curs nr1 14 buiandrugi, centuri

CURS Nr. 1STRUCTURA CURSULUI1. NOIUNI INTRODUCTIVE GENERALE

1.1. Definirea i rolul structurii n realizarea exigenelor de rezisten i stabilitate;

1.2. Stri de eforturi i deformaii;1.3. Criterii de performan.

1.1. Definirea i rolul structurii n realizarea exigenelor de rezisten i stabilitate

Construciile n general sunt bunuri imobile realizate de om, n scopul adpostirii i desfurrii activitilor i a vieii, cu luarea n considerare a mediului n care acestea se desfoar i a factorilor naturali care acioneaz asupra muncii, a vieii i a construciilor nsi.

Concepia i alctuirea construciilor este determinat n general de urmtorii factori:

omul, care necesit aceleai condiii de confort n orice loc de pe glob;

activitatea omeneasc prin cei doi factori principali: omul i obiectul muncii;

natura i factorii de mediu care exercit asupra construciilor aciuni mecanice, fizice, chimice i biologice.

Sub aspect general, orice construcie este alctuit din urmtoarele pri principale:

infrastructura care reprezint partea din structura de rezisten situat sub cota 0,00;

suprastructura care reprezint partea din structura de rezisten situat peste cota 0,00.

Sub aspectul alctuirii complexe, orice construcie trebuie privit ca un sistem ce poate fi descompus ntr-o serie de subsisteme, subansambluri, elemente i componente, ce ndeplinesc roluri i funciuni bine definite, realizate din materiale diferite i muncitori de specializri diferite.

Structura de rezisten a unei construcii este alctuit din totalitatea elementelor care asigur rezistena i stabilitatea construciei sub aciunea ncrcrilor verticale i orizontale.

Din acest motiv proiectarea i executarea construciilor trebuie s asigure satisfacerea tuturor exigenelor specifice (funcionale,

1

structurale, estetice de execuie, de ncadrare n mediul construit, de ntreinere i consolidare, etc.) i de importana construciei.

Satisfacerea exigenelor structurale privind preluarea efectelor produse de aciunile exterioare se realizeaz prin:

concepia general privind mecanismul structural de disipare a energiei induse de seism, capacitile de rezisten, stabilitate, rigiditate i ductilitate;

adoptarea unor modele i metode de calcul adecvate pentru determinarea eforturilor i dimensionarea elementelor structurale.

Exigenele de rezisten presupun ca sub aciunile verticale i orizontale nu se reduce semnificativ capacitatea de rezisten a seciunilor cele mai solicitate.

Exigenele de rezisten se consider satisfcute dac n toate seciunile capacitatea de rezisten evaluat n condiii STAS i n condiiile respectrii regulilor de alctuire prevzute n normele tehnice, sunt superioare, cel mul egale cu valorile eforturilor secionale maxime.

Exigenele de stabilitate presupun evitarea pierderii stabilitii formei i a fenomenelor de rsturnare datorit unor suprafee insuficiente de rezemare pe teren.

1.2. Stri de eforturi i deformaii

Eforturile sunt fore sau momente care iau natere n elementele de construcie solicitate.

Aciunile sunt cauze, iar eforturile dezvoltate sunt efecte ale acestor cauze.

Eforturile determin stri de solicitare mecanic n elementele de construcie.

Solicitrile produse pot fi: de ntindere axial; de compresiune axial; de forfecare; de ncovoiere; de torsiune sau rsucire.

Eforturile care acioneaz pe ntreaga seciune a elementului se numesc eforturi secionale, iar cele care acioneaz pe unitatea de suprafa a seciunii se numesc eforturi unitare sau tensiuni.

Eforturile secionale exprimate sub forma unor fore sau momente sunt de cinci tipuri, astfel:

for axial de ntindere, Nt;

2

for axial de compresiune, Nc; for de forfecare, T; moment ncovoietor, M; moment de torsiune (rsucire), Mt.

Eforturile unitare sunt de dou tipuri: normale ( ) i tangeniale ( ).

Eforturile unitare normale ( ) sunt produse de solicitri axiale (compresiune i ntindere) i ncovoiere, iar eforturile unitare tangeniale ( ) de forfecare i torsiune (rsucire).

Ilustrarea eforturilor secionale i unitare este prezentat n figurile care urmeaz.

Se prelucreaz fig. 31 pg 52 - Construcii

Fig. 1. Solicitri mecanice i eforturi secionalea. ntindere axial i eforturi secionale de ntindere, Nt;b. compresiune axial i eforturi secionale de compresiune, Nc;c. ncovoiere cu forfecare i moment ncovoietor M cu fora tietoare T;d. torsiune cu moment de torsiune, Mt.

Se prelucreaz fg. 3.3, pg 53 Construcii.

Fig. 2. Eforturi unitare a. eforturi unitare normale de ntindere, (t);b. eforturi unitare normale de compresiune, (c);c. eforturi unitare normale de compresiune, (c) i ntindere (t), din ncovoiere;d.eforturi unitare tangeniale ( ) din forfecare;e.eforturi unitare tangeniale ( ) din torsiune.

1.3. Criterii de performan

Conceptul de performan n construcii reprezint nivelul superior de interpretare a calitii sau procedura organizat de stabilire a caracteristicilor calitative ale sistemului cldire i a subsistemelor la diferite niveluri ierarhice de descompunere, n scopul ndeplinirii de ctre construcie a exigenelor formulate de utilizatori.

n analiza conceptului de performan se disting trei etape, astfel: etapa nr. 1: identificarea exigenelor utilizatorilor; etapa nr. 2: trecerea de la exigenele utilizatorilor la exigenele

de performan;

3

etapa nr. 3: aprecierea gradului de satisfacere a fiecrei exigene de performan prin criterii de performan.

Criteriile de performan se normeaz i sunt cuantificate n standarde i norme tehnice.

BIBLIOGRAFIE1. I. TUNS Note de curs2. D. MARUSCIAC, M. DUMITRA, .a. Proiectarea structurilor

etajate pentru construcii civile, Editura Tehnic, Bucureti 2000

3. E. COMA Construcii civile, vol. I, (elemente de teoria i tehnica construciilor. Elemente de alctuirea i mecanica zidriilor), Editura Universitii Tehnice din Cluj Napoca 1992;

4. C. PESTIANU, M. DARIE, .a. Construcii civile industriale i agricole, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti 1981;

5. M. DIACONU Rezistena materialelor, vol. I, Institutul Politehnic Iai, Facultatea de Construcii, Iai 1979;

6. M. DIACONU Rezistena materialelor, vol. II, Institutul Politehnic Iai, Facultatea de Construcii, Iai 1979.

4

CURS Nr. 2STRUCTURA CURSULUI

1. NOIUNI INTRODUCTIVE GENERALE1.4. Corelarea ntre proiectarea funcional i

structural a cldirilor;1.5. Comportarea structurilor sub aciunea ncrcrilor

gravitaionale i orizontale.

2. CLASIFICAREA STRUCTURILOR2.1. Clasificarea dup modul de organizare a spaiului.

1.4. Corelarea ntre proiectarea funcional i structural a cldirilor

Orice cldire este conceput i realizat n scopul ndeplinirii unor cerine funcionale specifice destinaiei.

Din punct de vedere funcional, fiecare spaiu din cldire are propria utilitate, funciunea lui specific, care l definete n raport cu alte spaii.

5

Dac un spaiu din cldire ndeplinete un complex de funciuni bine determinate avem de-a face cu un element funcional.

Exemple de elemente funcionale n cadrul unor cldiri: pentru locuine camerele de locuit, buctria, baia, cmara; pentru restaurante sala de mese, barul, oficiul, buctria; pentru hoteluri camera de cazare, recepia, saloanele, barul; pentru spitale camera de spitalizare, slile de tratament,

laboratorul.

Atunci cnd n cadrul unui program de arhitectur elementele funcionale se repet frecvent, formeaz mpreun cu alte spaii din cldire un grup funcional.

Criteriul principal care st la baza concepiei i proiectrii unei construcii este reprezentat de asigurarea funcionalitii acesteia n raport cu destinaia dat.

Avnd stabilite funciunile spaiilor unei cldiri, se trece la proiectarea structural a acesteia.

Structura de rezisten a cldirii trebuie s asigure ndeplinirea funciunilor pentru care aceasta este realizat.

Din acest considerent, alegerea tipului structurii de rezisten, forma i dispoziia n plan a elementelor structurale componente, trebuie corelate cu cerinele de ordin funcional.

Proiectarea structural a unei cldiri trebuie fcut n acord deplin cu proiectarea funcional a acesteia.

1.5. Comportarea structurilor sub aciunea ncrcrilor gravitaionale i orizontale.

Structura de rezisten a oricrei cldiri trebuie conceput i alctuit n scopul asigurrii condiiilor de rezisten, rigiditate i stabilitate sub aciunea ncrcrilor verticale i orizontale.

Aspectele conceptuale ale proiectrii structurale a construciilor sub aspectul comportrii sub sarcini i n special a celor orizontale, se refer n principal la:

simplitatea structural; reduntana structural; geometria structurii; rigiditate i rezisten la translaie pe dou direcii; rigiditate i rezisten la torsiune; efectul de diafragm a planeelor; realizarea unor fundaii adecvate; condiii referitoare la masele construciilor.

6

Comportarea i starea de solicitare i deformaie a elementelor structurale este dependent de tipul structurii de rezisten, de intensitatea i modul de aplicare a ncrcrii, caracteristicile geometrice i de material, etc.

Astfel, mecanismul de preluare i transmitere a ncrcrilor verticale i orizontale difer de la structurile n cadre la cele cu perei portani:

structuri cu perei portani- ncrcrile verticale se transmit direct prin perei, care

sunt solicitai la compresiune cu dezvoltarea eforturilor unitare normale de intensitate redus, datorit seciunii transversale mari a acestora;

- ncrcrile orizontale determin deformarea lateral a pereilor specific solicitrii de ncovoiere, fig. 1.

Fig. 1. Deformarea lateral la fore orizontale a pereilor.

Structuri n cadre- ncrcrile verticale se transmit stlpilor n mod indirect

prin intermediul riglelor care sunt solicitate la ncovoiere cu for tietoare, iar stlpii sunt solicitai la compresiune excentric;

- ncrcrile orizontale determin deformarea lateral a structurilor n cadre cu noduri rigide specific solicitrii de forfecare, fig. 2.

Fig. 2. Deformarea lateral la fore orizontale a structurilor n cadre.

n cazul structurilor mixte (cadre i diafragme) prezena planeelor determin cadrele i diafragmele s se deformeze identic sub sarcini orizontale, fig. 3.

