UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GHEORGHE ASACHI”

FACULTATEA DE CONSTRUCŢII, IAŞI

PROIECT

Construcţii din beton armat

Student:

Tema proiectului

Să se proiecteze o structură din beton armat cu următoarele caracteristici:

- Destinaţia : clădire de birouri- Amplasament : zona 2 Cluj Napoca- Structura de rezistenţă: Cadre din beton-armat- Pereţi despărţitori: BCA- Sistemul de fundare: grinzi sub stâlpi- Regimul de înălţime: P+3E- Înălţimea etajelor: 3m- Dimensiuni în plan: 3 deschideri şi 3 travei, L = 4+0,05N (m); L= 5,10 m

N= 22; numărul de ordine

Schemă dispunere elemente:

2

1. Predimensionarea structurii şi calculul încărcărilor1.1. Încărcări permanente ( P )1.1.1. Încărcări la nivelul terasei

Greutatea planşeului:

gp=hp*γba(KN/m2) gp=0,15*25=3,75(KN/m2)

γba= 25 (KN/m3)

hp= 0,15 m ( izolare fonică )

Greutate grizilor

gg=bg*hg*γba (KN/m) gg=0,55*0,3*25=4,125(KN/m)

hg= hg= = 0,55 m

bg= 0,3 m

Greutatea termoizolaţiei

gth=0,65 (KN/m2);

Greutatea aticului

ga= ba* ha* γbca (KN/m) ga=0,2*1*8=1,6(KN/m)

γbca =8 (KN/m3);

ha=1 m; ba= 0,2 m;

Greutate tencuială

3

gt= ht * γm (KN/m2) gt=0,03*19=0,57 (KN/m2)

ht= 0,03 m; γm= 19 (KN/m3);

1.1.2. La nivelul planşeului curent

Greutatea pardoseală +şapă

gps= 1,1 (KN/m2);

Greutatea pereţi despărţitori

gpd= 1 (KN/m2);

1.2. Încărcări variabile1.2.1. Încărcarea din zăpadă (z)

pz= µi*Ce*Ct*S0,k (KN/m2) pz=0,8*1*1*1,5=1,2(KN/m2)

µi = 0,8 – coeficient de formă acoperişuri plane

Ce= 1 – coeficient de expunere parţială

Ct= 1 – coeficient termic acoperişuri cu termoizolaţii uzuale

S0,k= 1,5 – valoare caracteristică a încărcări din zăpadă pe sol ( CR 1-1-3-2005 )

1.2.2. Încărcări utile ( u )

pu= 2 (KN/m2)

1.3. Încărcări excepţionale1.3.1. Încărcarea seismică ( S )

Tc= 0,7 – perioada de colţ ( P100/2006 )

q=5*1,35= 6,75 – factor de comportare

4

γ1=1 – factor funcţie de clasa de importanţă

β0=2,75 – factor de amplificare dinamică maxim

ag= 0,2G – acceleraţia terenului pentru proiectare ( P100/2006 )

1.4. Predimensionarea stâlpilor

Abs= bs*hs=hs2 ≥

hs = ( modulat în plus la 50mm ≥ 300mm )

Rc*mbc =15*0,85= 12,75 ( N/mm2) ( C 20/25 )

– forţă axială în stâlp la nivelul încastrării în starea limită de serviciu de lungă

durată ( P+0,4U+0,4Z )

=(gp+gth+gt+0,4pz)*Aafs +gg*L*2 +(gp+gps+gpd+gt+0,4pu)*Aafs*3 + gg*L*6 +

+0,5*0,5*Het*γba*4 ( KN )

Calculul încărcărilor:

gp= 3,75 (KN/m2);

gg= 0,3 * * 25 = 4,125 (KN/m);

ga= 0,2*1*8= 1,6 (KN/m); gt= 0,57 (KN/m2); pz=0,8*1*1*1,5=1,2 (KN/m2); ag= 0,7848; Tc= 0,7; q=6,75; γ1=1; β0=2,75

Predimensionarea stâlpilor

5

=( 3,75+0,65+0,57+0,4*1,2 )*5,12 +4,125*5,1*2 + (3,75+1,1+1+0,57+0,4*2) *

*5,1*3 +4,125*5,1*6+0,5*0,5*3*25*4=948,4311 (KN)

hs = hs =431,23mm => hs =450mm

Abs=452=2025 cm2

Rcs=12,75 N/mm2=0,01275 KN/mm2

2. Calculul static2.1. Modelul de calcul

Eb = 3000N/mm2 ( C 20/25 )

Ebr = 0,6* Eb – pentru grinzi

Ebr = 0,8* Eb – pentru stâlpi

6

Secţiunea de calcul pentru stâlpi:

