţa locului.

Sinteza întregii activităţi de investigare a structurilor cu pereţi portanţi de

zidărie se face prin aprecierea stării de degradare a elementelor componente pe

baza rezultatelor cercetărilor efectuate in situ şi în laboratoare.

În conformitate cu reglementările elaborate de MLPAT, pentru încadrarea

structurilor de zidărie într-o anumită categorie a „stării de degradare”, se propun

următoarele criterii:

zona seismică în care este amplasată construcţia;

numărul de cutremure prin care a trecut construcţia;

vechimea construcţiei;

regimul de înălţime;

conformarea generală a elementelor structurale de zidărie din punct de

vedere al respectării cerinţelor impuse de Normativele în vigoare (cu

indicativele P100/1-2006, P100/3-2008 şi CR6-2006);

degradările structurale înregistrate în urma cutremurelor şi altor tipuri de

solicitări şi acţiuni ale unor agenţi agresivi (agenţi chimici corozivi);

rezistenţele principalelor materiale (cărămidă, mortar) şi alcătuirea

elementelor de construcţie din zidărie.

La analiza rezistenţelor materialelor, cărămidă şi mortar, prin metode

nedistructive se va aprecia identificarea degradărilor fizico-chimice suferite de

acestea pentru încadrarea lor în una din următoarele categorii de uzură (U %):

uzură normală în timp 15% ≤ U ≤ 30%

uzură avansată în timp 30% ≤ U ≤ 70%

Page 163: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

uzură exagerată (prăbuşire) U ≥ 70%

În funcţie de ponderea criteriilor de evaluare mai sus specificate se

recomandă încadrarea anumitor elemente ale clădirilor în următoarele categorii

de „stare de degradare”:

I. degradări superficiale ale elementului afectat;

II. degradări majore care nu afectează semnificativ siguranţa în exploatare

a elementului;

III. degradări importante care afectează semnificativ siguranţa în

exploatare a elementului;

IV. degradări majore cu risc de prăbuşire ridicat.

Stabilirea stării de degradare a elementelor structurale din zidărie furnizează

date suplimentare în vederea încadrării construcţiilor, din care fac parte elementele

de zidărie în cele 4 clase de risc seismic, definite conform Normativului seismic

P100/1-2006.

5.4. MODUL DE CONLUCRARE, A CADRELOR DIN BETON ARMAT CU

ZIDĂRIA, ÎN CAZUL SEISMELOR

O deosebită importanţă au modul şi stadiile de conlucrare ale cadrelor din

beton armat cu zidăria în cazul unei forţe orizontale crescătoare. Efortul preluat de

zidărie este proporţional cu efortul unitar de compresiune al zidăriei la fisurare; la o

rigiditate mai mare a cadrului, zidăria preia un efort mai mic şi cu cât cadrul este mai

flexibil, cu atât contribuţia acesteia la preluarea încărcării este mai mare. Conlucrarea

zidărie-cadru începe de la prima treaptă de încărcare şi continuă până la rupere.

- În faza incipientă, conlucrarea este elastică, cu interacţiune tot conturul şi

se încheie înainte de apariţia primei fisuri de desprindere a peretelui de contur.

- Faza a doua începe cu apariţia de fisuri, de dislocări pe porţiunile cu eforturi

de întindere şi se consideră încheiată la apariţia unei fisuri în lungul sau în

apropierea diagonalelor comprimate. Astfel este posibil ca în acest stadiu să apară

fisuri în barele cadrului în zonele de contact.

- Stadiul ultim este caracterizat prin apariţia de noi fisuri, aproape paralele cu

diagonala comprimată şi prin modificarea distribuţiei reacţiunilor pe suprafeţele de

contact. În ipoteza contactului imperfect între cadru şi zidărie, ansamblul nu ajunge la

stadiul întâi. Dacă zidăria este fixată intim de stâlpi cu mustăţi, acestea se pot smulge

din perete, degradându-l. Dacă umplutura este un panou fixat în cele patru colţuri,

Page 164: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

sistemul se comportă apropiat de două elemente diagonale încrucişate echivalente.

Dacă panoul este legat complet pe contur, se pot produce ruperi înclinate în stâlpi şi

cedarea zidăriei în colţul panoului.

În acest stadiu, pe măsura creşterii încărcării orizontale, rigiditatea panourilor

se micşorează, făcând ca fracţiunea de forţă tăietoare ce revine scheletelui să

crească, pe măsura avansării în stadii postelastice.

Se poate trage concluzia că aşa - zisele umpluturi moi deformabile (zidării

obişnuite şi nicidecum pereţi despărţitori subţiri sau zidării foarte rezistente cu

mortare dure sau din beton, care cedează odată cu structura) se degradează

înaintea scheletului şi au un important rol de disipare a energiilor induse de seisme.

Acestea produc, totodată, o creştere considerabilă a rigidităţilor, o reducere a

momentelor în structură prin preluarea unei părţi din încărcarea seismică şi o limitare

a deplasărilor relative.

Dacă sunt însă distribuite corect, pot crea discontinuităţi sau nesimetrii ale

rigidităţilor, cu efecte directe asupra micşorării lungimii de lucru a riglelor şi stâlpilor şi

pot amplifica mecanismele de cedare prin forţă tăietoare. Chiar prezenţa unui panou-

parapet poate să ducă la comportarea necorespunzătoare a stâlpilor de cadru care

se transformă nefavorabil în stâlpi scurţi, solicitaţi predominant la eforturi de

forfecare.

În continuare se prezintă, unele degradări specifice produse de acţiunea

cutremurelor severe asupra anumitor clădiri alcătuite din pereţi structurali de

zidărie executaţi din cărămidă plină presată şi mortar de var. Fotografiile pun

în evidenţă efecte generate de solicitări, predominante sau combinate, de

încovoiere, compresiune sau forfecare.

Page 165: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

a)

Efecte produse de solicitarea predominantă de încovoiere (stânga)

- şpaleţi svelţi / flexibili

Efecte produse de solicitarea predominantă de forfecare (dreapta)

- şpaleţi scurţi / rigizi

b)

Efecte produse de solicitarea predominantă de forfecare

- şpaleţi scurţi / rigizi

FOTO 5.1. DEGRADĂRI PRODUSE ÎN ŞPALEŢII PEREŢILOR DIN ZIDĂRIE

Page 166: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

a)

Efecte produse de solicitarea predominantă de forfecare (stânga)

- şpaleţi scurţi / rigizi

Efecte produse de solicitări combinate de compresiune puternică şi de

încovoiere moderată (dreapta)

- şpaleţi svelţi / flexibili

b)

Cedări în rost orizontal produse de solicitări de lunecare

FOTO 5.2. DEGRADĂRI SEMNIFICATIVE DIFERENŢIATE

PRODUSE ÎN PEREŢI DIN ZIDĂRIE

Page 167: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

c)

d)

De

gra

dări

in

tr-u

n p

ere

te i

nte

rio

r lu

ng

/ r

igid

: a

De

gra

dări

în

şp

ale

ţi s

cu

rţi / ri

giz

i: b

, c,

d

b)

a)

FOTO 5.3. DEGRADĂRI PUTERNICE PRODUSE DE SOLICITĂRILE DE FORFECARE

ÎN PEREŢI STRUCTURALI DE ZIDĂRIE

Page 168: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Distrugere cauzată de colapsul pereţilor portanţi din zidărie de cărămidă

Cedarea pereţilor de închidere din zidărie de cărămidă, aferenţi unei

structuri spaţiale de beton armat, în cadre flexibile şi deformabile lateral

FOTO 5.4. CEDĂRI DIFERENŢIATE ALE UNOR PEREŢI DIN ZIDĂRIE DE CĂRĂMIDĂ

Page 169: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

FOTO 5.5. DISLOCAREA ŞI AVARIEREA COMPLETĂ A UNOR PEREŢI DE

COMPARTIMENTARE ŞI ÎNCHIDERE DIN ZIDĂRIE DE CĂRĂMIDĂ, DINTR-O

STRUCTURĂ METALICĂ ÎN CADRE FLEXIBILE ŞI DEFORMABILE LATERAL

Page 170: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 6

ASPECTE PRIVIND COMPORTAREA CLADIRILOR LA TASARI

INEGALE SI DIFERENTE DE TEMPERATURA

6.1. COMPORTAREA STRUCTURILOR DE CLADIRI LA DIFERENTE DE

TEMPERATURA

6.1.1. ASPECTE PRIVIND ORGANIZAREA STUDIULUI

In tarile din Orientul Mijlociu, inclusiv Irak-ul, alaturi de calculele specifice

gravitationale si seismice, apar interesante si calcule la diferente de temperatura – in

general intre zi si noapte. Diferentele de temperatura pot sa fie cuprinse intre 5 si 30°C.