Se trece fig. 6.2c, pg 440, Proiectarea structural etajate pentru cldiri civile.

Fig. 3. Deformarea lateral la fore orizontale a structurilor mixte.

2.1. Clasificarea dup modul de organizare a spaiului

Organizarea spaiilor aferente unei cldiri trebuie s asigure ndeplinirea funciunii pentru care acestea sunt realizate.

Din acest punct de vedere cldirile se clasific n:

7

Fig. 4. Cldiri cu compartimentaredeas sau tip fagure

Fig. 5. Cldiri cu compartimentare celular

cldiri cu organizare rigid a spaiului; cldiri cu organizare flexibil a spaiului; cldiri tip sal.

Cldiri cu organizare rigid a spaiului

Acestea se caracterizeaz prin faptul c elementele verticale de tipul pereilor ndeplinesc att rol de rezisten ct i de compartimentare, iar poziia i dimensiunile acestora rmne fix pe toat perioada de exploatare a cldirii.

Intr n aceast categorie cldirile cu compartimentare deas (tip fagure), fig. 4 i cldirile cu compartimentare rar (tip celular), fig. 5.

Se trece fg 3.1a pg. 71 Se trece fg 3.1b pg. 71Proiectarea struct. Etajate pt. Constr. civile

Cldiri cu organizare flexibil a spaiului

n acest caz elementele portante verticale de tipul stlpilor, eventual al pereilor sunt aezate la distane mai mari, iar spaiul interior delimitat de acestea poate fi compartimentat cu elemente nestructurale a cror form i poziie n plan poate fi modificat n timp.

Organizarea flexibil a spaiului este asigurat n mod frecvent de structurile cu schelet portant sau n cadre.

Cldiri tip sal

Acest tip de cldiri se caracterizeaz printr-o funciune dominant constituit dintr-o ncpere de mari dimensiuni i spaii anexe organizate funcional n sistem fagure sau celular.

n aceast categorie intr slile de sport, slile de spectacole, slile de expoziie, etc.

BIBLIOGRAFIE1. I. TUNS Note de curs

8

2. D. MARUSCIAC, M. DUMITRA, .a. Proiectarea structurilor etajate pentru construcii civile, Editura Tehnic, Bucureti 2000



5. M. DIACONU Rezistena materialelor, vol. I, Institutul Politehnic Iai, Facultatea de Construcii, Iai 1979;



2. CLASIFICAREA STRUCTURILOR2.2. Clasificarea dup structura de rezisten, raportul

H/B, rigiditate lateral, form n plan i elevaie

3. CLDIRI CU PEREI STRUCTURALI DIN ZIDRIE3.1. Tipuri de structuri i planee

9

Se trece fg. 1.4a pg 21Proiect. Str. etaj. Pt cl civile

Se trece fg. 1.4b pg 21Proiect. Str. etaj. Pt cl civile

Fig. 1. Cldiri cu structurade rezisten din pereiportani

Fig. 2. Cldiri cu structurade rezisten n cadre

Se trece fg. 1.4c pg 21Proiect. Str. etaj. Pt cl civile

Se trece fg. 1.4d i e pg 21Proiect. Str. etaj. Pt cl civileFig. 3. Cldiri cu structurmixt cadre i diafragme Fig. 4. Cldiri cu structura

mixt

2.2.1. Clasificarea dup structura de rezisten

Dup modul de alctuire a structurii de rezisten a cldirilor, se disting:

cldiri cu structura din perei portani, fig. 1; cldiri cu structura n cadre, fig. 2; cldiri cu structur mixt (cadre i diafragme), fig. 3; cldiri cu structur special, fig. 4.

2.2.2. Clasificarea dup raportul H/B

Mrimea raportului dintre nlimea (H) i limea (B) cldirii reprezint un criteriu privind modul de comportare la aciunea ncrcrilor orizontale.

Dup mrimea raportului H/B se disting urmtoarele tipuri de structuri:

structuri care lucreaz ca o consol scurt: H/B < 2, caracterizate prin fTK >>> fMK;

structuri care lucreaz ca o consol mijlocie : 2 < H/B < 5, caracterizate prin fTK f MK;

structuri care lucreaz ca o consol lung: H/B > 5, caracterizate prin fTK f MK.

10

Se trece fg 1.3a, pg 20, Pr, str......

Se trece fg 1.3b,c, pg 20, Pr, str......Fig. 7. Cldiri cu form

constant n elevaie

Fig. 8. Cldiri cu form variabil n elevaie

2.2.3. Clasificarea dup rigiditatea lateral

Dup capacitatea de deformare n domeniul postelastic sau ductilitatea de ansamblu a structurii, care sunt dependente de perioada proprie de vibraie n modul fundamental i sistemul structural, se disting urmtoarele:

structuri rigide, pentru care T < 0,35 (0,45)s; structuri semirigide sau flexibile, pentru care T < 0,9...1,0s; structuri flexibile, pentru care T > 0,9 (1,0)s.

2.2.4. Clasificarea dup forma n plan

n plan cldirile pot avea forme simple fig. 5 sau forme compuse fig. 6, de tip L, T, U, E, H, etc.

n cazul formelor compuse, cldirea este mprit prin rosturi de tasare, n tronsoane de forme simple.

Se trece fg a,b,c,d, pg. 20, Proect str. etajate pt cldiri civile

Fig. 5. Cldiri cu forme simple n plan

Se trece fg e,f,g,h, pg. 20, Proect str. etajate pt cldiri civile

Fig. 6. Cldiri cu forme compuse n plan

2.2.5. Clasificarea dup forma n elevaie

Dup forma n elevaie, cldirile pot fi: cu nlime constant, fig. 7; cu nlime variabil, fig. 8.

2.2.6. Clasificarea dup nlime

Regimul de nlime al cldirilor este determinat de o serie de factori, precum:

densitatea construit; aspecte urbanistice;

11

condiii de amplasament; natura materialelor folosite; posibiliti tehnologice de realizare; condiii de ntreinere, etc.

Dup regimul de nlime cldirile se clasific n: cldiri parter; cldiri cu nlime mic sau cu puine niveluri P+I...4E; cldiri cu nlime medie sau cu mai multe niveluri

(P+814)E; cldiri nalte, P+15E.

3.1. Tipuri de structuri i planee

3.1.1. Tipuri de structuri

Dup modul de dispunere n plan a pereilor structurali se disting urmtoarele tipuri de structuri:

a. structuri cu perei dei (sistem fagure), fig. 9;b. structuri cu perei rari (sistem celular), fig. 10;c. structuri de tip sal, fig. 11.

Se trece fg 5.3, pg 107, Buletinul construciilor vol. II

Fig. 9. Structur cu perei dei (sistem fagure)

Structurile cu perei dei (sistem fagure) sunt definite de urmtorii parametrii geometrici:

nlimea de nivel 3,2 m; distanele maxime ntre perei pe cele dou direcii principale

5,0 m; aria delimitat de pereii dispui pe cele dou direcii

principale 25,0 m2.

Se trece fg 5.4, pg 108, Bul Constr, vol II

Fig. 10. Structur cu perei rari (sistem celular)

Structurile cu perei rari se caracterizeaz prin urmtorii parametri geometrici:

nlimea de nivel 9,0 m; distanele maxime ntre perei pe cele dou direcii principale

9,0 m;

12

aria delimitat de pereii dispui pe cele dou direcii principale 75,0 m2.

Se trece fg 4.1c, pg 238, Proiect str, et, pt cld, civile (poza se mrete

Fig. 11. Structur tip sal

Structurile de tip sal se caracterizeaz prin urmtorii parametrii geometrici:

nlimea slii ce constituie funcia dominant > 4,0 m; distanele ntre pereii structurali sunt cuprinse ntre (918)

m.

3.1.2. Tipuri de planee

Din punct de vedere al rigiditii n plan orizontal, planeele se clasific n:

planee rigide n plan orizontal; planee cu rigiditate nesemnificativ n plan orizontal.

n categoria planeelor rigide sunt considerate urmtoarele tipuri, cu condiia ca acestea s nu fie slbite semnificativ de goluri:

planee din beton armat monolit sau din predale cu suprabetonare continu cu grosimea 60 mm, armat cu plas de oel beton cu aria 250 mm2/m ( 5 8/m); planeele din panouri sau semipanouri prefabricate din beton armat mbinate pe contur prin piese metalice sudate sau bucle de oel beton de monolitizare; planee realizate din elemente prefabricate de tip fie cu bucle sau bare de legtur la extremiti i suprabetonare continu cu grosimea 60 mm, armat cu plase din oel beton cu aria 250 mm2/m ( 5 8/m).

n categoria planeelor cu rigiditate nesemnificativ n plan orizontal sunt considerate urmtoarele:

planee executate din elemente prefabricate de tip fie, cu bucle sau bare de legtur la extremiti, fr suprabetonare armat sau ap nearmat cu grosimea 30 mm; planee realizate din elemente prefabricate din beton cu dimensiuni mici, sau din blocuri ceramice, cu suprabetonare armat; planeele din lemn.

13

Prin alctuire planeele trebuie s asigure efectul de aib rigid.n acest sens, la alctuirea planeelor se vor avea n vedere

urmtoarele elemente: dispunerea n mod obligatoriu a centurilor din beton armat n dreptul diafragmelor din zidrie; planeele vor fi plane i orizontale, excepie admindu-se pentru planeul de teras care poate fi realizat cu o pant minim n vederea asigurrii scurgerii apelor; planeele vor fi pe ct posibil coplanare, evitndu-se denivelrile brute; ntreruperea continuitii planeelor n zona casei scrilor sau a unor intrnduri s nu afecteze ndeplinirea efectului de aib a acestora.






14


3. CLDIRI CU PEREI STRUCTURALI DIN ZIDRIE

3.2. Soluii de alctuire a pereilor structurali din zidrie3.3. Centuri i buiandrugi3.4. Msuri privind evitarea i limitarea slbirilor3.5. ntrirea pereilor cu ajutorul armturilor i a smburilor

din beton nglobai n zidrie

15

3.6. Couri de fum, atice, parapete, frontoane, perei despritori

3.7. Soluii constructive de realizare a infrastructurii cldirii i legtura dintre aceasta i suprastructura

3.2. Soluii de alctuire a pereilor structurali din zidrie3.2.1. Consideraii generale de alctuire. Tipuri de perei

structurali.

n alctuirea general a cldirilor cu structura de rezisten din zidrie, se va urmri obinerea unor contururi regulate, compacte i simetrice n plan, n vederea evitrii disimetriilor accentuate n distribuia rigiditilor, volumelor i a maselor pe acelai tronson de cldire, limitnd astfel efectele defavorabile de torsiune general datorat aciunii seismice.