Secţiunea de calcul pentru grinzi:

Δb= ( m ) Δb= =0,2125 ( m )

lc= ( m ) lc= = 2,55 ( m )

bp=2*Δb+bg ( mm ) bp=2*0,2125+0,3= 725 ( mm )

7

2.2. Distribuţia încărcărilor gravitaţionale

8

Aafc= ( m2 ) Aafc= = 39,015 ( m2 )

2.3. Ipoteze de încărcare2.3.1. Ipoteza încărcării permanente ( P )

9

t=(gp+gth+gt)*Aafc : 3 : L + gg (KN/m)

t=( 3,75+0,65+0,57 )*39,015 : 3 : 5,1+4,125=16,7985 (KN/m)

p=(gp+gps+gpd+gt) *Aafc : 3 : L + gg (KN/m)

p=( 3,75+1,1+1+0,57 )*39,015 : 3 : 5,1+4,125=20,496 (KN/m)

Rtm=[( gp+gth+gt) *Aafc : 3+(gg+ga)*L] : 2 (KN)

Rtm=[( 3,75+0,65+0,57) *39,015 : 3+(4,125+1,6)*5,1] : 2 = 46,916175 (KN)

R=(gp+gps+gpd+gt)* Aafc : 3+gg*L+hs*hs*Het*γba (KN)

R=( 3,75+1,1+1+0,57 )*39,015 : 3+4,125*5,1+0,45*0,45*3*25=119,7171 (KN)

2.3.2. Ipoteza încărcări din zăpadă ( Z )

10

z= pz*Aafc : 3 : L (KN/m)

z= 1,2*39,015 : 3 : 5,1= 3,06 (KN/m)

Rz= pz*Aafc : 3 (KN)

Rz=1,2*39,015 : 3= 39,7953 (KN)

2.3.3. Ipoteza încărcării utile ( U1 )

11

u= pu*Aafc : 3 : L (KN/m)

u= 2*39,015 : 3 : 5,1= 5,1 (KN/m)

Ru= pu*Aafc : 3 (KN)

Ru=2*39,015 : 3= 66,3255 (KN)

2.3.4. Ipoteza încărcării utile ( U2 )

12

u= pu*Aafc : 3 : L (KN/m)

u= 2*39,015 : 3 : 5,1= 5,1 (KN/m)

Ru= pu*Aafc : 3 (KN)

Ru=2*39,015 : 3= 66,3255 (KN)

2.3.5. Ipoteza încărcării din seism ( S )

STOT = γi*ag*λ*β(T1)* (KN)

λ=0,8 – factor de corecţie ce ţine seama de contribuţia modului fundamental;13

m – masa construcţiei;

β(T1) – spectru normalizat de răspuns elastic;

β(T1)=β0 dacă T1 ≤ Tc

β(T1)=β0* dacă T1 > Tc

T1=0,3+0,05*nn (s) nn – numărul de niveluri T1=0,3+0,05*4= 0,5 (s)

T1 ≤ Tc 0,5 ≤ 0,7 => β(T1)=2,75

ag= 0,08*9,81= 0,7848

m=[(gp+gth+gt+0,4*pz)*(3*L)2+ga*12*L+gg*3*L*8*4+(gp+gps+gpd+gt+0,4*pu)*(3*L)2*3+

*Het*γba*64]* (kg)

g= 9,81

m = [(3,75+0,65+0,57+0,4*1,2)*(3*5,1)2+1,6*12*5,1+4,125*3*5,1*8*4+

+(3,75+1,1+1+0,57+0,4*2)*(3*5,1)2*3+0,452*3*25*64]*

m = (5,45*234,09+2117,52+7,22*234,09*3+972)*

m = 961845,0459 (kg)

STOT =1*0,7848*0,8*2,75* = 246,0271(KN)

Si = (KN)

14

S1 =

S2 =

S3 =

S4 =

Verificare :

S1+ S2+ S3+ S4=

6,1507+12,3014+18,4520+24,6027 =

61,5068 = 61,5068 ( Adevărat )

2.4. Grupării de încărcări : SLU 1 1,35P+1,5U1+1,05Z SLU 2 1,35P+1,05U1+1,5Z SLU 3 1,35P+1,5U2+1,05Z SLU 4 P+0,4U1+0,4Z + S SLU 5 P+0,4U1+0,4Z – S SLS P+0,4U1+0,4Z+0,6S2.5. Diagrame de eforturi : Diagramă de efort axial Nx (KN) Diagramă de moment încovoietor My ( KN*m ) Diagramă de forţă tăietoare Vz (KN) Deplasări pe direcţia x în grupările SLU şi SLS ( mm )