Pentru cuantificarea acestor aspecte s-a realizat un studiu parametric pentru

cladiri avand doua tipuri de structuri:

Cladiri cu structura din cadre de b.a.

Cladiri cu structura DUALA din b.a.

Regimul de inaltime ales a fost cu 2 si 4 niveluri, dar calculele se pot extinde in

mod similar la o mai mare varietate.

Diferentele de temperatura propuse au fost t= 5; 10; 15; 20; 25 si 30°C.

Structurile au fost conformate si dimensionate pentru preluarea actiunilor

gravitationale si seismice specifice unui amplasament cu ag=0.24g si Tc=1.60 sec

(corespunzatoare zonei Erbil-ului) dar similar se poate extinde la fiecare dintre zonele

seismice existente.

Fig. 1 – Plan nivel curent – cladire cu structura in cadre din b.a.

Page 171: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 2 – Plan nivel curent – cladire cu structura DUALA din b.a.

Fig. 3 – Vedere 3D – cadre 2 niveluri

Fig. 4 – Vedere 3D – cadre 4 niveluri

Fig. 5 – Vedere 3D – DUAL 2 niveluri

Fig. 6 – Vedere 3D – DUAL 4 niveluri

Page 172: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

6.1.2. ASPECTE PRIVIND RASPUNSURILE STRUCTURALE OBTINUTE

In urma calculelor realizate s-au obtinut urmatoarele raspunsuri:

Fortele axiale din grinzi practic nu depind de numarul de niveluri ale cladirii ci

numai de diferenta de temperatura si de coeficientul de expansiune termica al

materialului din care acestea sunt alcatuite;

Pentru grinzile corect conformate si dimensionate in concordanta cu calculele

gravitationale si seismice efectuate in prealabil, se constata urmatoarele aspecte

cu caracter de generalitate:

o Pentru folosirea unor betoane avand rezistenta la intindere de circa 8-10

daN/cmp cantitatea de armatura din grinzi, rezultata din dimensionarile

succesive gravitationale/seismice, este capabila sa suporte intinderi

provenite din diferentele de temperatura de pana in 5°C, indiferent de

regimul de inaltime ales;

o Pentru folosirea unor betoane avand rezistenta la intindere de circa 12

daN/cmp armatura din grinzi, rezultata din dimensionarile succesive

gravitationale/seismice, este capabila sa suporte intinderi provenite din

diferentele de temperatura de pana in 10°C, indiferent de regimul de

inaltime ales;

o Pentru celelalte diferente de temperatura pe fiecare tip de beton rezulta

ca armatura prevazuta in grinzi, din calculele gravitationale/seismice, este

insuficienta. De aceea se poate sublinia ca sunt necesare calcule

suplimentare pentru determinarea armaturilor necesare in grinzi, care in

afara de actiunile gravitationale/seismice sa poata conferi sufucienta

capacitate de rezistenta la intinderile rezultate din diferentele de

temperatura.

o In aceste conditii, momentele capabile de la capetele grinzilor cresc in

mod corespunzator si de aceea, in concordanta cu mecanismul optim de

disipare a energiei seismice, in scopul mentinerii elementelor verticale pe

inaltime (stalpi/pereti) in domeniul elastic trebuiesc inevitabil sporite si

armaturile longitudinale prevazute din calculele gravitationale/seismice

precedente.

o Atat la elementele orizontale de tip grinzi cat si in elementele verticale de

tip stalpi sau pereti structurali din b.a., in functie de armaturile

longitudinale suplimentate, datorita cresterii fortelor taietoare asociate se

Page 173: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

pune, de asemenea, problema maririi cantitatii de armatura transversala

(etrieri sau bare orizontale).

Pentru raspunsurile structurale determinate prin calcule se vor consulta figurile: 7-14.

6.2. COMPORTAREA STRUCTURILOR DE CLADIRI LA TASARI INEGALE

SAU CEDARI DE REAZEME

6.2.1. ASPECTE PRIVIND ORGANIZAREA STUDIULUI

Datorita terenului pe care o cladire este amplasata, in functie de diverse

aspecte, in timp pot sa apara tasari inegale la fundatiile cladirii.

De asemenea, in cazul Irak-ului se poate pune aceiasi problema in cazul cedarii

unor reazeme, datorita exploziilor externe care pot sa apara in apropierea unor cladiri.

Pentru cuantificarea acestor aspecte s-a realizat un studiu parametric pentru

cladiri avand doua tipuri de structuri:

• Cladiri cu structura din cadre de b.a.

• Cladiri cu structura DUALA din b.a.

Regimul de inaltime ales a fost cu 2 si 4 niveluri, dar calculele se pot extinde in

mod similar la o mai mare varietate.

Plaja de tasari aleasa a fost u= 0; 2.5; 5; 10 si 15 mm. S-a mers chiar pana la

tasari de 40 mm pentru studiul placilor de plansee. Structurile au fost conformate si

dimensionate pentru preluarea actiunilor gravitationale si seismice specifice unui

amplasament cu ag=0.24g si Tc=1.60 sec (corespunzatoare zonei Erbil-ului) dar similar

se poate extinde la fiecare dintre zonele seismice existente.

Fig. 15 – Plan nivel curent – cladire cu structura in cadre din b.a.

Page 174: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 16 – Plan nivel curent – cladire cu structura DUALA din b.a.

Fig. 17 – Vedere 3D – cadre 2 niveluri

Fig. 18 – Vedere 3D – cadre 4 niveluri

Fig. 19 – Vedere 3D – DUAL 2 niveluri

Fig. 20 – Vedere 3D – DUAL 4 niveluri

Page 175: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 21 - Structuri in cadre de b.a. – cresteri de momente incovoietoare pe rigle – din

tasari diferentiate 0.00 – 15.00 mm

Fig. 22 - Structuri DUALE de b.a. – cresteri de momente incovoietoare pe rigle – din

tasari diferentiate 0.00 – 15.00 mm

Page 176: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 23 - Structuri in cadre de b.a. – cresteri de momente incovoietoare pe rigle (%) –

din tasari diferentiate 0.00 – 15.00 mm

Fig. 24 - Structuri DUALE de b.a. – cresteri de momente incovoietoare pe rigle (%) –

din tasari diferentiate 0.00 – 15.00 mm

Page 177: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 25 – Momente incovoietoare (tf) in planseele de b.a. la o structura in cadre de b.a.

supusa tasarilor diferentiate (cedarilor de reazeme)

Page 178: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 26 – Momente incovoietoare (tf) in planseele de b.a. la o structura DUALA de b.a.

supusa tasarilor diferentiate (cedarilor de reazeme)

Page 179: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

6.2.2. ASPECTE PRIVIND RASPUNSURILE STRUCTURALE OBTINUTE

• In urma calculelor realizate s-au obtinut urmatoarele raspunsuri:

• La structurile in cadre din b.a., in functie de marimea tasarii diferentiate

propusa, cresterile momentelor incovoietoare pe grinzile cadrelor,

conform figurilor 21 si 23, pot sa fie cuprinse intre 100 si 750%.

• La structurile in DUALE din b.a., in functie de tasarea diferentiata

propusa, cresterile momentelor incovoietoare pe grinzi, conform figurilor

22 si 24, pot sa fie cuprinse intre 150 si 500%.

• La structurile in cadre se constata ca efectul tasarii este relativ local, in

prima deschidere/travee stanga/dreapta, pe cand la structurile DUALE,

tasarea unuia dintre pereti poate conduce la efecte semnificative pe

aproape intreaga structura.

• Efectele produse de tasarile inegale sau de cedarile de reazeme se

concretizeaza progresiv in:

• Deformatii in rigle/placi

• Depasiri ale capacitatilor de rezistenta ale grinzilor/riglelor

respectiv ale placilor de planseu

• Ruperi ale grinzilor/riglelor si placilor care pot conduce la colaps

partial sau/si progresiv

• Reparatiile si consolidarile la elementele deteriorate sunt relativ greu de

executat, cu cat tasarile diferentiate sunt mai profunde.

Pentru raspunsurile structurale determinate prin calcule se vor consulta figurile: 27-30.