Atunci cnd cldirile prezint forme neregulate n plan, cu poriuni avnd nlimi, mase i rigiditi diferite, acestea se vor separa prin rosturi, n tronsoane avnd forma apropiat de dreptunghi.

Lungimea tronsoanelor se determin n funcie de tipul planeului, gradul de protecie antiseismic i natura terenului de fundare.

n cazul cldirilor din zidrie fundate pe terenuri normale, lungimea maxim a tronsoanelor va fi de 50 m.

Pentru cldirile din zidrie fundate pe terenuri diferite, lungimea maxim a tronsoanelor se va stabili n conformitate cu prescripiile tehnice: P7-2000 i/sau NP001-2000.

Structurile din zidrie portant sunt concepute ca sisteme spaiale alctuite din perei dispui de regul dup dou direcii ortogonale i planeele cu rol de aib orizontal.

Pentru a obine o comportare corespunztoare a structurilor din zidrie la aciunea seismic, se va asigura o variaie ct mai uniform pe vertical a rigiditilor, att pentru structur n ansamblu ct i pentru elementele structurale componente.

Planeele trebuie de asemenea s asigure realizarea unei conlucrri spaiale ntre elementele verticale portante.

Aceast condiie este ndeplinit n cazul planeelor cu rigiditate mare n planul forelor orizontale.

Pereii structurali ce intr n alctuirea unei structuri din zidrie sunt de dou tipuri:

perei izolai sau montani legai ntre ei la fiecare nivel numai prin placa planeului; perei cuplai (cu goluri de ui i /sau ferestre) legai ntre ei la nivelul fiecrui planeu, prin grinzi de cuplare de beton armat.

16

Dup modul de realizare a zidurilor ce intr n componena pereilor structurali, se disting urmtoarele tipuri de zidrii:

zidrie simpl nearmat (ZNA), care nu conine suficient armtur pentru a putea fi considerat armat; zidrie confinat (ZC), prevzut cu elemente de confinare de beton armat dispuse n poziie vertical (stlpiori din beton armat) i orizontal (centuri); zidrie confinat i armat n rosturile orizontale (ZC+AR), care pe lng elemente de confinare are prevzute n rosturile orizontale armturi suficiente din oel sau alte materiale cu rezisten bun la ntindere; zidrie cu inim armat (ZIA), realizat din dou ziduri paralele cu spaiul dintre ele umplut cu beton armat sau mortar (gront) armat, cu sau fr legturi mecanice ntre straturi i care conlucreaz la preluarea tuturor solicitrilor.

Alegerea tipului de zidrie pentru pereii structurali se face n condiiile Codului P100-1/2006, n funcie de urmtorii factori:

numrul de niveluri supraterane; regularitatea structural a cldirii; acceleraia seismic de proiectare la amplasament (ag); posibilitile tehnologice de execuie.

Perei structurali din zidrie nearmat

Structurile din zidrie nearmat prezint capacitate sczut de disipare a energiei seismice, datorit rezistenei mici la ntindere i a ductilitii reduse.

Din acest considerent se recomand evitarea utilizrii din zidrie nearmat.

Utilizarea acestor tipuri de structuri din zidrie este admis n condiiile Codului P100-1/2006,, numai dac sunt ndeplinite urmtoarele elemente:

ncadrarea cldirii n categoria cldiri regulate cu regularitate n plan i elevaie;

ncadrarea cldirii n clasele de importan III sau IV; dispunerea pereilor structurali n sistem fagure; nlimea nivelului hetaj 3,0 m; respectarea cerinelor de alctuire a pereilor i planeelor n

conformitate cu CR6-2006;

17

condiiile de calitate a materialelor utilizate n conformitate cu Codul P100-1/2006.

Grosimea minim a pereilor structurali va fi 240 mm, iar din punct de vedere al siguranei structurale ntre nlimea etajului (het) i grosimea peretelui (t) trebuie ndeplinit condiia het/t 12.

Grosimea pereilor portani exteriori trebuie s asigure condiii de izolare termic i de evitare a fenomenului de condens i de prevenire a incendiilor i a efectelor acestora.

Perei structurali din zidrie confinat

ntrirea pereilor structurali cu stlpiori i centuri de beton armat i asigurarea conlucrrii acestora cu zidria, conduce la creterea important a rezistenei i rigiditii, ct i a ductilitii i capacitii de disipare a energiei induse de seism, comparativ cu structurile cu perei din zidrie simpl.

Prin respectarea condiiilor de alctuire constructiv i de poziionare a stlpiorilor i centurilor de beton armat se obin efecte locale i de ansamblu favorabile care conduc la mbuntirea capacitii portante, stabilitii i de deformaie a pereilor ca elemente de rezisten.

Poziia n plan a stlpiorilor din beton armat, rezult n general dintr-un calcul de rezisten a pereilor structurali la aciunea ncrcrilor verticale i orizontale i vor fi amplasai n urmtoarele poziii:

la capetele libere ale pereilor; de o parte i de cealalt a grinzilor cu suprafaa 25 m2 ; la toate colurile exterioare i intrnde de pe conturul construciei; n lungul peretelui, astfel nct distana ntre axele stlpiorilor s nu depeasc:- 4,0 m n cazul structurilor cu perei rari;- 5,0 m n cazul structurilor cu perei dei; la interseciile pereilor, dac cel mai apropiat stlpior se afl la o distan mai mare de 1,5 m; n toi spaleii care nu au lungimea minim, conform CR6-2006.

Stlpiorii se vor executa pe toat nlimea construciei cu respectarea urmtoarelor prevederi de alctuire:

aria seciunii transversale 625 cm2 (25 x 25 cm); latura minim a seciunii transversale 25 cm; diametrul barelor longitudinale 12 mm;

18

procentul longitudinal de armare 0,8%; nndirea barelor longitudinale se va face prin suprapunere, fr crlige, pe o lungime 50 n seciunea de ncastrare; lungimea de suprapunere a barelor longitudinale din stlpiorii din suprastructur cu mustile din cocluri sau pereii de subsol va fi de cel puin 60 ; diametrul etrierilor va fi de cel puin 6 mm; distanele dintre etrierii dispui n cmp vor fi 15 cm, iar pentru cei dispui n zonele de capt i pe zona de nndire a barelor longitudinale vor fi 10 c.

Centurile din beton armat vor fi prevzute: la nivelul fiecrui planeu al cldirii, indiferent de material i tehnologia de realizare a acestuia; n poziie intermediar, ntre planee, la construciile etajate cu perei rari (sistem celular) i la construciile tip sal/hal, conform P100-1/2006.

Centurile vor fi continue pe toat lungimea peretelui i vor constitui contururi nchise, ntreruperea continuitii centurilor se accept numai n condiiile normativului CR6-2006.

La proiectarea i executarea centurilor vor fi respectate urmtoarele prevederi de alctuire:

aria seciunii transversale 500 cm2 (25 x 20 cm); limea seciunii transversale 25 cm, dar cel puin 2/3 din grosimea peretelui; nlimea centurii 20 cm; diametrul barelor longitudinale 10 cm; procentul longitudinal de armare 0,8%; nndirea barelor longitudinale se va face prin suprapunere, fr crlige, pe o lungime 60 ; seciunile de nndire ale barelor din centur vor fi decalate cu cel puin 1,0 m; ntr-o seciune se vor nndi cel mult 50% din barele centurii; n zonele de coluri, intersecii, ramificaii, se va realiza ancorarea barelor longitudinale n centurile perpendiculare pe o lungime 60 ; diametrul etrierilor va fi 6 cm; distana dintre etrierii dispui n cmp curent va fi 15 cm; distana dintre etrierii dispui n zonele de capt i pe lungimea de nndire a barelor longitudinale va fi 10 cm.

19

Armarea longitudinal a stlpiorilor i centurilor rezult prin calcul la aciunea ncrcrilor verticale i orizontale de proiectare.

n cazul pereilor cuplai, prevederile de alctuire referitoare la riglele de cuplare pot fi sintetizate n:

lungimea de rezemare a riglelor de cuplare pe pereii din zidrie va fi 40 cm; limea riglelor de cuplare este egal cu grosimea peretelui, admindu-se n cazul pereilor exteriori o reducere de 5 cm pentru aplicarea proteciei termice.

Armarea riglelor de cuplare se stabilete prin calcul, cu respectarea urmtoarelor condiii:

armtura longitudinal de la partea superioar a centurii va fi continu n rigla de cuplare;

la partea inferioar procentul de armare va fi > 0,1% raportat la ntreaga seciune de beton a riglei;

pentru riglele de cuplare cu nlimea seciunii transversale > 700 mm se aplic prevederilor din STAS 10107/0/90.

Perei structurali din zidrie confinat n rosturile orizontale.

Pentru alctuirea pereilor structurali de acest tip se vor respecta prevederile referitoare la pereii structurali din zidrie confinat i a celor referitoare la armarea zidriei n rosturile orizontale, care pot fi concretizate n principal n urmtoarele:

seciunea armturilor dispuse n rosturile orizontale se determin prin calcul din condiia de preluare a eforturilor principale de ntindere; indiferent de rezultatele calculului privind seciunea armturilor dispuse n rosturile orizontale, se va face n mod obligatoriu armarea urmtoarelor zone ale cldirilor situate n zone seismice cu ag 0,12g:- spaleii (plinurile) ntre ferestre sau ui care au raportul

nlime/lime 2,5 i care nu sunt ntrii cu stlpiori din beton armat la extremiti;

- zonele de legtur ntre pereii perpendiculari (intersecii, coluri, ramificaii);

- parapeii de sub ferestre;- distana ntre rosturile orizontale armate va fi 40 cm;- aria armturilor dispuse ntr-un rost orizontal va fi 1,0

cm2 (minimum e 8 mm);- acoperirea lateral cu mortar a barelor din rosturi va

respecta prevederile din CR6-2006;

20

- armturile dispuse n rosturile orizontale n zona colurilor, interseciilor, ramificaiilor vor depi marginea nodului respectiv pe toate direciile, cu cel puin 1,0 m, conform detaliilor din fig. 4.

a. b.

Fig. 4. Armarea zidriei la intersecii de pereia, b detalii de armare a dou rosturi orizontale consecutive

Armturile din rosturile orizontale se vor fasona fr crlige i vor fi ancorate n stlpiori sau vor depi marginea opus a stlpiorului pe o lungime de cel puin 60 .

Structuri cu perei de zidrie cu inim armat

Alctuirea unui perete de zidrie cu inim armat este prezentat n fig. 5.

Se trece fg 1.1a, pg 12, din Buletinul Constr. Vol. II, 2006

Fig. 5. Perete de zidrie cu inim armat

Grosimea minim a pereilor din straturile marginale va fi de 1/2 crmid (minimum 115 mm) i vor fi realizai din zidrie esut cu rosturile verticale complet umplute cu mortar.

