10.P100 2004 Ianuarie 2004 Capitolul 7-COPIAT

8/3/2019 10.P100 2004 Ianuarie 2004 Capitolul 7-COPIAT

1/21

7. PREVEDERI SPECIFICE CONSTRUCIILOR COMPOZITE

7.1. Generaliti

7.1.1. Domeniu

(1) Prevederile din acest capitol se refer la proiectarea structurilor compozite oellaminat - beton armat solicitate la aciunea seismic .Structurile compozite suntstructurile alctuite din elemente compozite la care conlucrarea intre betonul armat siotelul laminat se manifest la nivel de seciune .Intr-o seciune compozit , componenteledin oel laminat pot fi nenglobate , parial sau total nglobate n beton armat (sectiuni din

beton armat cu armatura rigida-BAR).

In cadrul acestui capitol se fac de asemenea referiri la structurile hibride . Aceste structurisunt alctuite din elemente sau subsisteme din materiale diferite care conlucreaz ntre elen cadrul structurii hibride de exemplu stlpi din beton armat si grinzi din oel.

(2) Regulile din acest capitol sunt complementare prevederilor din celelalte norme nvigoare pentru structuri compozite ca de exemplu:

- NE 033-99 Cod pentru structuri din beton armat cu armatura rigid

- P134-93 Instruciuni tehnice pentru calculul i alctuirea plcilor compuse tabl

cutat- beton armat

- P83-81 Instruciuni tehnice pentru calculul i alctuirea constructiv a

elementelor compuse oel-beton

(3) Dac pentru anumite situatii , nu se dau precizri specifice n acest capitol , sepot aplica ,dup caz ,prevederile pentru construciile de beton armat din cap 5 sau pentruconstruciile de oel din cap 6 cuprinse n prezentul cod .

7.1.2. Principii de proiectare

(1) Structurile compozite rezistente la aciunea seismic vor fi proiectate inconcordanta cu urmatoarele concepte privind rspunsul seismic al structurilor :

(a) rspuns structural disipativ al structurii

(b) rspuns structural slab disipativ al structurii

(2) n cazul (a) , comportarea structurala se caracterizeaza prin dezvoltareadeformaiilor postelastice seismice n anumite zone ale structurii numite zoneledisipative . Factorul de comportare q va avea n acest caz valori mai mari decat 1.5 i vadepinde de tipul structurii compozite.

(3) Prevederile de proiectare pentru structurile disipative compozite urmrescmobilizarea unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei seismice.

(4) n proiectarea structurilor disipative compozite , se definesc dou clase deductilitate: M- medie i H mare.Ele corespund unei anumite capaciti de disipare aenergiei prin mecanisme structurale plastice . O structur ncadrata ntr-o clasa de

ductilitate trebuie s respecte anumite condiii referitoare la : tipul structurii, clasaseciunilor din oel, capacitatea de rotire a articulaiilor plastice, detaliile constructive.

7.1


2/21

(5) n cazul ( b) structura va avea un raspuns n domeniul elastic. Clasa de ductilitateeste n aceast situatie L-redusa. Factorul de comportare q se va considera egal cu 1.5.Aceste tipuri de structuri compozite nu se recomand n zone seismice caracterizate devalori mari ale acceleratiei de varf a terenului .

(6) n tabelul 7.1 sunt prezentate variantele de proiectare ale unei structuri compozite :

Tabelul 7.1

Conceptul de proiectare Factotul de comportare q Clasa de ductilitate

Structur cu disipare mare q 4 H mare

Structur cu disipare medie 1,5-2


3/21

7.3. Tipuri de structuri i factori de comportare

7.3.1. Tipuri de structuri

(1) Structurile compozite se clasific n funcie de alctuirea i de comportarea lor laaciuni seismice astfel :

a) Cadre necontravntuite . Cadrele pot fi realizate n soluie compozit cu grinzi si stalpicompoziti sau hibrid alcatuite de exemplu cu stalpi din beton armat si grinzi din otel saucompozite .

b) Cadre contravntuite . Contravntuirile cadrelor compozite sau hibride se pot realizan soluie compozit sau din oel. Cadrele pot avea :

b1)contravntuiri centrice

b2)contravntuiri excentrice.