Page 180: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 7 - STRUCTURA IN CADRE DE B.A. - FORTE AXIALE IN ELEMENTE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA

2 NIVELURI

T=5°C N=27.06 tf T=10°C N=54.13 tf T=15°C N=81.19 tf

T=20°C N=108.26 tf T=25°C N=135.32 tf T=30°C N=162.38 tf

4 NIVELURI

T=5°C N=27.06 tf T=10°C N=54.13 tf T=15°C N=81.19 tf

T=20°C N=108.26 tf T=25°C N=135.32 tf T=30°C N=162.38 tf

Page 181: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 8 - STRUCTURA DUALA DE B.A. - FORTE AXIALE IN ELEMENTE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA

2 NIVELURI

T=5°C N=27.06 tf T=10°C N=54.13 tf T=15°C N=81.19 tf

T=20°C N=108.26 tf T=25°C N=135.32 tf T=30°C N=162.38 tf

4 NIVELURI

T=5°C N=27.06 tf T=10°C N=54.13 tf T=15°C N=81.19 tf

T=20°C N=108.26 tf T=25°C N=135.32 tf T=30°C N=162.38 tf

Page 182: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI
Page 183: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 12 3000 27.06 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

4 25 60 12 3000 27.06 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

2 25 60 12 3000 54.13 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

4 25 60 12 3000 54.13 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

2 25 60 12 3000 81.19 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 81.19 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 108.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 108.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 135.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 135.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 162.4 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 162.4 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 10 3000 27.06 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 OK

4 25 60 10 3000 27.06 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 OK

2 25 60 10 3000 54.13 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 54.13 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 81.19 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 81.19 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 108.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 108.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 135.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 135.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 162.4 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 162.4 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 8 3000 27.06 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 OK

4 25 60 8 3000 27.06 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 OK

2 25 60 8 3000 54.13 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 54.13 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 81.19 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 81.19 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 108.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 108.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 135.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 135.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 162.4 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 162.4 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

25

30

10

15

20

5

30

5

10

15

Fig. 10 - STRUCTURA DUALA DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 10 daN/cmp

30

Fig. 11 - STRUCTURA DUALA DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 8 daN/cmp

20

25

25

Fig. 9 - STRUCTURA DUALA DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 12 daN/cmp

5

10

15

20

Page 184: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 12 3000 27.06 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

4 25 60 12 3000 27.06 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

2 25 60 12 3000 54.13 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

4 25 60 12 3000 54.13 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 OK

2 25 60 12 3000 81.19 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 81.19 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 108.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 108.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 135.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 135.3 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

2 25 60 12 3000 162.4 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

4 25 60 12 3000 162.4 18.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 54.93 NOK

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 10 3000 27.06 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 OK

4 25 60 10 3000 27.06 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 OK

2 25 60 10 3000 54.13 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 54.13 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 81.19 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 81.19 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 108.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 108.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 135.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 135.3 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

2 25 60 10 3000 162.4 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

4 25 60 10 3000 162.4 15.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 51.93 NOK

DT NIVELURI b (cm) h (cm) Rt (daN/cmp) Ra (daN/cmp) N (tf) Ncap,bet (tf) Aa,sus (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,sus,cont (cmp) Aa,jos (cmp) Aa,intinsa (cmp) Ncap,arm (tf) Ncap (tf) OBS

2 25 60 8 3000 27.06 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 OK

4 25 60 8 3000 27.06 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 OK

2 25 60 8 3000 54.13 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 54.13 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 81.19 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 81.19 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 108.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 108.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 135.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 135.3 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

2 25 60 8 3000 162.4 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

4 25 60 8 3000 162.4 12.00 9.42 6.03 6.28 6.03 12.31 36.93 48.93 NOK

15

20

25

30

5

10

15

20

25

30

Fig. 12 - STRUCTURA IN CADRE DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 12 daN/cmp

Fig. 13 - STRUCTURA IN CADRE DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 10 daN/cmp

Fig. 14 - STRUCTURA IN CADRE DE B.A. - FORTE AXIALE DIN DIFERENTE DE TEMPERATURA IN RIGLE - REZISTENTA LA INTINDERE A BETONULUI 8daN/cmp

5

10

5

10

15

20

25

30

Page 185: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 27 - Comparatii intre raspunsurile structurii de rezistenta in cadre de b.a. cu 2 niveluri

Marime Tasare 0.00 mm Tasare 2.50 mm Tasare 5.00 mm Tasare 10.00 mm Tasare 15.00 mm

Linie de rezistenta ax 1

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Linie de rezistenta ax A

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Ansamblul 3D

defgt

Page 186: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 28 - Comparatii intre raspunsurile structurii de rezistenta in cadre de b.a. cu 4 niveluri

Marime Tasare 0.00 mm Tasare 2.50 mm Tasare 5.00 mm Tasare 10.00 mm Tasare 15.00 mm

Linie de rezistenta ax 1

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Linie de rezistenta ax A

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Ansamblul 3D

defgt

Page 187: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 29 - Comparatii intre raspunsurile structurii de rezistenta duale de b.a. cu 2 niveluri

Marime Tasare 0.00 mm Tasare 2.50 mm Tasare 5.00 mm Tasare 10.00 mm Tasare 15.00 mm

Linie de rezistenta ax 1

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Linie de rezistenta ax A

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Ansamblul 3D

defgt

Page 188: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Fig. 30 - Comparatii intre raspunsurile structurii de rezistenta duale de b.a. cu 4 niveluri

Marime Tasare 0.00 mm Tasare 2.50 mm Tasare 5.00 mm Tasare 10.00 mm Tasare 15.00 mm

Linie de rezistenta ax 1

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Linie de rezistenta ax A

Ng (tf)

Mg (tfm)

Vg (tf)

Ne (tf)

Me (tfm)

Ve (tf)

Ansamblul 3D

defgt

Page 189: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

CAPITOLUL 7

CONCLUZII SI CONTRIBUTII PERSONALE

In acest moment, dupa caderea fostului regim si prezenta trupelor NATO,

in Irak exista un “vid”de coduri de proiectare. Normativele vechi sunt depasite moral,

iar dupa razboi practic accesul la codurile de proiectare este destul de dificil. In

general cladirile realizate de trupele americane si cele aliate folosesc codurile de

proiectare de tip UBC si ATC.

Din aceste motive in scopul contributiei la alcatuirea unor norme specifice,

prezenta lucrare contine o documentare larga privind:

• Tipurile de incarcari si actiuni avute in vedere la proiectarea cladirilor:

• Tipuri de incarcari si actiuni

• Rolul proiectantului

• Incarcari permanente si din exploatarea constructiilor

• Actiunea seismica

• Actiunea vantului

• Exigente si criterii de performanta specifice cladirilor multietajate:

• Aspecte privind masurile arhitecturale impuse de siguranta

utilizatorilor cladirilor multietajate

• Implicatii arhitecturale ale exigentelor de siguranta a utilizatorilor

• cerinte specifice privind rezistenta si stabilitatea

• Performante seismice

• Mecanismul structural de disipare a energiei seismice

• Ductilitatea locala si cerintele de ductilitate la nivel de element si

de ansamblu structural

• Evitarea ruperilor cu caracter casant

• Limitarea degradarilor nestructurale

• O colectie de sisteme constructive si tehnologice pentru realizarea

structurilor cladirilor multietajate:

• Structuri din elemente compuse;

• Principii de alcatuire constructiva;

• Sisteme constructive orizontale si verticale;

• Selectarea solutiilor pentru ansamblul structural;

Page 190: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

• Aspecte conceptuale privind cladirile din Orientul Mijlociu.

• Metodologii si metode de calcul pentru cladirile multietajate:

• Metode de proiectare curenta;

• Metode de proiectare bazate pe considerarea proprietatilor de

deformare a structurii;

• Metoda spectrelor seismice de raspuns;

• Metode de corelare intre deplasarile absolute de nivel pentru

sisteme cu mai multe grade de libertate (SMGLD) si spectrele de

proiectare de deplasare liniare si neliniare;

• Aspecte privind folosirea spectrelor de proiectare de acceleratii

pentru calculul fortelor taietoare de baza;

• Modelarea comportarii structurale de ansamblu (modele 2D,

modele 3D, torsiune generala, deformabilitatea planseelor);

• Modele histeretice la nivel de sectiune;

• Modelarea elementelor nestructurale;

• Modelarea actiunii seismice;

• Raspunsuri seismice;

• Mecanisme de disipare a energiei;

• Aspecte privind cerintele si capacitatile de ductilitate;

• Degradari de rigiditate si rezistenta;

• Marimi cinematice;

• Bilantul energetic, etc.