Grosimea stratului median, de beton sau mortar-beton va fi de minimum 10 cm.

Armarea stratului median se va determina prin calcul.Prevederile privind procentele minime de armare ale stratului

median, diametrele minime ale armturilor i distana dintre acestea sunt stabilite prin Codul P100-1/2006.

Astfel: pentru construcii cu regim de nlime P+2E:

- diametrul barelor 8 mm;- distana ntre bare 15 cm;

pentru construcii cu regim de nlime < P+2E i pentru nivelurile de peste parter ale construciilor cu nlimea P+2E:

- procentele minime de armare vor fi egale cu 80% din valorile de la parter pentru cldirile P+2E;

- diametrul barelor 6 mm;

21

- distana ntre bare 1,5 t (t grosimea stratului median).

Armarea cu plase STNB a miezului de beton sau mortar (gront) este admis numai dac n ipotezele de calcul cele mai relevante, armturile rmn n domeniul elastic de comportare.

Utilizarea plaselor STNB la nivelul parterului nu este admis indiferent de numrul de niveluri situate peste seciunea de ncastrare.

3.3. Centuri i buiandrugi

Centurile ndeplinesc n cadrul structurilor din zidrie urmtoarele funciuni:

asigur transmiterea direct a ncrcrilor gravitaionale de la planeele cldirii ctre pereii structurali; asigur transmiterea direct a forelor de inerie ce apar la nivelul planeelor ca urmare a micrii seismice, ctre pereii structurali; asigur preluarea eforturilor unitare de ntindere ce apar n pereii structurali sub aciunea ncrcrilor orizontale seismice, a efectului tasrilor neuniforme sau altor cauze capabile s determine astfel de eforturi; asigurarea prelurii eforturilor de ntindere sau compresiune ce apar n aiba orizontal ca urmare a aciunii orizontale n planul aibei (aciunea seismic).

Centurile vor fi amplasate i alctuite n conformitate cu prevederile din CR6-2006, prezentate la punctul 3.2.

Buiandrugii delimiteaz la partea superioar golurile de ui i ferestre avnd rolul de a prelua ncrcrile ce revin n dreptul golurilor, fiind de regul legai cu centura de la nivelul planeului.

Distana dintre partea superioar a buiandrugului i partea inferioar a centurii de la nivelul planeelor se va completa cu zidrie.

Dac aceast distan nu depete 60 cm, buiandrugii din beton armat monolit se execut mpreun cu centurile, formnd centuri-buiandrug.

Limea seciunii transversale a buiandrugului este de regul egal cu grosimea peretelui, iar nlimea egal cu 1/5 din lumina golului.

Lungimea de rezemare a buiandrugilor pe zidria situat de o parte i cealalt a golului va fi de cel puin 25 cm, iar n cazul cldirilor amplasate n zone cu ag 0,16g, lungimea de rezemare se va spori cu cel puin o jumtate de crmid.

Armarea buiandrugilor se face n urma calculului de rezisten la aciunea simultan a ncrcrilor verticale i orizontale, cu excepia

22

buiandrugilor ce nu sunt legai cu centura planeului pentru care armarea se face numai la ncrcrile verticale aferente.

Armarea elementului centur buiandrug se face n condiiile prevzute n CR6-2006 respectiv:

armtura situat la partea superioar a centurii se continu i n rigla de cuplare;

pentru armtura situat la partea inferioar, procentul de armare va fi 0,1% raportat la ntreaga seciune de beton;

dac nlimea seciunii transversale depete 700 mm se aplic prevederile din STAS 10107/0/90;

armturile transversale vor asigura o capacitate de rezisten la for tietoare cu cel puin 25% peste cea corespunztoare momentelor de plastificare ale elementului.

3.4. Msuri privind evitarea i limitarea slbirilor

Amplasarea i dimensiunile golurilor pentru ui i ferestre n pereii structurali din zidrie, se vor stabili avnd n vedere satisfacerea cerinelor de ordin:

funcional; de plastica faadelor; structural.

Raportul ntre ariile n plan ale golurilor de ui i ferestre i ariile plinurilor de zidrie, va fi limitat conform P100-1/2006 n funcie de:

acceleraia seismic de proiectare la amplasament, (ag); numrul de niveluri (nniv); poziia peretelui n cldire.

Golurile de ui i ferestre se dispun de regul pe aceeai vertical la toate nivelurile, admindu-se i dispunerea loc alternant cu respectarea unor distane care s asigure transmiterea ncrcrilor printr-un sistem tip grind cu zbrele.

Prin dimensionarea golurilor de ui i ferestre se urmrete obinerea spaleilor de lungimi egale sau ct mai apropiate, n caz contrar se recomand ca spaleii cu dimensiuni diferite s se dispun alternativ n lungul peretelui.

Lungimea minim a spaleilor adiaceni golurilor de ui i ferestre se limiteaz n funcie de cea mai mare nlime a golurilor adiacente (hgol) sau de grosimea t a peretelui, conform prezentrii din figura 6.

23

Fig. 6. Lungimea minim a spaleilor adiaceni golurilor.

3.5. ntrirea pereilor cu ajutorul armturilor i a smburilor din beton nglobai n zidrie

Sporirea capacitii portante a cldirilor cu perei din zidrie, amplasate n zone seismice, la aciunea combinat a ncrcrilor verticale i orizontale se poate obine prin:

armarea zidriei n rosturile orizontale; nglobarea n zidrie a unor stlpiori din beton armat.

Prezena armturilor n rosturile orizontale ale zidriei, precum i dispunerea stlpiorilor i a centurilor din beton armat n planul peretelui, asigur condiii favorabile de obinere a unor efecte locale sau de ansamblu privind sporirea capacitii de rezisten, a stabilitii i de deformare a pereilor ca elemente structurale.

Prescripiile de alctuire a structurilor cu perei din zidrie confinit i armat n rosturile orizontale (ZCA) sunt prezentate la punctul 3.2.

3.6. Couri de fum, atice, parapete, frontoane, perei despritori

Courile de fum i canalele de ventilaii sunt elemente asociate pereilor dispuse pe vertical n scopul eliminrii gazelor arse sau pentru ventilarea ncperilor fr ferestre.

Stabilitatea courilor de fum sau de ventilaie din zidrie va fi asigurat prin:

executarea unei tencuieli armate, cu barele verticale armate n planeul de la ultimul nivel;

bordura exterioar cu profile metalice laminate, ancorate n planeu i protejate prin tencuial;

ancorarea courilor (peste jumtatea nlimii) cu tirani prini de bride metalice i fixai n planeul ultimului nivel.

Aticul este poriunea peretelui exterior care depete nivelul planeului teras.

Parapetul este poriunea de perete exterior situat sub fereastr sau elementul de protecie la balcoane i scri.

Rezistena i stabilitatea elementelor de zidrie minore, care lucreaz n consol (atice, parapei de balcoane sau scri) va fi verificat prin calcul la ncrcrile de exploatare orizontale.

24

Grosimea acestor elemente minore nu va fi mai mic de 1/8 din nlime, iar stabilitatea la rsturnare va fi asigurat prin:

pilastri din zidrie; stlpiori intermediari din beton armat; centuri din beton armat dispuse la partea superioar.

Frontonul este peretele de capt al unui tronson de cldire.

Calcanul este peretele exterior fr goluri, spre care nu se scurg apele de ploaie.

Timpanul este poriunea de perete exterior delimitat de planul acoperiului i de ultimul planeu.

Stabilitatea la rsturnare a elementelor de zidrie major (frontoane, calcane, timpane) va fi asigurat prin:

ancorarea de arpanta cldirii; continuarea stlpiorilor de la etajul inferior; prevederea special a unor stlpiori din beton armat n

zidrie de la ultimul nivel al cldirilor din ZNA, dac armturile stlpiorilor din elementele n consol nu pot fi ancorate n centurile ultimului planeu;

legarea stlpiorilor la partea superioar cu o centur de beton armat, iar dac zidria n consol are o nlime > 2,0 m se va prevedea i o centur intermediar.

Dimensiunile stlpiorilor, distanele dintre aceste i armturile aferente se vor determina prin calcul la aciunea ncrcrilor laterale i proiectare.

Pereii despritori sunt elemente verticale nestructurale cu rol de compartimentare n cadrul cldirii.

Pentru proiectarea pereilor de compartimentare se va lua n considerare fora seismic perpendicular pe planul peretelui i ncrcrile utile de exploatare.

Legtura peretelui despritor cu un perete de zidrie perpendicular va fi asigurat suplimentar prin armturi, cel puin 2 6 mm din OB37, dispuse la 500 mm.

3.7. Soluii constructive de realizare a infrastructurii cldirii i legtura dintre aceasta i suprastructur

Infrastructura cldirilor este constituit din ansamblul fundaiilor, soclului sau pereilor de subsol i planeul peste subsol, care trebuie s fie alctuite ca un sistem spaial rigid.

25

Proiectarea preliminar a infrastructurii trebuie s in seama de: mrimea forelor verticale; severitatea aciunii seismice la amplasament; natura i caracteristicile mecanice ale terenului de fundare; efectele posibile ale apelor subterane.

Infrastructura unei cldiri trebuie conceput ca un ansamblu de elemente structurale cu rezisten i rigiditate spaial adecvate intensitii solicitrilor verticale, seismice i caracteristicilor terenului de fundare, prin care s se asigure:

transmiterea la teren a tuturor solicitrilor din seciunea de ncastrare a pereilor fr nregistrarea deformaiilor portelastice n elementele infrastructurii i/sau n terenul de fundare; limitarea deformaiilor verticale ale cldirii la valori care s nu afecteze integritatea elementelor structurale, nestructurale i a branamentelor la utilitile exterioare.

La realizarea infrastructurii construciilor din zidrie se vor respecta prevederile din Codul P10, P10-1/2006 i CR6-2006.





5. Horia A. ADREICA Construcii Alctuirea i calculul elementelor de construcie, Editura U.T.PRES, Cluj-Napoca, 2002;

6. *** Cod de proiectare pentru structuri din zidrie. Indicativ CR6-2006, Buletinul Construciilor vol 11/2006;

7. *** Cod de proiectare seismic Partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri Indicativ P100-1/2006;

8. *** STAS 10107/0-1990 Construcii civile, industriale i agrozootehnice. Planee din beton armat i beton precomprimat. Prescripii generale de proiectare;

26

9. *** STAS 10109/1-82 Construcii civile, industriale i agrozootehnice. Lucrri de zidrie. Calculul i alctuirea elementelor.