15

3. Proiectarea grinzilor

3.1. Numerotarea nodurilor

16

3.2. Proiectarea grinzilor peste parter3.2.1. Calculul momentului încovoietor din proiectare

Parter

= =

= =

= =

17

∑ = 0 => =

=

=

=

∑ = 0 => =

=

=

18

=

∑ = 0 => =

=

=

=

3.3. Proiectarea grinzilor peste etajele 1, 2 şi 3 .

Etaj 1

19

= =

= =

= =

∑ = 0 => =

=

=

20

=

∑ = 0 => =

=

=

=

21

∑ = 0 => =

=

=

=

Etaj 2

22

= =

= =

= =

∑ = 0 => =

=

=

23

=

∑ = 0 => =

=

=

=

24

∑ = 0 => =

=

=

=

Etaj 3

25

= =

= =

= =

∑ = 0 => =

=

=

=

26

∑ = 0 => =

=

=

=

∑ = 0 => =

27

=

=

=

3.3.1. Calculul armăturii longitudinale din reazem

28

B = a = 70 mm

x=

x*

Parter

Calculul armături longitudinale din reazemul marginal

29

Calculul armături longitudinale din reazemul interior

611

30

Etaj 1

Calculul armături longitudinale din reazemul marginal

Calculul armături longitudinale din reazemul interior

31

Etaj 2

Calculul armături longitudinale din reazemul marginal

31

Calculul armături longitudinale din reazemul interior

32

Etaj 3

Calculul armături longitudinale din reazemul marginal

Calculul armături longitudinale din reazemul interior

33

363

3.3.2. Calculul armăturii longitudinale din câmp

I condiţie

a= 70 (mm)

34

II condiţie

35

Parter

181

Etaj 1

170

36

Etaj 2

177

Etaj 3

145

3.4. Verificarea la forţă tăietoare3.4.1. Calculul forţei tăietore de proiectare

37

3.4.2. Dimensionarea armături transversale

38

39

3.5. Plan cofraj peste parter şi etajele 1-3

40

3.6. Armare grinzi peste parter şi etajele 1-341

4. Proiectarea stâlpilor

42

4.1. Calculul momentelor de proiectare4.1.1. Stâlpul marginal

43

4.1.2. Stâlpul central

44

4.2. Calculul armăturilor longitudinale

4 bare pe latură

Caz 1: - Dacă

Caz 2 : - Dacă

45

4.3. Verificare compresiune excentrică oblică

ν 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5β 1,70 1,60 1,55 1,50 1,45

Stâlp marginal parter

46

Stâlp marginal etaj 1

47

Stâlp marginal etaj 2

48

Stâlp marginal etaj 3

49

Stâlp central parter

50

51

Stâlp central etaj 1

52

Stâlp central etaj 2

53

Stâlp central etaj 3

54

4.4. Verificarea la forţă tăirtoare4.4.1. Calculul forţei tăietoare de proiectare

55

4.4.2. Dimensionarea armături transversale

56

5,85 (mm)=>

57

7,94 (mm)=>

’

6,46 (mm)=>

5,24 (mm)=>

58

7,26 (mm)=>

6,08 (mm)=>

5,22 (mm)=>

59

4,00 (mm)=>

4.5. Verificarea deplasărilor relative de nivel4.5.1. Verificarea la starea limită ultimă SLU

4.5.2. Verificarea la starea limită de serviciu SLS

factor de reducere care ţine seama de perioada de revenire mai scurtă a acţiuni

seismice

Dacă iar nu se verifică se fac pereţi structurali minim 4 pereţi structurali

60

4.6. Verificarea nodurilor4.6.1. Calculul forţei tăietoare de proiectare orizontală

Noduri centrale

Noduri de margine

61

4.6.2. Verificarea la forţă orizontală

Noduri centrale

62

Noduri de margine

Dacă nu se verifică modificăm clasa de beton sau .

4.6.3. Verificarea armăturilor transversale

Noduri centrale

63

64

Noduri de margine

Dacă nu se verifică mărim diametrul etrieriilor

65

4.6.4. Verificarea armături longitudinale din nod

armătura longitudinală verticală care trece prin nod, incluzând armătura

longitudinală a stâlpului

aria totală de etrieri orizontali în nod

distanţa interax între armăturile marginale ale stâlpilor

distanţa interax între armăturile de la partea superioară şi cea inferioară a

grinziilor

Dacă nu se verifică mărim diametrul armături longitudinale.

66

Noduri centrale

67

Noduri marginale

68

4.7. Armare stâlpii

69

70