• Comportarea peretilor structurali din zidarie la seisme majore:

• Comportarea materialelor componente: cărămizi şi mortar

• Comportarea pereţilor structurali de zidarie

• Metodologii de investigare a clădirilor existente cu structura din

zidarie

• Modul de conlucrare, a cadrelor din beton armat cu zidăria, în

cazul seismelor

• Aspecte privind comportarea cladirilor la tasari inegale si diferente de

temperatura.

Page 191: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

In cadrul acestui ultim capitol s-au efectuat studii de cazuri parametrice pentru

tasari inegale (sau si cedari de reazeme) respectiv influenta diferentelor de temperatura

asupra unor structuri din b.a. in doua variante:

• Structura cu cadre din b.a.

• Structuri DUALE din b.a.

Au fost alese cladiri cu 2 si 4 niveluri, conformate si dimensionate pentru

o singura zona seismica cu o acceleratie orizontala de proiectare ag=0.24g si

Tc=1.60 sec (corespunzatoare zonei Erbil-ului - Irak). In mod similar, calculele pot

sa fie extinse si pentru celelalte zone seismice.

Diferentele de temperatura propuse au fost t=5; 10; 15; 20; 25 si 30°C.

Plaja de tasari aleasa a fost u=0; 2.5; 5; 10 si 15 mm. S-a mers chiar

pana la tasari de 40 mm pentru studiul placilor de plansee.

In urma calculelor realizate s-au obtinut urmatoarele raspunsuri:

1. In cazul studiului comportarii structurilor la diferente de temperatura:

• Fortele axiale din grinzi practic nu depind de numarul de niveluri ale

cladirii ci numai de diferenta de temperatura si de coeficientul de

expansiune termica al materialului din care acestea sunt alcatuite;

• Pentru grinzile corect conformate si dimensionate in concordanta cu

calculele gravitationale si seismice efectuate in prealabil, se constata

urmatoarele aspecte cu caracter de generalitate:

• Pentru folosirea unor betoane avand rezistenta la intindere de circa

8-10 daN/cmp cantitatea de armatura din grinzi, rezultata din

dimensionarile succesive gravitationale/seismice, este capabila sa

suporte intinderi provenite din diferentele de temperatura de pana

in 5°C, indiferent de regimul de inaltime ales;

• Pentru folosirea unor betoane avand rezistenta la intindere de circa

12 daN/cmp armatura din grinzi, rezultata din dimensionarile

succesive gravitationale/seismice, este capabila sa suporte

intinderi provenite din diferentele de temperatura de pana in 10°C,

indiferent de regimul de inaltime ales;

• Pentru celelalte diferente de temperatura pe fiecare tip de beton

rezulta ca armatura prevazuta in grinzi, din calculele

Page 192: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

gravitationale/seismice, este insuficienta. De aceea se poate

sublinia ca sunt necesare calcule suplimentare pentru

determinarea armaturilor necesare in grinzi, care in afara de

actiunile gravitationale/seismice sa poata conferi sufucienta

capacitate de rezistenta la intinderile rezultate din diferentele de

temperatura.

• In aceste conditii, momentele capabile de la capetele grinzilor

cresc in mod corespunzator si de aceea, in concordanta cu

mecanismul optim de disipare a energiei seismice, in scopul

mentinerii elementelor verticale pe inaltime (stalpi/pereti) in

domeniul elastic trebuiesc inevitabil sporite si armaturile

longitudinale prevazute din calculele gravitationale/seismice

precedente.

• Atat la elementele orizontale de tip grinzi cat si in elementele

verticale de tip stalpi sau pereti structurali din b.a., in functie de

armaturile longitudinale suplimentate, datorita cresterii fortelor

taietoare asociate se pune, de asemenea, problema maririi

cantitatii de armatura transversala (etrieri sau bare orizontale).

2. In cazul studiului comportarii structurilor la tasari diferentiate (si/sau cedari de

reazeme):

• La structurile in cadre din b.a., in functie de marimea tasarii diferentiate

propusa, cresterile momentelor incovoietoare pe grinzile cadrelor,

conform figurilor 21 si 23, pot sa fie cuprinse intre 100 si 750%.

• La structurile in DUALE din b.a., in functie de tasarea diferentiata

propusa, cresterile momentelor incovoietoare pe grinzi, conform figurilor

22 si 24, pot sa fie cuprinse intre 150 si 500%.

• La structurile in cadre se constata ca efectul tasarii este relativ local, in

prima deschidere/travee stanga/dreapta, pe cand la structurile DUALE,

tasarea unuia dintre pereti poate conduce la efecte semnificative pe

aproape intreaga structura.

• Efectele produse de tasarile inegale sau de cedarile de reazeme se

concretizeaza progresiv in:

• Deformatii in rigle/placi

Page 193: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

• Depasiri ale capacitatilor de rezistenta ale grinzilor/riglelor

respectiv ale placilor de planseu

• Ruperi ale grinzilor/riglelor si placilor care pot conduce la

colaps partial sau/si progresiv

• Reparatiile si consolidarile la elementele deteriorate sunt relativ greu de

executat, cu cat tasarile diferentiate sunt mai profunde.

Page 194: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

BIBLIOGRAFIE

1. ACI Committe 201: Guide to durable concrete. Journal of the American Concrete

Institute nr. 12/1977;

2. Agent R.: Consideraţii de sinteză privind influenţa curgerii lente a betonului asupra

solicitărilor în structuri de beton armat, Rev. construcţiilor (numărul 5) 1977;

3. Agent R., Dumitrescu D., Postelnicu T.: Îndrumător pentru calculul şi alcătuirea

elementelor de beton armat. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1992;

4. Agent R.: Expertizarea şi punerea în siguranţă a clădirilor existente afectate de

cutremure. Ed. Fast Print, Bucureşti, 1997;

5. Alexanderson J.: Swedish cement and concrete RcS. inst, of Tech., Stockholm,

Proceedingg nr.43, 1972;

6. Anderson S., Woodhead R.: Project Manpower Management. A wiley, interscience

publication Jhon Wiley 8ySons, (1981);

7. Annales de I'ITBTB Frence: La pathologie da constructions cu beton arme, 1974;

8. Arduini, M., D'Amrisi, A., and Tommaso, A. D.: Shear Failure Of Concrete Beams

Reinforced With FRP Plates. In Proceedings, Infrastructure: A new materials and

methods of repair, proceedings of the third materials engineering conference (p. 123-

130), San Diego, CA, USA, (1991);

9. Arsenie G., Voiculescu M., Ionaşcu M.: Soluţii de consolidare a construcţiilor avariate de

cutremure. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1997;

10. Avram C., Facaoaru I., Filimon I., Mirşu O., Tertea I.: Rezistenţele şi deformaţiile

betonului. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1971;

11. Avram C-tin, Bob C: Noi tipuri de betoane speciale, Bucureşti, Ed. Tehnică 1980;

12. Avram C-tin: Betonul armat în România, vol. II, Bucureşti, Ed. Tehnică, 1987;

13. Bălan S., ş.a.: Încercarea construcţiilor, Bucureşti , Ed. Tehnică, 1965;

14. Beleş A., Ifrim M.: Elemente de seismologie inginerească, Bucureşti, Ed. Tehnică, 1962;

15. Biczok Imre: Coroziunea şi protecţia betonului Bucureşti, Ed. Tehnică 1965;

16. Blume J.A., Newmark N.M., Corning J .A.: Desin of multistory reinforced concrete

buildings for earthquarke motions PCA, 1961;

17. Bob C., Roşu C.: Cercetări nedistructive asupra betoanelor din structuri de rezistenţă a

construcţiilor, Piatra Neamţ, 1984;

18. Budan C.: Contribuţii în managementul şi ingineria proceselor de construcţii pentru

realizarea lucrărilor de reparaţii şi consolidări a elementelor din beton, beton armat şi

beton precomprimat, UTCB, 1998, Teză de doctorat;

Page 195: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

19. Campione, G. and Miraglia, N.: Strength and strain capacities of concrete compression

members reinforced with FRP. Cement and Concrete Composites, Vol 25, Issue I, p.31–

41, 2003;

20. Catalog Control: Testing equipment for the construction industry, Milan, 1989;

21. Căpăţână D, Ţiţaru E.: Aspecte ale efectelor de interacţiune la structuri ductile din beton

armat alcătuite din cadre şi pereţi structurali, Rev. Construcţiilor (numărul.4-5), 1985;