27


5. CLDIRI CU STRUCTURA DIN PANOURI MARI PREFABRICATE

5.1. Alctuirea structural a cldirilor din panouri mari prefabricate

5.2. Tipuri de panouri mari prefabricate i alctuirea lor. Infrastructura

5.3. mbinrile dintre panourile mari prefabricate

5.1.Alctuirea structural a cldirilor din panouri mari prefabricate

Structura de rezisten a unei cldiri din panouri mari este alctuit dintr-un ansamblu de elemente verticale portante i de contravntuire, denumite perei i orizontale denumite planee, mbinate ntre ele astfel nct s se obin un sistem spaial rigid, fig. 1, capabil s preia n condiii bune de rezisten, stabilitate i deformabilitate aciunile ncrcrilor verticale i orizontale.

28

Se trece la scar mrit fg. 8.65, pg. 299 Construcii civile D. Mamoriac

Fig. 1. Vedere privind alctuirea de ansamblu a unei structuri din panouri mari

1. panou de perete portant exterior;2. panou de perete portant interior;3. panou de planeu;4. mbinri verticale ntre panourile de perei;5. armturi n mbinrile verticale;6. izolaie termic;7. mbinri orizontale (centuri);8. armturi orizontale n centuri.

5.2. Tipuri de panouri mari prefabricate i alctuirea lor. Infrastructura cldirilor din panouri mari

Panourile mari prefabricate pentru perei se realizeaz n mod frecvent sub form de elemente plane, iar n funcie de forma concret a pereilor, tehnologia de execuie, mijloacele de transport i de ridicare se pot adopta i forme spaiale sau liniare pentru unele elemente.

nlimea nominal a panourilor este egal cu nlimea etajului, iar lungimea nominal este egal cu dimensiunea interax a ncperii.

Dimensiunile panourilor se coreleaz cu limitele maxime impuse de gabaritele mijloacelor de transport i a utilajelor de ridicat.

Panourile prefabricate pentru perei pot fi alctuite: ntr-un singur strat, n cazul pereilor interiori; n dou sau trei straturi, n cazul pereilor exteriori.

Clasa minim a betonului utilizat la realizarea panourilor prefabricate este C16/20.

Panourile de perei realizate ntr-un singur strat au grosimea minim de (140160) mm, n funcie de regimul de nlime al cldirii i se determin din considerente de rezisten.

Panourile de perei realizate din dou sau trei straturi au urmtoarea alctuire:

pentru panourile n dou straturi: un strat de rezisten dispus la interior, realizat din beton

armat, avnd grosimea determinat din considerente de rezisten, ns nu va fi cu mai mult de 20 mm sub grosimea panoului de perete realizat ntr-un singur strat;

29

un strat termoizolant, dispus la exterior realizat n mod uzual din bca, polistiren expandat, vat mineral, grosimea acestuia rezultnd n urma calculului higrotermic;

pentru panourile n trei straturi:- un strat de rezisten dispus spre interior, realizat din

beton armat, avnd grosimea stabilit din considerente de rezisten, ns nu va fi cu mai mult de 20 mm sub grosimea panoului de perete realizat ntr-un singur strat;

- stratul termoizolant realizat n mod uzual din bca, polistiren expandat, vat mineral, grosimea stratului stabilindu-se pe baza calculului termotehnic;

- un strat de protecie a termoizolaiei, dispus la exterior, realizat din beton armat avnd grosimea minim de 60 mm.

Legtura dintre cele dou straturi din beton armat se face prin intermediul unor nervuri din beton armat, a cror numr i poziie se stabilete n funcie de:

dimensiunile i forma panoului i a golurilor; valoarea solicitrilor datorate ncrcrilor aferente; tehnologia de execuie; necesitatea reducerii la minim a punilor termice.

Cantitatea de armtur aferent stratului de rezisten se determin pe baza calculului de rezisten.

Armarea panourilor se realizeaz din bare de oel beton PC52, PC60, OB37 i STNB, dispuse sub form de plase i carcase sudate.

Armarea n cmp a panourilor de perete se va face cu respectarea prevederilor referitoare la diafragmele din beton monolit.

Zonele de contur ale panoului i a golurilor de ui i ferestre se vor arma suplimentar cu bare izolate sau carcase sudate, iar zonele de col se armeaz suplimentar cu bare nclinate, n vederea reducerii fisurilor provenite n special din manipularea panourilor.

Riglele de cuplare se vor arma cu respectarea prevederilor de la structurile monolite.

Panourile de planeu vor avea dimensiunile n plan corelate cu condiiile de rezemare pe contur i cu limitele maxime impuse de gabaritul mijloacelor de transport i a utilajelor de ridicat.

Grosimea panoului de planeu i cantitatea de armtur se determin din condiiile de rezisten i rigiditate.

Grosimea minim a panourilor de planeu va fi de 120 mm.Armarea panourilor de planeu se face cu bare de oel beton PC52,

PC60, OB37 i STNB dispuse sub form de plase i carcase sudate.

30

Infrastructura cldirilor din panouri mari se realizeaz n mod curent cu subsol general, avnd urmtoarea alctuire:

fundaii continue din beton simplu, clasa minim C4/8 i o centur-cuzinet din beton armat monolit;

pereii de subsol realizai din beton armat monolit avnd grosimea minim 20 cm, clasa betonului cel puin C10/12 sau din panouri mari prefabricate cu grosimea minim 16 cm, clasa minim a betonului C15/20;

planeele peste subsol realizate din panouri mari prefabricate.

5.3. mbinrile dintre panourile mari prefabricate

Dup poziia i rolul mbinrilor n cadrul structurilor de cldiri din panouri mari prefabricate, se disting:

mbinri verticale ce asigur legtura ntre panourile prefabricate adiacente, ntre panourile prefabricate i bulbi, etc.;

mbinri orizontale, realizate sub forma unor centuri continue, care asigur legtura ntre panourile de perei i panourile de planeu.

La alctuirea mbinrilor dintre panouri se vor avea n vedere urmtoarele elemente:

comportarea n domeniul elastic la solicitarea de lunecare; transmiterea forelor de compresiune ntre panouri prin

intermediul betonului de monolitizare; transmiterea forelor de ntindere dintre panouri prin

intermediul armturilor nndite prin sudur sau suprapunere fr sudur;

transmiterea forelor de lunecare ntre panouri prin alveole, praguri, armturi ce traverseaz mbinarea i care sunt ancorate n mod corespunztor;

transmiterea uniform a eforturilor unitare normale i tangeniale, evitndu-se concentrri de eforturi;

asigurarea spaiilor adecvate montrii i nndirii armturilor i a turnrii i compactrii corespunztoare a betonului.

mbinrile verticale dintre panouri sunt asigurate prin intermediul profilaturii sub form de dini a panourilor i a armturilor din zona mbinrii.

31

Se recomand un anumit raport ntre dimensiunile dinilor i un anumit unghi de nclinare, iar lungimea total a seciunilor de forfecare a dinilor s reprezinte cel puin jumtate din nlimea panoului.

Mustile orizontale din zona mbinrii pot fi realizate sub form de bare drepte, nndite prin sudur, sau sub form de bucle nndite prin suprapunere.

Numrul minim al mustilor pe nlimea unui panou de perete va fi de 5.

mbinrile verticale vor fi alctuite dup regulile interseciilor de perei, cu dispunerea de etrieri suplimentari ntre bucle, diametrul minim al etrierilor este 6 mm, iar distana maxim dintre etrieri este 10d.

mbinrile orizontale dintre panouri se realizeaz sub forma unei centuri continue, avnd grosimea egal cu cea a panoului de planeu.

Feele superioare i inferioare ale panourilor de perei vor fi amprentate (sub form de alveole) sau cu rugozitate sporit, iar feele laterale ale panourilor de planeu vor avea o nclinare fa de vertical de cca. 100.

Rezemarea panourilor de perete pe mbinarea orizontal se poate realiza:

- pe un strat de mortar vrtos de (1520) mm grosime;- pe betonul din centur, turnat dup montarea pereilor de

deasupra.

Armtura longitudinal din centur va fi constituit din cel puin dou bare, iar cea transversal este constituit din mustile, de regul sub form de bucle din planeu, cu dispunere dup caz i a etrierilor suplimentari avnd diametrul minim 6 mm.

Armturile verticale din panourile de perei, cu rol de ancorare, precum i armturile (din panouri) pentru preluarea eforturilor de ntindere din ncovoiere vor avea diametrul minim de 14 mm.





5. D. MARUSCIAC Construcii civile, Editura Tehnic, Bucureti 1998.

32


5. CLDIRI CU STRUCTURI DIN PANOURI MARI PREFABRICATE5.4. Aspecte privind calculul structurilor din panouri mari

5.4.1. Verificarea seciunii panourilor mari de perei5.5. Verificarea mbinrilor

5.4. Aspecte privind calculul structurilor din panouri mari

Etapele de calcul a structurilor din panouri mari sunt identice structurilor cu diafragme din beton armat monolit.

Pentru a ine cont de comportarea diferit a unei structuri din panouri mari fa de o structur pe diafragme din beton armat realizat monolit, solicitrile de calcul ce stau la baza determinrii eforturilor, vor fi multiplicate cu un coeficient de comportare c avnd valorile:

- c = 1,00 pentru elemente fr rupere casant (planee i buiandrugi) la aciunea ncrcrilor orizontale;

- c = 1,2 pentru elemente cu pericol de rupere casant (panouri verticale, mbinri verticale i orizontale, planee solicitate n planul lor, etc.

Schema static de lucru a diafragmelor din panouri mari prefabricate poate fi constituit sub form de.

console independente ncastrate la nivelul fundaiilor, fig. 1a;

console complexe ncastrate la nivelul fundaiilor, fig. 1b, c.

Se trece la scar mrit fg. 8.68, pg. 302, Construcii civile, D. Maruniac

Fig. 1. Scheme de calcul a diafragmelor din panouri mari

34

a console independente;b, c console complexe.

Cnd nu se poate conta pe rezistena mecanic a mbinrii verticale dintre panouri la aciunea ncrcrilor orizontale se consider c panourile prefabricate ce constituie diafragma lucreaz ca nite console independente ncastrate n fundaie.

Cnd rezistena mecanic a mbinrilor verticale dintre panouri la aciunea ncrcrilor orizontale este suficient de mare, se ia n considerare conlucrarea dintre panouri rezultnd console complexe ncastrate n fundaie.

mbinarea vertical ntre consolele elementare ce alctuiesc consola complex poate fi realizat discontinuu (de regul la nivelul planeelor) sau continuu (pe toat nlimea liniei de contact).

Pe baza eforturilor secionale stabilite ntr-o etap de calcul anterioar, se determin eforturile unitare n seciunile caracteristice la care se face verificarea panourilor i a mbinrilor.