22. Chaallal, O., Nollet, M., and Perraton, D.: Strengthening Of Reinforced Concrete Beams

With Externally Bonded Reinforced Plastic Plates. Design Guidelines For Shear And

Flexure Canadian Journal of Civil Engineering, 25, 692-704, (1998);

23. Ciolacu C., Craciunescu V., Dobrescu C.: Tehnologia prefabricatelor din beton şi beton

armat, Ed. Didactica şi Pedagogică, Bucureşti, 1976;

24. Concrete Society: Design guidance for strengthening concrete structures using fibre

composite materials, Technical Report No.55, p 47-49, 2002;

25. Copeland L.E., Schultz E.G.: Electron optical investigation of the hydration products of

calcium silicates and portland cement, Journal of the PCA Research and development

Laboratories, 1962;

26. Dabija F.: Structuri de rezistenţă la clădiri civile. Ed. I.C.B., Bucureşti, 1980;

27. Demers, M. and Neale K. W.: Strengthening of existing concrete columns with

unidirectional composite sheets in Proc of 4th International Conference on Short and

Medium Span Bridges. Edited by Mufti A. A.; Bakht B. and. Jaeger L. G, Canadian

Society for Civil Engineering, Montreal, Canada, p. 895–905, 1994;

28. Demers, M. and Neale, K. W.: Confinement or reinforced concrete columns with fibre-

reinforced composites sheets – an experimental study. Canadian Journal of Civil

Engineering, Vol 26, Issue II, p.226–241, 1999;

29. Dias S. and J. Barros : Shear Strengthening of RC Beams with Near-Surface- Mounted

CFRP Laminates. Proc 7th int symp FRP reinforcement for concrete structures, vol I,

p807- 823, (2005);

30. Domşa J., Vescan V., Moga A.: Tehnologia lucrărilor de construcţii, Editura Institutului

Politehnic Cluj-Napoca, 1988;

31. Dumitrescu D., Nicula I., ş.a.: Beton armat. Ed. I.C.B., Bucureşti, 1974;

32. Dumitrescu D., Sandi H.: Principii fundamentale privind siguranţa şi calculul

construcţiilor. Conf. V de betoane, Timişoara, 1972;

33. Dumitrescu G.: Asigurarea calităţii în construcţii. Ed. UTCB, 1996;

34. E. Grande, M. Imbimbo and A. Rasulo: Experimental behaviour of RC beams

strengthened în shear by FRP sheets. Proc 8th int symp FRP reinforcement for concrete

Page 196: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

structures, Patras, Greece, 2007;

35. Ebead, U. and Marzouk, H: Strengthening of two-way slabs using steel plates, ACI

Structural Journal, 198(1), p.16-23, (2002);

36. Emil-Sever Georgescu: Zonarea seismica a României;

37. Facaoaru I.: Utilizarea carotelor la determinarea directă şi indirectă a rezistenţei

betonului din lucrare. Revista Construcţii Nr. 6, 1980;

38. Fagerlund G.: Service Life of structures. General report session 2.3, Quality control of

concrete structures, Stockholm, 1979;

39. Fawcett A.: Proceedings of the VIII-th International Conference on Soil Mechanics and

Foundation Engineering, Moskow, 1973;

40. Foldvary A.: Contribuţii la optimizarea compoziţiei betonului de ciment. Teză de doctorat,

Timişoara, 1986;

41. G. Zhang, N. Kishi and H. Mikami: Effects of bonding configurations on shear behaviour

of RC beams reinforced with aramid FRP sheets. Proc 8th int symp FRP reinforcement

for concrete structures, Patras, Greece, 2007;

42. Ghibiu M., Gheorghiu N., Oţel A., Suman R.: Tehnologii moderne. Ed. Tehnică, 1989;

43. Ghiocel D., Dabija F.,ş.a.: Construcţii Civile. Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,

1978;

44. Giuşcă N.: lngineria proceselor de construcţie. Ed. Gh. Asachi, Universitatea Tehnică

laşi, 1997;

45. Hangan M. : Construcţii de beton armat. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1965;

46. Hewlett P.C.: Experience în the use of superplasticizers in England ACI SP-62, 1979;

47. Horea Sandi, Emil-Sever Georgescu: Cutremurele secolului XX şi direcţiile de efort

pentru protecţia antiseismică a populaţiei capitalei în viitor;

48. Ifrim M.: Dinamica structurilor şi inginerie seismică, Ed. Didactică şi pedagogică,

Bucureşti, 1984;

49. Ifrim M.: Observaţii privind consolidarea construcţiilor afectate de cutremur. Sesiunea

tehnico - ştiinţifică IPB, Bucureşti, 1978;

50. Ionescu I., Ispas T.: Proprietăţile şi tehnologia betoanelor. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1997;

51. Jambor I.: Durability of Concrete, RILEM, Prague, 1973, vol. II;

52. Juran J. M., Gryna F.: Quality planning and analysis. Editura McGraw-Hill Inc.,1993;

53. Karbhari, V. M., Seible, F., Seim, W., Vasquez, A.: Strengthening of concrete slabs in

proceedings, infrastructure. A new materials and methods of repair, proceedings of the

third materials engineering conference, (1994).

54. Kikukawa, K, Mutoh, K., Ohya, H., Ohyama, Y., and Tanaka, H.: Flexural Reinforcement

Page 197: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

of concrete floor slabs by carbon fiber textiles. Composite interfaces, 1998;

55. Komar A.: Materiaux et elements de construction. Technique sovietique, Moscova, 1978;

56. Kondo R, Daimond M.: Phase composition of hardened cement paste. Principal paper,

the VI intern congr chem. cem., Moscova, 1974;

57. Kreijger P.C.: Plasticijers and dispersing admixtures, admixture concrete International

the constructions press, 1980;

58. Li, J. and Hadi M. N. S.: Behaviour of externally confined high-strength concrete columns

under eccentric loading. Composite structures, Vol 62, Issue 2, p.145–153, 2003.

59. Ionescu I., Ispas T.: Practica actuală a betoanelor. Ed. Tehnică, Bucureşti, 1986;

60. Macedo M.C., Goldhaber S., Jha C.K.: Construction Management Wiley, Intuscience,

New York, 1977;

61. Majdi Sekhyan: Performanţele tehnico-economice ale unor soluţii de consolidare a

elementelor de construcţii pentru clădirile de locuit. Teza de doctorat, Iaşi, 1993;

62. Malek, M. A., Saadatmanesh, H., and Ehsani, M. R.: Prediction of failure load of R/C

beams strengthened with FRP plate due to stress concentration at the plate end. ACI

Structural Journal, 95(1), p.142-152, (1998);

63. Malgonov A, ş.a,: Procedes de renforcement des constructions, Institute de genie Civil

Tomsk, 1990;

64. Malhotra V.M.: Progress in Concrete Technology, CANMET, Ottawa, 1980;

65. Meier, U., Deuring, M., Meier, H., and Schwegler, G.: CFRP bonded sheets. In

proceedings, A. Nanni (Ed.), Fiber- Reinforced-Plastic (FRP) reinforcement for concrete

structures. Properties and applications (p.423-434). CH-8600 Duebendof, Switzerland.

Elsevier Science Publishers B.V., (1993);

66. Mihai Teodorescu, George Ilinoiu: Protecţia anticorosivă a armăturilor. Fenomenul de

coroziune a armăturilor din oţel, Revista Antreprenorul, nr. 3, 4, 5 din 2000;

67. Mocanu D.R., ş.a.: Încercarea materialelor, vol. I, II, III, Bucureşti, Ed. Tehnică, 1982;

68. Moldovan V, Tatu D.: Materiale de construcţii (numărul 9), 1979;

69. Montgomery, D.C.: Design and analysis of experiments, 5th edition, John Wiley and sons,

NY, (2001);

70. Myers, R. and Montgomery, D.C.: Response surface methodology. Process and product

optimization using designed experiments, John Wiley and Sons, NY, (1995);

71. N. Robertson, G. P. Johnson and B. Sharma: Shear retrofit of concrete T-beams using

CFRP. Proc 8th int symp FRP reinforcement for concrete structures, Patras, Greece,

2007;

Page 198: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

72. Nestor A.: Comportarea în situ a construcţiilor (comunicare la Conferinţa de betoane),

1988;

73. Newman K.: Achieving assurance of concrete quality în finished structures, RlLEM.

Quality control of concrete structures, Stockholm, June, 1979;

74. Nistor C. Troia L, s.a.: Consolidarea şi întreţinerea construcţiilor, Bucureşti, Ed. Tehnică,

1991;

75. Nitereka, C. and Neale, K. W.: Analysis of reinforced concrete beams strengthened in

flexure with composite laminates. Canadian Journal of Civil Engineering, 26, p.646- 654,

(1999);

76. Norris, T. and Saadatmanesh: Shear and flexural-strengthening of R/C beams with carbon

fiber sheets. Journal of structural engineering, 123(7), p.903-911, (1997);

77. Octavian Ilinoiu: Controlul calităţii betoanelor;

78. Pascu Raluca Ioana: Investigarea prin metoda impact-echo a avariilor şi defecţiunilor

structurale din construcţii (teza doctorat, UTCB, 2006);

79. Paul Popescu: Degradarea construcţiilor;

80. Pepenar I, Damian C: Metode şi criterii de apreciere a stării de degradare a elementelor

de construcţii nr 4-5, 1988;

81. Peraton D.: Utilisation des superplastifiants dans les betons conventionels, Sherbrooke,

1991;

82. Pestişanu C., Voiculescu M., ş.a.: Construcţii. Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,

1995.

83. Picher, F.; Rochette P. and Labossière, P.: Confinement of concrete cylinders with CFRP.

In Proc of 1st International Conference Composites in Infrastructure. Edited by

Saadatmanesh H. and Ehsani M. R., University of Arizona, Tucson, Arizona, p.829–841,

1996;

84. Popa E., Popa R.: Tehnologia lucrărilor de construcţii. Prepararea betonului. Aplicaţii.

Bucureşti , Edit. I.C.B., 1986;

85. Popa R, Teodorescu M., ş.a.: Utilajul şi tehnologia structurilor de construcţii. Ed.

Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1981;

86. Popa R, Teodorescu M.: Montarea elementelor prefabricate de beton armat, beton

precomprimat şi metalice. Ed. ICB, Bucureşti, 1992;

87. Popa R, Teodorescu M.: Tehnologia lucrărilor de construcţii. Ed. ICB, Bucureşti,1984;

88. Popescu V., Pătârniche N., Chesaru E.: Calitatea şi siguranţa construcţiilor, Bucureşti,

Ed. Tehnică, 1987;

89. Powers T.C.: Durability of concrete ACI Publ. Sp. 47, 1975;

Page 199: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

90. Prager E.: Betonul armat în România, vol. I, Bucureşti, Ed. Tehnică, 1979;

91. Priestley, M. J. N; Seible, F. and Fyfe, E.: Column seismic retrofit using fiberglass/epoxy

jackets. In: Proc of 1st International Conference on Advanced Composite Materials in

Bridges and Structures. Edited by Neale K.W. and Labossière P., Canadian Society for

Civil Engineering, Montreal, Canada, 1992;

92. Pruteanu N.: Tehnologia efectuării construcţiilor. Partea a doua UTM Chişinău, 1997;

93. Ridloff R.: A practical quide to construction Lending. Van Nostrand Reinhold Company,

New York, 1985;

94. Ritchie, P. A., Thomas, D. A., Lu, L., and Connelly, G. M.: External Reinforcement Of

Concrete Beams Using Fiber Reinforced Plastics. ACI Structural Journal, 88(6), 490-500,

(1991);

95. Rochette, P. and Labossière, P.: Axial testing of rectangular column models confined with

composites. Journal of Composites for Construction, Vol 4, Issue 3, p.129–136, (2000);

96. S. Hassan Dirar, C. Morley and J. Lees: Effect of effective depth and longitudinal steel

ratio on the behaviour of precracked reinforced concrete T-beams strengthened în shear

with CFRP fabrics Proc 8th int symp FRP reinforcement for concrete structures, Patras,

Greece, 2007;

97. Saadatmanesh H., Ehsani, M. R. and Li, M. W.: Strength and ductility of concrete

columns externally reinforced with fiber composite straps. ACI Structural Journal, vol 91,

Issue 4, p.434–447, (1994);

98. Scanlon J .M.: Concrete construction quality management, RILEM, Quality Control of

Concrete structures, Stockholm, Iunie 1979;

99. Suman R, Ghibu M., Gheorghiu N., Oara C., Oţel A.: Tehnologii moderne în construcţii,

Ed. Tehnică, Bucureşti, 1988;

100. Suman R., Pop S.: Execuţia lucrărilor de construcţii. Editura Tehnică Bucureşti, 1989;

101. Ştefănescu Goanga A.: Determinarea rezistenţei betonului prin metode nedistructive, Ed.

Tehnică, 1981;

102. Ştefănescu Goangă A.: Încercările mortarului, betonului şi materialelor componente,

Bucureşti, Ed. Tehnică,1983;

103. Teodorescu M., Budan C.: Tehnologia lucrărilor de întreţinere, reparaţii şi consolidări ,

Ed. UTCB,1997;

104. Teodorescu M., Ilinoiu G.: Gradul de maturizare al betonului. Ed. UTCB, Bucureşti,

1997;

105. Teodorescu M.: Tehnologia lucrărilor de zidărie, izolaţii şi finisaje, vol. I. Ed. UTCB,

Page 200: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

1996;

106. Teoreanu I., Moldoveanu V., Nicolescu L.: Durabilitatea betonului, Bucureşti, Ed.

Tehnică,1982;

107. Tertea I, Oneţ T.: Verificarea calităţii construcţiilor de beton armat şi beton

precomprimat, Editura Dacia, Cluj-Napoca,1979;

108. Tologea S.: Accidente şi avarii în construcţii, Bucureşti, Ed. Tehnică,1985;

109. Tologea S.: Contribuţii în problema acţiunii curenţilor de dispersie asupra elementelor

din beton şi beton armat din fundaţii, Teză de doctorat ICB;

110. Tologea S.: Probleme privind patologia şi terapeutica construcţiilor, Bucureşti, Ed.

Tehnică, 1977;

111. Traian Oneţ: Durabilitatea betonului armat;

112. Trelea A, Popa R, ş.a.: Tehnologia construcţiilor, vol. I, Ed. Dacia, Cluj-Napoca, 1997;

113. Trelea A., ş.a.: Îndrumător pentru întocmirea fişelor tehnologice la lucrările de

construcţii, Inst. Politehnic Iaşi, 1976;

114. Trelea A.: Industrializarea lucrărilor de construcţii şi tehnologia de execuţie,

proiectarea tehnologică. Cursuri postuniversitare Institutul Politehnic Iaşi, 1977;

115. Trelea A: Tehnologia lucrărilor de construcţii, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti,

1977;

116. Triantafillou, T. C.: Shear Strengthening Of Reinforced Concrete Beams Using Epoxy-

Bonded FRP Composites. ACI Structural Journal, 1998;

117. U.S. Bureau of Reclamation: Investigation în to the effect of water/cement ratio on the

freezing-thawing resistance of non-air and air-entrained concrete, Concret Laboratory

Report No C-150 (Denver, Colorado), 1955;

118. Wang, Y. Ch.: Retrofit of reinforced concrete members using advanced composite

materials. Research report 2000-3, Dept of Civil Engineering, University of Canterbury,

Christchurch, New Zealand, 2000;

119. Abrams D.P. - Strength and behavior of unreinforced masonry elements - Proceedings of

the Tenth World Conference on Earthquake Engineering, Madrid, Spain, 1992.

120. Abrams D.P. - Response of unreinforced masonry buildings. Journal of Earthquake

Engineering, Vol. 1, No. 1, 1997.

121. Abrams D.P. - Nonlinear seismic behavior of masonry elements and building systems.

Lecture notes for the seminar on the seismic assessment of monuments, Pavia, 2000.

122. Abrams D.P. - Performance - based rehabilitation of unreinforced masonry buildings.

Lecture notes for the seminar on the seismic assessment of monuments, Pavia, 2000.

123. Anthoine A., Magonette G., Magenes G. - Shear - compression testing and analysis of

Page 201: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

brick masonry walls. Proceedings of the Tenth European Conference on Earthquake

Engineering, Vienna, Austria, 1994.

124. Bachmann H., Dazio A. - A Deformation-Based Seismic Design Procedure for Structural

Wall Buildings. Proceedings of the International Workshop on Seismic Design

Methodologies for the Next Generation of Codes, Bled/Slovenia, 24-27 June 1997, A.A.