5.4.1. Verificarea panourilor mari de perei

Verificarea seciunii panourilor mari de perei se face la eforturile secionale maxime N, M, T, fig. 2, la solicitrile de:

compresiune cu flambaj; forfecare.

Se trece la scar mrit fg. 8.79, pg. 308, Construcii civile, D. Maruniac.

Fig. 2. Eforturi secionale i unitare ntr-o diafragm din beton armat

a. Verificarea panourilor la compresiune cu flambajVerificarea zonei comprimate a unei diafragme din panouri se face

pe o fie de lime unitar (1 m), fig. 2, a crei poziie se alege n funcie de forma seciunii transversale i raportul nlime/lungime, cu relaia:

cmed lim (1)n care:

c coeficient de comportare;med efortul unitar normal la mijlocul fiei de lime unitar,

care se determin pentru solicitarea de compresiune cu ajutorul relaiei:

(2)unde:

35

,I

My

AN

nn

=

N, M efortul axial, respectiv momentul ncovoietor determinat pentru ipoteza cea mai defavorabil de ncrcare;

An, In aria net, respectiv momentul de inerie net al diafragmei;

y distana ce determin poziia mijlocului fiei de lungime unitar fa de centrul de greutate a seciunii transversale a diafragmei.

lim efortul unitar normal limit al seciunii diafragmei

determinat cu relaia:lim = .R c, (3)

unde: cvoeficient de flambaj;

Rc rezistena de calcul la compresiune a betonului

b. Verificarea panourilor la for tietoareFora tietoare de calcul Q(T) majorat cu coeficientul de

comportare n ipoteza cea mai defavorabil nu trebuie s depeasc capacitatea portant limit la for tietoare a diafragme.

Fora tietoare de calcul trebuie s fie preluat de seciunea de beton a diafragmei i de armturile orizontale din diafragm pe nlimea unui etaj, inclusiv armturile din centur, care intersecteaz fisura nclinat.

Relaia de verificare la for tietoare a panoului de perete este de forma:

Q(T) Q(T)lim (4)n care:

- coeficient de comportare; Q(T) fora tietoare de calcul n ipoteza cea mai defavorabil; Q(T)lim capacitatea de rezisten a diafragmei la for tietoare,

care se determin pe baza relaiei:(5)

unde: h nlimea seciunii transversale a diafragmei; He nlimea nivelului ntre axele planeelor; Aa aria armturilor orizontale di diafragm pe

nlimea nivelului considerat, inclusiv aria armturilor din centur;

b grosimea diafragme; Ra rezistena de calcul a armturii; Rt - rezistena de calcul la ntindere a betonului din

diafragm.

5.5. Verificarea mbinrilor

36

( )c

( )c( )c

( ) ( ),3,00,8AHh

TQ ae

lim eta HRhbR +=

Verificrile care se fac asupra mbinrilor dintre panouri sunt dup cum urmeaz:

pentru mbinrile orizontale

- verificarea compresiunii la extremitile panou-lui n contact cu mbi-narea orizontal

- verificarea de preluare a eforturilor unitare normale de ntindere de armturile verticale

- verificarea la lunecare n lungul rosturilor orizontale cu subbeto-nare.

pentru mbinrile verticale verificarea la lunecare n lungul rostului.

Verificarea compresiunii la extremitile panoului n contact cu mbinarea orizontal se face cu ajutorul relaiei:

s .R c (6)n care:

- coeficient de comportare; efortul unitar normal maxim de compresiune; coeficient de corecie n funcie de modul de rezemare a

panourilor de planeu i alctuirea centurii;Rc rezistena la compresiune a betonului din diafragm.

Verificarea prelurii eforturilor unitare normale de ntindere de armturile verticale, conduce la determinarea ariei seciunii de armtur vertical din panouri i mbinri.

Relaia de verificare este de forma: V Aav.Ra (7)

de unde:

(8)n care:

- coeficient de comportare;V - volumul eforturilor unitare normale de ntindere;Aav aria armturilor verticale din panouri i din mbinri care

particip la preluarea eforturilor unitare normale de ntindere;

Ra rezistena de calcul a armturii.

37

( )c

( )c

( )c

( ),

RVc

Aa

av

=

( )c

Verificarea la lunecare n lungul rostului orizontal cu subbetonare se face pe ansamblul mbinrii, att la partea superioar ct i inferioar a centurii, cu ajutorul relaiei:

L0 L0.lim, (9)n care:

- coeficient de comportare;L0 efortul total de lunecare pe ansamblul mbinrii orizontale,

determinat cu relaia:L0 = At.b, (10)

unde:A - aria eforturilor unitare tangeniale, conform fig. 3;b grosimea diafragmei;L0.lim efortul total limit de lunecare n lungul rostului

orizontal, determinat pe baza relaiei:

(11)n care:

Rc rezistena la compresiune a betonului din panouri;n numrul de alveole pe lungimea d a unui panou, fig.

4;a, c limea i adncimea alveolei, fig. 4;h nlimea seciunii transversale a diafragmei;Aa aria armturii verticale dintre panouri i stlpiori,

fr armtura utilizat la preluarea eforturilor unitare de ntindere.

Verificarea la lunecare n lungul rostului vertical, are n vedere formarea bielelor de compresiune, fig. 5, iar capacitatea de rezisten a mbinrii este dat de capacitatea de rezisten a bielelor de compresiune, de capacitatea de rezisten a betonului din centur i a armturilor orizontale pe nlimea unui etaj.

Matematic relaia de verificare se scrie sub forma: Le Le.lim (12)

n care:

38

( )c( )c

, R0,8A c.a.h R L a'ac0.lim += d

n

Se trece fg 8.82 pg 311Construcii civ. D. Maruniac

Se trece fg 8.84 pg 312Construcii civ. D. Maruniac

Fig. 3. Variaia eforturilorunitare normale i tangenialepe nlimea seciunii transversale a diafragmei

Fig. 4. mbinarea orizontalCu subbetonarea seciune transversalb seciune longitudinal

( )c( )c

- coeficient de comportare;Le efortul total de lunecare n lungul rostului vertical;Le.lim efortul total limit de lunecare, determinat cu ajutorul

relaiei:

(13)unde:

Rc, Rt rezistena de calcul a betonului la compresiune, respectiv la ntindere;

a limea minim a alveolelor; coeficient de lunecare funcie de forma profilaiei laterale

a panourilor;He nlimea unui nivel ntre axele planeelor;Acent aria centurii;Aa aria armturilor orizontale din mbinare i aria armturilor

longitudinale din centur;Ra rezistena de calcul a armturilor.

Se trece la scar mrit fg. 8.85, pg. 312, Constr. Civ., D Maruniac

Fig. 5. Comportarea mbinrii verticale sub aciunea ncrcrilor laterale







39

, R0,8A 0,6A 2.H

R L a'acent

ec0.lim ++

= tRa

6. CLDIRI CU STRUCTURA N CADRE DIN BETON ARMAT6.1. Alctuirea structural. Dispunerea stlpilor i

riglelor. Structuri cu stlpi lamelari6.2. Structuri n cadre de beton armat. Alctuirea

planeelor.

6.1. Alctuirea structural. Dispunerea stlpilor i riglelor. Structuri cu stlpi lamelari

Structurile n cadre sunt alctuite dintr-un sistem spaial de bare verticale (stlpi) i orizontale (rigle), mbinate rigid n noduri, capabile s preia i s transmit terenului de fundare, n condiii bune de rezisten, stabilitate i deformabilitate, toate ncrcrile verticale i orizontale.

Deoarece ncrcrile orizontale pot aciona pe orice direcie, dispunerea n plan a cadrelor se face n mod obinuit dup dou direcii perpendiculare, rezultnd astfel cadre transversale i cadre longitudinale.

n mod frecvent calculul cadrelor se face dup o singur direcie, respectiv dup direcia transversal (cu deschidere mai mare), iar pe cealalt direcie se fac numai rigidizri i verificri.

Dac deschiderile cadrelor i solicitrile sunt mari dup ambele direcii, este recomandat a se face un calcul spaial.

Din punct de vedere static, sistemul structural n cadre nu reprezint cea mai bun soluie de alctuire structural, deoarece poligonul funicular al ncrcrilor este ndeprtat de fibra medie a barelor, rezultnd astfel momente ncovoietoare mari , fapt ce conduce la soluii costisitoare de alctuire.

Din punct de vedere al ductilitii, respectiv al capacitii de deformare n domeniul portelastic, structurile n cadre prezint ductilitate ridicat comparativ cu structurile n diafragme.

Structurile n cadre sunt avantajoase i din punct de vedere al utilizrii spaiului, asigurnd o flexibilitate ridicat a partierului cldirii.

Din acest considerent, structurile n cadre au cptat o larg utilizare n cadrul cldirilor social-culturale, administrative i de locuit multietajate.

Dispunerea n plan a cadrelor are n general un caracter regulat, impus de cerine de ordin funcional, de rezisten, rigiditate i stabilitate, de alctuire a planeelor i de cerine de ordin tehnologic.

Rezult astfel dispunerea cadrelor transversale la distane cuprinse n mod uzual ntre 3,6...4,5(6) m, iar deschiderea cadrelor transversale cuprinse ntre 6,0 m...7,5 m.

Dimensiunile elementelor componente ale cadrelor (rigle, stlpi) determin n afara ncrcrilor, distribuia eforturilor secionale i n special a momentelor ncovoietoare n barele cadrelor.

40

Astfel, raportul ntre rigiditatea riglelor (Kr) i rigiditatea stlpilor (Ks), determin n mod hotrtor distribuia momentelor ncovoietoare ntre barele cadrelor.

Creterea raportului ntre rigiditatea riglelor i a stlpilor (Kr/Ks = mare), respectiv creterea rigiditii riglelor, determin creterea momentelor ncovoietoare pozitive n rigle i scderea momentelor ncovoietoare negative n stlpii de cadru i invers.

Sistemele structurale n cadre pot fi alctuite din punct de vedere al rigiditilor:

cu stlpi mai rigizi comparativ cu riglele; cu stlpi i rigle de rigiditi apropiate.

Pentru a asigura o conformare antiseismic ct mai bun se impune alctuirea unui sistem structural la care deformaiile mari s fie orientate spre rigle, respectiv cu stlpi mai rigizi n comparaia cu riglele, deoarece riglele care sunt solicitate la ncovoiere prezint o ductilitate bun fa de stlpi care sunt solicitai la compresiune excentric i prezint o ductilitate mai redus.

n mod curent stlpii cadrelor au seciunea transversal de form dreptunghiular sau ptrat, putndu-se ns adopta i forme compuse obinute cu ajutorul stlpilor lamelari.

n cel din urm caz se obin rigiditi sporite ale stlpilor dup ambele direcii, asigurnd astfel o comportare favorabil a structurilor n cadre la aciunea seismic.