Balkema, Rotterdam, 1997.

125. Beleş A. A., Ifrim M. - Elemente de Seismologie Inginerească. Bucureşti, Editura

Tehnică, 1962.

126. Brencich A., Gambarotta L., Lagomarsino S. - A macro element approach to the three-

dimensional seismic analysis of masonry buildings. Proceedings of the Eleventh European

Conference on Earthquake Engineering, Paris, France, 1998.

127. Benedetti D., Pezzoli P. - Shaking table tests on masonry buildings - Results and

comments. ISMES, Seriate Bergamo Italy, 1996.

128. Bruneau M. - Seismic evaluation of unreinforced masonry buildings - a state-of-the-art

report. Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 21, pp. 512-539, 1994.

129. Bruneau M. - State-of-the-art report on seismic performance of unreinforced masonry

buildings. Journal of Structural Engineering, Vol. 120, No. 1, 1994.

130. Calvi G.M. - A displacement-based approach for vulnerability evaluation of classes of

buildings. Journal of Earthquake Engineering, Vol. 3, No. 3, 1999.

131. Chopra A.K, Goel R.K - Capacity-demand-diagram methods based on inelastic design

spectrum. Earthquake Spectra, Vol. 15, No. 4, 1999.

132. Chopra A.K. - Dynamics of Structures - Theory and Applications to Earthquake

Engineering. Prentice-Hall, Upper Saddle River, New Jersey 1995.

133. Calvi G. M., Kingsley G. R., Magenes G. - Testing of masonry structures for seismic

assessment. Earthquake Spectra, Vol. 12, No. 1, 1996.

134. Dabija Fl. – Civil Engineering structures – Didactic and pedagogic editor, 1985.

135. Hilsdorf, H. K. - Investigation into the failure mechanism of brick masonry loaded in

axial compression. Proceedings of Int. Conf. on masonry structural systems, Texas, 1967.

136. Lang, Kerstin - Seismic vulnerability of existing buildings - Swiss Seismological Service,

ETH Zürich.

137. Francis, A. J. ş.a. - The effect of joint thickness and other factors on the compressive

strength of brickwork. Proceedings of the 2nd

intern. Brick Masonry Conference, Stoke-

on-Trent, 1970.

138. Ifrim M. - Analiza dinamică a structurilor şi inginerie seismică, Bucureşti, Editura

Didactică şi Pedagogică, 1973.

139. Ifrim M. - Observaţii privind consolidarea construcţiilor afectate de cutremur, Bucureşti,

Page 202: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

Secţiunea Tehnico - Ştiinţifică, 1978.

140. Ifrim M. - Some fundamental aspects of earthquake engineering, Italy, Bergamo, 1978.

141. Ifrim M. - Earthquake of 4 march 1977 in Romania - Damage and strengthening of

structures, Canada, Montreal, 1979.

142. Ifrim M. - Strengthening concept after Romanian strong earthquake on march, 1977,

Turkey, Istanbul, 1980.

143. Ifrim M. - Romanian earthquake on 4 march, 1977 - Some specific engineering aspects,

Greece, Athens, 1982.

144. Ifrim M. - Dinamica Structurilor şi Inginerie Seismică, Bucureşti, Editura Didactică şi

Pedagogică, 1984.

145. Magenes G. - A method for pushover analysis in seismic assessment of masonry

buildings. Proceedings of the Twelfth World Conference on Earthquake Engineering,

Auckland, New Zealand, 2000.

146. Magenes G., Calvi G. M. - In-plane seismic response of brick masonry walls. Earthquake

Engineering and Structural Dynamics, Vol. 26, pp. 1091-1112, 1997.

147. Magenes G., Kingsley G. R., Calvi G. M. - Static testing of a full-scale, two-story

masonry building - test procedure and measured experimental response. Università degli

Studi di Pavia, 1995.

148. Mander J.B., Priestley M.J.N., Park R. - Theoretical stress-strain model for confined

concrete. ASCE Journal of Structural Engineering, Vol. 114, No. 8, 1988.

149. McCormack T.C., Rad F.N. - An Earthquake Loss Estimation Methodology for Buildings

based on ATC-13 and ATC-21. Earthquake Spectra, Vol. 13, No. 4, 1997.

150. Miranda E., Bertero V.V. - Evaluation of strength reduction factors for earthquake

resistant design. Earthquake Spectra, Vol. 10, No. 2, 1994.

151. Mironescu M. - Simplified analysis for the masonry structures subjected to seismic

actions – Buildings Review - 4/1992.

152. Oprea Gh. - Mecanica construcţiilor, Parte specială - stabilitatea şi calculul de ordinul

II. Editura Academiei Militare, Bucureşti, 1973.

153. Oprea Gh. - Mecanica construcţiilor. Editura Academiei Militare, Bucureşti, 1973/1979.

154. Oprea Gh. - Metode numerice în rezistenţa materialelor. Editura Academiei Militare,

Bucureşti, 1985.

155. Park R. - A Static Force-Based Procedure for the Seismic Assessment of Existing

Reinforced Concrete Moment Resisting Frames. Bulleting of the New Zealand Society for

Earthquake Engineering, Vol. 30, No. 3, 1997.

156. Paulay T., Priestly M.J.N. - Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings.

John Wiley & Sons, New York, 1992.

Page 203: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

157. Plumier A., Doneux C., Caporaletti V. - Evaluation et réduction du risqué sismique en

Belgique dans le cadre de l’Eurocode 8. Rapport d’avancement n.4, recherché SSTC

NM/12/01, Université de Liége - 2002.

158. Plumier A., Warnote V., Stoica D - A simple method in order to take into consideration

the additional eccentricity for general torsion – University of Liége Review – June 2003.

159. Priestley M.J.N. - Displacement-Based Seismic Assessment of Existing Reinforced

Concrete Buildings. Pacific Conference on Earthquake Engineering, Australia, 20-22

November 1995.

160. Priestley M.J.N., Kowalsky M.J. - Aspect of drift and ductility capacity of rectangular

cantilever structural walls. Bulleting of the New Zealand - National Society for

Earthquake Engineering, Vol. 31, No. 2, 1998.

161. Priestley M.J.N. - Seismic assessment of face-loaded walls and cantilever monuments.

Lecture notes for the seminar on the seismic assessment of monuments, Pavia, 2000.

162. Sofronie R., Bergamo G., Stoica D., Toanchina M. - Civil structures of reinforced

masonry without rc-structural members. Proceedings of the National Convention on

Structural Failures and Reliability of Civil Structures. University of Architecture, Venice

6-7 December 2001, pp.347-358.

163. Sofronie R., Bergamo G., Stoica D., Toanchina M. - Buildings of composed masonry

with cored or solid bricks? Proceedings of the XXX IAHS Congress on Housing. 9-13

September 2002, University of Coimbra - Portugal.

164. Sofronie R., Franchioni G., Bergamo G., Stoica D., Toanchina M. - Masonry irregular

buildings reinforced with polymer grids Proceedings of the 3rd

European Workshop on

Seismic Behavior of Irregular and Complex Structures. 17-18 September 2002, Florence,

Italy.

165. Sofronie R. - Application of reinforcing techniques with polymer grinds for masonry

buildings. Cascade, LNEC, 2005, Report no. 5, Lisbon.

166. Sofronie R. - Seismic strengthening of masonry in buildings and cultural heritage.

Proceedings of the 6th National Congress on Earthquake Engineering. Sismica 2004, 14-

16 April 2004, University of Minho, Guimaraes, Portugal, pp. 81 – 100.

167. Sofronie R., Stoica D. - Degradation of Romanian cultural heritage in surrounding

environment - ITAM-ARCCHIP Ariadne 6 - Workshop - Degradation of cultural heritage

in surrounding environment - Prague 2001.

168. Stoica D. - Technical aspects regarding the seismic response and safety of gravity

designed existing buildings. - Kisinew - Moldavia - International Conference 2000.

169. Stoica D., Voiculescu D., Voiculescu M. - The behavior of masonry structures in seismic

regions - AICR review – February 2002 (Romanian)

Page 204: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

170. Stoica D., Sofronie R. - Reinforced Masonry with Polymer Grids - 2002 China TCDC

International Training Course on Seismology and Earthquake Engineering 14 August- 26

September, Dali&Kunming, Yunnan Province, China 2002.

171. Stoica D., Plumier A. - Seismic behavior of non-engineered masonry structures / First

part - Synthesis on numerical modeling of masonry walls behavior / First draft - March

2003 - University of Liege - Belgium.