6.2. Structuri n cadre de beton armat. Alctuirea planeelor.

Structurile n cadre de beton armat pot fi realizate: integral monolite; integral prefabricate; parial prefabricate.

Structurile din cadre de beton armat monolit asigur o legtur bun ntre elementele componente stlpi - rigle, obinnd noduri rigide, cu o comportare bun la aciunea ncrcrilor verticale i orizontale i condiii favorabile de ductilizare a structurii.

Structurile din cadre integral prefabricate se obin din punct de vedere al alctuirii ntr-o varietate mare de tipuri constructive, astfel:

structuri alctuite din stlpi i rigle fragmentate pe nlimea unui nivel, cu mbinarea acestora n noduri sau n afara nodurilor, fig. 1.

41

Se trece la scar mrit fg. 5.3a, b, pg 335, Proiect. Struct. Etajate pt constr civile, D. Marusciac, M. Dumitra, H. Andreica, etc.

a b

Fig. 1. Sisteme de cadre prefabricate cu fragmentarea elementelor pe nlimea unui nivel

a cu mbinare rigle stlpi n noduri;b - cu mbinare rigle stlpi n afara nodurilor;

structuri cu stlpi continui pe dou sau mai multe niveluri, cu mbinarea riglelor la faa stlpilor sau pe console scurte, fig. 2.

Se trece la scar mrit fg. 5.4a, b pg 335, Proiect st ret pr constr civ, D. Marusciac, M. Dumitra, H. Andreica etc.

a b

Fig. 2. Sisteme de cadre prefabricate cu stlpi continui pe dou sau mai multe niveluri

a cu mbinarea riglelor la faa stlpilor;b - cu mbinarea riglelor pe console scurte

structuri alctuite din elemente prefabricate de dimensiuni mari, avnd forme de T, L, H, etc., fig. 3.

Se trece fg 5.5a,b,c, pg 335, Pr st ret...

a b c

Fig. 3. Structuri de cadre alctuite din elemente prefabricate de dimensiuni maria cu fragmentare n form de L, T;b - cu fragmentare n forme diverse;c - cu fragmentare n form de H.

Structurile din cadre parial prefabricate se pot obine n urmtoarele variante:

structuri alctuite din rigle prefabricate i stlpi turnai monolit, fig. 4.

Se trece la scar mrit fg 5.7, pg 336, Pr str etaj....

a b

42

Fig. 4. Structuri n cadre alctuite din rigle prefabricate i stlpi monolii

1. stlp monolit;2. rigl prefabricat;3. rigl monolit;4. planeu prefabricat;5,6. armtur de continuitate;7.suprabetonare pentru rigla prefabricat.

structuri alctuite din stlpi monolii i rigle parial prefabricate avnd seciunea n form de U, care ndeplinete rolul de cofraj pentru betonarea miezului dup montarea armturii;

structuri alctuite din stlpi parial prefabricai, cu rol de cofraj pentru betonarea miezului i element de susineri pentru riglele prefabricate, fig. 5.

Se trece fg. 5.8, pg. 336, Proiect, str......

Fig. 5. Elementele componente ale unei structuri alctuite din stlpi parial prefabricai i rigle prefabricate

1. stlp prefabricat parial;2. rigl prefabricat;3. carcas de armtur pentru stlpi;4. armtur de continuitate pentru rigle.

mbinrile la structurile prefabricate se pot realiza n urmtoarele moduri:

mbinri umede realizate prin betonare; mbinri uscate realizate prin sudur sau cu ajutorul buloanelor; mbinri prin precomprimare realizate cu ajutorul fasciculelor drepte sau curbe; mbinri cu adezivi, bazate n general pe utilizarea rinilor epoxidice.

Planeele asigur legtura continu ntre cadre la nivelul riglelor, iar prin alctuire trebuie s constituie o aib rigid capabil s asigure conlucrarea cadrelor n procesul de preluare i transmitere a ncrcrilor orizontale.

Dup modul de realizare planeele pot fi:- monolite;- prefabricate.

43







6. CLDIRI CU STRUCTURA N CADRE DIN BETON ARMAT6.3. Infrastructura6.4. Calculul cadrelor la aciuni gravitaionale.

Predimensionarea stlpilor i riglelor

6.3. Infrastructura cldirilor cu structura din cadre din beton armat

Infrastructura unei cldiri este reprezentat de ansamblul fundaiilor mpreun (dup caz) cu pereii subsolului i planeul peste subsol.

Infrastructura trebuie alctuit astfel nct aceasta s constituie un sistem spaial rigid capabil s preia i s transmit terenului de fundare n condiii bune de rezisten, stabilitate i deformabilitate ncrcrile verticale i orizontale.

Infrastructura se proiecteaz n general astfel nct s fie solicitat n domeniul elastic de comportare.

Se admite ns n cazul aciunii seismice severe, proiectarea mecanismului de plastificare a structurii cu dezvoltarea de articulaii plastice i n substructur (pereii subsolului).

n acest caz se vor lua msuri care s asigure o comportare ductil a substructurii i posibilitatea de acces pentru eventuale intervenii postseismice.

6.4. Calculul cadrelor la aciuni gravitaionale. Predimensionarea stlpilor i riglelor

44

Structurile n cadre reprezint sisteme static nedeterminate pentru care ecuaiile de echilibru static nu sunt suficiente pentru determinarea reaciunilor i a eforturilor secionale.

Pentru rezolvare este necesar completarea ecuaiilor de echilibru static cu ecuaii suplimentare de echilibru elastic obinute pe baza deformaiilor sistemului sub aciunea ncrcrilor i a relaiilor de legtur dintre ncrcri i deformaiile aferente.

n mod frecvent scrierea i rezolvarea sistemelor de ecuaii de echilibru static i elastic se face cu ajutorul a dou metode fundamentale:

metoda forelor; metoda deplsrilor.

Metoda forelor const n transformarea sistemului static nedeterminat ntr-un sistem de baz static determinat pe care acioneaz att ncrcrile exterioare date, ct i cele rezultate prin suprimarea legturilor suplimentare i nlocuirea acestora cu forele de legtur corespunztoare.

Pe sistemul de baz astfel construit se scriu ecuaiile de echilibru static i cele de echilibru elastic care constau n condiii de anulare a deformaiilor dup direciile de aciune a reaciunilor sau eforturilor necunoscute.

Ecuaiile de condiie sunt de forma:

ijXj + ip = 0 (1)n care:

Xj necunoscute sub form de eforturi;ij coeficient cu semnificaia unei deplasri sau rotiri n

seciunea i atunci cnd n seciunea j acioneaz un efort unitar;

ip coeficient cu semnificaia unei deplasri sau rotiri n seciunea i produse de ncrcrile exterioare.

Metoda deplasrilor const n nlocuirea sistemului static nedeterminat cu un sistem de baz la care toate nodurile sunt blocate.

Pe sistemul de baz astfel alctuit, cu toate barele dublu ncastrate prin ncrcri se neleg n mod convenional deformaiile nodurilor (rotiri i deplasri).

Ca urmare a rotirilor i a deplasrilor nodurilor apar la capetele barelor momente ncovoietoare i fore tietoare.

Ecuaiile de condiie n aceast metod impun ca nodurile sistemului s fie n echilibru.

Matematic ecuaiile de condiie se scriu sub forma:r ijYj + ri0 = 0

n care:

45

Yj reprezint necunoscutele sub form de deformaii;rij coeficieni sub form de eforturi produse de deformaii

unitare y = 1;ri0 coeficieni sub form de eforturi produse de ncrcrile

exterioare.

6.4. Calculul cadrelor la aciuni gravitaionale. Predimensionarea stlpilor i a riglelor

La structurile n cadre transmiterea ncrcrilor se face indirect prin intermediul riglelor solicitate la ncovoiere cu fora tietoare i a stlpilor solicitai la compresiune excentric.

ncrcrile gravitaionale se transmit riglelor prin intermediul planeelor dup regula suprafeelor aferente.

Calculul eforturilor secionale n barele cadrelor se poate face prin metode exacte sau aproximative.

Metodele exacte de calcul se refer la: metoda forelor; metoda deplasrilor.

Metodele aproximative se folosesc la predimensionarea elementelor de cadre (rigle, stlpi) i constau n determinarea momentelor ncovoietoare n riglele cadrelor dup care se stabilesc cele din stlpi n funcie de momentele din rigle, proporional cu rigiditile lor, succesiunea operaiilor fiind urmtoarea:

stabilirea ncrcrilor echivalente uniform distribuite pe rigle avnd n vedere schemele de ncrcare adoptate; determinarea punctelor de moment nul pe rigle, care sunt situate pentru cadrele cu deschideri egale la optimile deschiderilor marginale i la sferturile deschiderilor centrale: determinarea valorilor momentelor ncovoietoare pe rigle, conform diagramei din fig. 1; determinarea valorilor momentelor ncovoietoare din stlpi, prin distribuirea momentului rezultant din capetele riglelor ce concur n nod, proporional cu rigiditatea stlpilor; calculul de predimensionare a stlpilor i riglelor de cadru.

Se trece fg 5.12a,b,c pg 341, Proiect str.....

a c

46

bFig. 1. Schema static de calcul i diagrama de momente ncovoietoare n metoda aproximativa schema static de calcul;b diagrama de momente ncovoietoare pe rigle;c echilibrul nodului marginal.






47


6. CLDIRI CU STRUCTURA N CADRE DIN BETON ARMAT

48

6.5. Calculul cadrelor la aciuni orizontale6.6. Calculul cadrelor la aciunea simultan a

ncrcrilor verticale i orizontale

Sub aciunea ncrcrilor orizontale cadrele cu noduri rigide prezint o deformare caracteristic solicitrii de lunecare pentru care deplasarea relativ de nivel j este proporional cu fora tietoare de nivel, Tj.

ncrcrile orizontale din vnt sau seism se consider aplicate n noduri (la nivelul planeelor), iar distribuirea ctre cadrele componente ale structurii se face prin intermediul planeelor, n funcie de rigiditatea acestora la deplasri laterale.

Conceptul de rigiditate relativ de nivel, Kj, este utilizat n proiectarea curent i este definit prin raportul dintre fora tietoare de nivel Tj i deplasarea relativ j nregistrat la nivelul respectiv.

(1)

n mod simplificat rigiditatea relativ de nivel poate fi considerat ca fiind fora orizontal aplicat la nivelul curent j, care determin o deplasare ntre nivelul i i j, denumit deplasare relativ, egal cu unitatea; j = 1, fig. 1.

Fig. 1. Semnificaia rigiditii relative de nivel

Rigiditatea relativ de nivel a unui cadru, respectiv a ansamblului structurii rezult prin nsumarea la nivelul respectiv a rigiditilor relative de nivel ele tuturor stlpilor de la nivelul respectiv, care alctuiesc cadrul sau structura.

Astfel, rigiditatea relativ de nivel a unui stlp curent din irul m, cuprins ntre nivelurile i i j, se determin cu relaia:

, (2) unde:- factor de corecie care are n vedere influena rotirii

nodurilor, datorit flexibilitii stlpilor de la nivelurile adiacente celui considerat n calcul i care se determin n funcie de rigiditile efective ale stlpilor;

- rigiditatea stlpului m, la translaia nodurilor, fr rotire, considernd c riglele au rigiditate foarte mare (Ir = ) i se determin cu relaia:

, (3)n care:

Ij,i- momentul de inerie al stlpului situat ntre nivelele j, i;

49

[ ]KN/cm j

jjK

=

( ) ( ) ( )mij

mij

mij KK ,,, =

( )mij ,

( )mijK ,

( )( )

3,

,,

12

ij

mijm

ij HEI

K =

Hj,i nlimea stlpului la nivelul considerat.

Calculul structurilor n cadre la seciunea ncrcrilor orizontale se poate face prin:

metode exacte; metode aproximative.

n categoria metodelor exacte intr cele cunoscute din statica construciilor, n mod frecvent fiind utilizat metoda deplasrilor, aplicnd procedeul Haller-Kranl sau Csonka, care asigur o iteraie rapid.

Calculul structurilor n cadre prin metode exacte este ns destul de dificil i convenional n acelai timp datorit ipotezelor simplificatoare care se iau n considerare la stabilirea datelor iniiale ale ncrcrilor, considerent pentru care n proiectarea curent se utilizeaz cu rezultate satisfctoare metodele simplificatoare de calcul.

O prim metod de calcul simplificat al structurilor n cadre se bazeaz pe faptul c ncrcrile orizontale se consider aplicate la nivelul planeelor, astfel nct fore tietoare T este constant pe nlimea etajului, iar diagrama momentului ncovoietor are variaie liniar, asemenea diagramei de moment ncovoietor pentru stlp ncastrat la capete i acionat la partea superioar de fora tietoare Tj care determin o deplasare relativ j, fig. 2.

n aceast metod simplificatoare se admite c punctul de moment nul este la jumtatea nlimii etajului (He/2).

Aciunea ncrcrilor orizontale determin n orice seciune caracteristic a cadrului un moment de rsturnare Mj, echilibrat de momentul eforturilor axiale din stlpi.

n acelai mod este echilibrat i momentul exterior M0 de la baza structurii.

Se trece mrit fg 5.16, pg 344 Priect str. et...

a b

Fig. 2. Ilustrarea metodei simplificatoare de calcula schema static; b diagrama de eforturi secionale.

Valorile momentelor ncovoietoare de pe capetele riglelor se determin prin distribuirea momentului ncovoietor rezultant de pe capetele stlpilor ce concur n nodul respectiv, proporional cu rigiditatea la ncovoiere a acestora.

Alte metode simplificatoare de calcul se bazeaz pe localizarea punctelor de moment nul pe nlimea etajelor, astfel:

50

metoda localizrii directe a poziiei punctelor de inflexiune,

metoda stabilirii prin calcul a poziiei punctelor de inflexiune.

Metoda localizrii directe a poziiei punctelor de inflexiune se bazeaz pe faptul c fibra medie deformat a barelor unui cadru etajat prezint sub aciunea ncrcrilor orizontale puncte de inflexiune situate pentru stlpii primului nivel la 2/3 din nlimea (2He/3), iar pentru celelalte niveluri la jumtate (He/2) i pentru rigle la jumtatea deschiderii acestora, fig. 3.

Se trece la scar mrit fg. 5.17, pg. 344, Proiect str......

Fig. 3. Schematizarea metodei de localizare direct a poziiei punctelor de inflexiune

Urmrind schematizarea din fig. 3 rezult ca valorile momentelor ncovoietoare i a forelor tietoare n stlpii cadrului au expresiile:

pentru primul nivel: pentru stlpul de pe irul (1):

pentru stlpul de pe irul (2):

pentru nivelurile superioare: pentru stlpul de pe irul (1):

pentru stlpul de pe irul (2):

51

( )( )

( ) (5) 31

M

(6) T (4) ;32

011

0101

0

10

01001

10

101

hT

KK

ThTM

=

==

( )( )

( ) (8) 31

M

(9) T (7) ;32

012

02

01

0

20

02001

20

201

hT

KK

ThTM

=

==

( ) ( ) ( )

( )( )

(11) ;T

(10) ; 2

11

j

111

j

jj

ijjjiij

KK

T

hTMM

=

==

( ) ( ) ( )

( )( )

(13) ;T

(12) ; 2

22

j

222

j

jj

ijjjiij

KK

T

hTMM

=

==

Momentele ncovoietoare de pe capetele riglelor rezult prin distribuirea momentului ncovoietor rezultant din fiecare nod, proporional cu rigiditatea la ncovoiere a riglelor care concur n nodul respectiv.

Momentele ncovoietoare din stlpii marginali se corecteaz cu coeficieni subunitari c = 0,8...0,9, deoarece prin aceast metod momentele ncovoietoare din stlpii marginali rezult mai mari dect n stlpii centrali.

O variant a acestei metode, propus de Bawman, recomand stabilirea n mod difereniat a punctelor de inflexiune, conform figurii 4.

Se trece fg 5.18 pg 345 Proiect.....

Fig. 4. Poziia punctelor de inflexiune n metoda Bawman

Metoda stabilirii prin calcul a poziiei punctelor de inflexiune denumit i metoda K. Muto are la baz rigiditatea barelor (stlpi, rigle) care caracterizeaz deformabilitatea structurii la fiecare nivel.

Astfel, pentru un stlp de la nivelul j, poziia punctului de inflexiune msurat de la baza stlpului se determin cu relaia:

a = H st = H e (14)unde:

- coeficient ce caracterizeaz rigiditatea elementelor adiacente stlpului considerat;

Hst nlimea stlpului ce este egal cu nlimea etajului He.

6.6. Calculul cadrelor la aciunea simultan a ncrcrilor verticale i orizontale

Eforturile secionale rezultante M, N, T la un nivel oarecare a unei structuri n cadre solicitate la aciunea simultan a ncrcrilor verticale i orizontale se determin prin nsumarea eforturilor secionale aferente celor dou aciuni n gruparea de ncrcri fundamental sau special.

n cazul cldirilor situate n zone seismice sau dac structura prezint o nesimetrie geometric pronunat, se va ine seama la determinarea eforturilor secionale totale i de efectul momentului de torsiune general.

6.7. Alctuirea i dimensionarea cadrelor

n procesul de proiectare a structurilor n cadre din beton armat, dimensiunile seciunilor de beton i cantitatea de armtur se vor determina pe baza calculului de rezisten, cu respectarea prevederilor cuprinse n publicaiile tehnice de profil cu privire la cerinele de

52

rigiditate, procente minime de armare, diametre minime, distane minime, maxime ntre armturi, etc.






53


7. CLDIRI CU STRUCTURA N CADRE I DIAFRAGME7.1. Consideraii generale. Alctuire constructiv7.2. Tipuri caracteristice de structuri mixte7.3. Conlucrarea cadrelor cu diafragmele

7.1. Consideraii generale. Alctuire constructiv

54

Cldirile cu structura de rezisten din perei portani prezint o rigiditate bun la aciunea forelor orizontale spre deosebire de cldirile cu structura n cadre pentru care sporirea nlimii necesit elemente speciale de contravntuire de tipul unor diafragme dispuse n mod izolat sau n grup.

Din aceste considerente, realizarea unor cldiri avnd structura de rezisten n diafragme i cadre din beton armat sau prin adoptarea unor forme structurale speciale se urmrete valorificarea avantajelor oferite de sistemele componente n scopul obinerii unor performane de ordin tehnic i economic superioare.

Structurile mixte rezult prin asocierea cadrelor cu diafragme dispuse izolat sau grupate sub forma unor nuclee rigide.

Prin alctuirea structurilor mixte se urmrete meninerea flexibilitii funcionale conferit de structurile n cadre pe de o parte cu asigurarea condiiilor de rezisten i rigiditate la aciunea ncrcrilor orizontale prin prezena diafragmelor dispuse n mod special n acest scop pe de alt parte.

Din categoria structurilor mixte i speciale utilizate n alctuirea cldirilor civile multi etajate fac parte:

structurile mixte din cadre i diafragme; structurile n cadre cu nuclee de rigidizare; structurile tubulare.

7.2. Tipuri caracteristice de structuri mixte

Dup modul de amplasare i de grupare a diafragmelor structurile mixte se clasific n urmtoarele tipuri:

structuri mixte cu diafragme izolate; structuri mixte cu diafragme grupate sub forma unor nuclee rigide.

Amplasarea diafragmelor n cadrul cldirilor cu structur mixt este condiionat n mod hotrtor din cerine de ordin funcional.

Structurile mixte cu diafragme izolate se obin prin dispunerea n fundaie de destinaie i cerine funcionale a diafragmelor pe poziia unor compartimentri definitive ce strbat toat nlimea cldirii, fig. 1.

Se trece fg 11.10 pg 401 Constr. Civ...

a b

Fig. 1. Structuri mixte cu diafragme izolate

55

a cldire de tip bar;b - cldire de tip punct.

Structurile mixte cu nucleu rigid rezult prin gruparea diafragmelor n nuclee rigide cu rol de preluare a unei pri din ncrcrile verticale i majoritatea sau n totalitate a ncrcrilor orizontale.

n general pereii nucleului rigid delimiteaz spaiul ocupat de elementele de circulaie pe vertical (scri, ascensoare), tuburi de gunoi, etc., conform figurii nr. 2.

Fg 11.11 pg 401, Constr civ......

Fig. 2. Structur mixt cu dou nuclee rigide

7.3. Conlucrarea cadrelor cu diafragmele

Structurile de rezisten formate din cadre i diafragme sunt obligate prin intermediul planeelor, ca aibe orizontale rigide, s se deformeze identic sub aciunea ncrcrilor orizontale, fig. 3.

Fg 11.1, pg 390, Constr civ....

a b c

Fig. 3. Comportarea unor structuri la sarcini orizontalea structur n diafragme;b structur n cadre;c structur mixt (cadre i diafragme).

Conlucrarea cadrelor cu diafragmele conduce la obine

curs nr1 14 buiandrugi, centuri

Documents