172. Stoica D., Plumier A. - Seismic behavior of non-engineered masonry structures / Second

part - The optimization of simple numerical methods able to simulate the behavior of

masonry structures / First draft - May 2003 - University of Liege - Belgium.

173. Stoica D., Plumier A. - Seismic behavior of non-engineered masonry structures / Third

part - Towards the comparisons of different masonry analysis models and methods / First

draft - August 2003 - University of Liege – Belgium.

174. Stoica D., Plumier A. - Seismic behavior of non-engineered masonry structures - Fourth

Part - Development of Design Tools for Masonry Structures / First draft November 2003 -

University of Liege - Belgium.

175. Turnsek, V., Cacovic, F. - Some experimental results on the strength of brick masonry

walls. Proceedings of the 2nd International brick masonry conference, Stoke-on-Trent,

apr., 1970.

176. Veletsos A.S., Newmark N.M. - Effect of inelastic behavior on the response of simple

systems to earthquake motions. Proceedings of the Second World Conference on

Earthquake Engineering, Vol. 2, pp. 895-912, Tokyo, Japan, 1960.

177. Veletsos A.S., Newmark N.M., Chelapati C.V. - Deformation spectra for elastic and

elastoplastic systems subjected to ground shock and earthquake motions. Proceedings of

the Third World Conference on Earthquake Engineering, Vol. 2, pp. 663-680, Wellington,

New Zealand, 1965.

178. Applied Technology Council - Seismic evaluation and retrofit of concrete buildings.

ATC-40, Redwood City, California, 1996.

179.Bălan, St., Cristescu, V., Cornea, I. (Coordonatori) : Cutremurul de pământ din România

din 4 martie 1977, Ed. Academiei, Bucureşti, 1982. Capitolul IX: Studii si elemente de

sinteza privind cutremurul din 4 martie 1977.

180.C. Constantinescu, M. Stancu: Statistical studies for the prediction of seismic damage of

reinforced concrete structures. Proc. Joint US-Romania Seminar on Earthquakes and

Energy, Bucuresti, 1985.

181.Sandi, H., Cazacu, D., Constantinescu, C., Stancu, M.: Studii asupra vulnerabilităţii

seismice a clădirilor, efectuate în Bucureşti în urma cutremurului din 4 martie 1977.

Construcţii, 12, 1987.

Page 205: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

182.E.S. Georgescu, H. Sandi: Preocupari INCERC pentru elaborarea unor instructiuni

tehnice privind evaluarea rezistentei antiseismice a constructiilor existente si formularea

deciziei de interventie pentru punerea in siguranta a cladirilor prezentind un risc ridicat.

Constructii nr. 1 2/1987.

183.Chopra, A., Dynamics of structures – Theory and applications to earthquake

engineering, Prentice Hall International Editions, 1995.

184.Dragomir, C.S. Evaluarea amplificării dinamice prin instrumentare seismică a

clădirilor etajate, Amplificarea dinamică a clădirilor, Sesiunea ştiinţifică CIB noiembrie

2008, Braşov, pp. 91-98.

185.Dragomir, C.S. Amplificarea dinamică a clădirilor neregulate, Revista Construcţiilor,

INCERC, Nr.1, aprilie 2009, Bucureşti, pp.54-60.

186.Dragomir, C.S., Seismic monitoring of architectural heritage building rehabilitation,

Proceedings of the 14th

European Conference on Earthquake Engineering, August 30 –

September 03, 2010, Ohrid, Republic of Macedonia.

187.Ana Maria Grămescu, A.M.Daniela Barbu: Repararea şi consolidarea construcţiilor,

Editura AGIR, Bucureşti 2008

188.Ana Maria Grămescu: Construcţii civile, Editura AGIR, Bucureşti 2007

189.Radu Agent: Expertizarea şi punerea în siguranţă a clădirilor existente afectate de

cutremure, Editura Fast Print, 1998

190.Marianu Brumaru, Mircea Mihăilescu: Controlul structural al clădirilor, Editura

U.T.Prest Cluj Napoca,2006

191.Paul Popescu: Expertizarea şi monitorizarea structurilor din beton armat, Editura

Fundaţiei Romănia de Mâine,Bucureşti, 2002

192.Paul Popescu: Degradarea construcţiilor, Editura Fundaţiei Romănia de

Mâine,Bucureşti, 200

Normative

- C017/82-Instrucţiuni tehnice privind compoziţia şi prepararea mortarelor de zidărie şi

tencuieli; -

Page 206: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

- C026/85-Normativul pentru încercarea construcţiilor prin metode nedistructive (apărut în

Buletinul Construcţiilor nr.8/1985 şi nr.2/1987); -

- C028/83-Instrucţiuni tehnice pentru sudarea armăturilor din oţel-beton; -

- C054/81-Instrucţiuni tehnice pentru încercarea betonului prin extragere de carote; -

- C056/1985-Normativ pentru verificarea calităţii şi recepţia lucrărilor de construcţii şi

construcţiilor; -

- C056/2002-Normativ pentru verificarea calităţii şi recepţia lucrărilor de instalaţii

aferente; -

- C140/1986-Normativ pentru executarea lucrărilor din beton şi beton armat; -

- C149/1987-Instrucţiuni tehnice privind procedeele de remediere a defectelor pentru

elementele din beton şi beton armat; -

- C156/89-Elemente prefabricate din beton armat şi beton prefabricat. Procedee şi

dispozitive de verificare a caracteristicilor geometrice; -

- C244/93-Îndrumător pentru inspectarea şi diagnosticarea privind durabilitatea

construcţiilor din beton armat şi beton precomprimat; -

- CR006/2006-Cod de proiectare pentru structuri din zidărie; -

- GE040/2001-Ghid privind utilizarea metodei electromagnetice la determinarea

parametrilor de armare a elementelor existente din beton armat; -

- GT002/1996-Ghid practic pentru determinarea degradărilor şi rezistenţelor betoanelor; -

- ICCPDC-Indicaţii privind consolidarea structurilor de beton avariate, 1977; -

- Îndrumător pentru calculul şi alcătuirea elementelor structurale de beton armat; -

- ICCPDC - Indicaţii privind consolidarea stâlpilor prin cămăşuire, 1977; -

- ME003/1999 - Manual privind investigarea de urgenţă post-seism şi stabilirea soluţiilor

cadru de intervenţie imediată pentru punerea în siguranţă provizorie a construcţiilor avariate; -

- NE012/1999 - Cod de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat şi

beton precomprimat; -

- NP093/03 - Normativ de proiectare a elementelor compuse din betoane de vârste diferite

si a conectorilor pentru lucrări de cămăşuieli şi suprabetonări; -

- P059/86 - Instrucţiuni tehnice pentru proiectarea şi folosirea armării cu plase sudate a

elementelor de beton; -

- P095/1977 - Normativ tehnic de reparaţii capitale la clădiri şi construcţii speciale; -

- P100-1/2006 - Cod de proiectare seismica. Prevederi de proiectare pentru clădiri;

-

- P100-3/2008 - Cod de proiectare seismică, prevederi pentru evaluarea seismică a

clădiriloe existente, -

Page 207: CONTRIBUTII PRIVIND CONCEPTIA SI PROIECTAREA CLADIRILOR ...digilib.utcb.ro/repository/ccn/pdf/salih.pdf · 1.1. TIPURI DE INCARCARI SI ACTIUNI. GENERALITATI. CLASIFICARE. ROLUL PROIECTANTULUI

Bibliografie

- P101/78 - Instrucţiuni tehnice pentru proiectarea clădirilor de locuit cu structură de

rezistenţă din panouri mari; -

- SR EN 12504/2002- Încercări pe beton în structuri; -

- STAS 438 /1-89 – Produse din oţel pentru armarea betonului. Oţel beton laminat la cald.

Mărci şi condiţii tehnice de calitate; -

- STAS 6652/82- Încercări nedistructive ale betonului. Clasificări şi indicaţii generale; -

- Eurocode 8 - Design provisions for earthquake resistance of structures. ENV 1998-1-3,

CEN Comité Européen de Normalisation, Brüssel, 1995.

- European Macro seismic Scale 1998, Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie,

Luxembourg, 1998.

- NEHRP - Handbook for the Seismic Evaluation of Existing Buildings. FEMA 273,

Washington, 1997.

- NEHRP - Handbook for the Seismic Evaluation of Existing Buildings – a Prestandard. FEMA

310, Washington, 1998.