Dintre cele doua solutii de mai sus se recomanda cadrele cu contravantuiri excentriceBarele disipative ale acestor cadre se vor realiza din oel sau n soluie compozit.

c) Structuri de tip pendul inversat. La aceste tipuri de structuri , cea mai mare parte amasei se concentreaz in treimea superioar a nlimii structurii iar zonele disipative sedezvolt n elementele compozite verticale.

d) Structuri compozite cu perei structurali compoziti.

e) Structuri compozite duale : pereti si cadre compozite

f) Structuri compozite cu nuclee alcatuite din pereti compoziti

7.3.2 Factori de comportare

(1) Factorii de comportare q exprim capacitatea de disipare a energiei seismice aunui anumit tip de structura compozita . n condiiile n care sunt respectate criteriile de

bun conformare date n prezentul cod se pot considera n calcul factorii de comportaredin tabelul 7.2.

(2) Valorile factorului de comportare q date n tabelul 7.2 se vor reduce cu 20% daccldirea nu are regularitate n elevaie.

(3) In cazul n care raportul u/l nu este determinat prin calcul se pot folosi valoriledate n tabelul 7.2

(4) Se pot adopta pentru q valori mai mari dect cele date n tabelul 7.2 dacraportul u/l se determin printr-un calcul biografic. Valoarea raportului u/l nu vadepi 1,6.

7.3


4/21

Tabelul 7.2 Valori maxime ale factorilor de comportare pentru structuri compozite

Tipuri de structuri compozite Clasa de

ductilitate

H M

a)Cadre compozite fr contravntuiri cu zone

disipative n grinzi i la baza stlpilor 5u/l 4

a1)Cadre cu o deschidere si un nivel u/l =1,1

a2)Cadre cu o deschidere si mai multe niveluri u/l =1,2

a3)Cadre cu mai multe deschideri i niveluri u/l =1,3 .

b) Cadre compozite contravntuite .

b1)cu contravntuiri centrice 4 4

b2)cu contravntuiri excentrice. u/l =1,2 5u/l 4c) Structuri de tip pendul invers. 2u/l 2

c1)Zone disipative la baza stlpilor u/l =1,0

c2)Zone disipative la extremitile stlpilor u/l =1,1 .

d) Structuri cu perei structurali compozii i structuri duale 4u/1 3u/l

d1) perei compozii la care zonele de capt sunt

compozite iar inima este din beton armat u/l =1,1

d2) perei compozii la care zonele de capt sunt

compozite iar inima este din beton armat cuplai

cu grinzi compozite sau din oel u/l =1,1

d3) perei compozii alctuii dintr-un panou vertical

din oel nglobat n betonul armat al inimii peretelui

i sudat de cadrul de nrmare din oel sau din

beton armat cu armtur rigid u/l =1,2

d4) perei din beton armat cu armatur rigid

cu diagonale din oel nglobate n betonul armat alinimii peretelui cu bulbii i centurile armati cu

armatura rigida eventual cuplai cu grinzi compozite u/l =1,2 .

f) Structuri cu un singur nucleu 3 2

unde:

u reprezint factorul de multiplicare al ncrcrilor seismice de cod (n condiilepstrrii constante a celorlalte ncrcri de calcul ) corespunztor formariimecanismului complet de disipare.

7.4


5/21

l reprezint factorul de multiplicare al ncrcrilor seismice de cod (n condiiilepstrrii constante a celorlalte ncrcri de calcul ) corespunztor formrii primeiarticulaii plastice n sistemul structural.

7.4. Aciunea de diafragm a planeelor compozite

(1) Planeele compozite trebuie s fie capabile s colecteze i s transmit lucrnd ndomeniul elastic , forele seismice de calcul la sistemele structurale verticale la care suntconectate. Pentru verificrile de rezisten ale planeelor compozite ca diafragmeorizontale, se vor utiliza forele seismice asociate mecanismului structural de disipareavand valori mai mari decat forele seismice obinute din calcul vor multiplicate cu 1,3.

(2) Pentru ca plcile compozite cu tabl cutat s ndeplineasc rolul de diafragm,vor avea o grosime minim de 100mm, iar grosimea minim a stratului de beton de pestetabla cutat va fi de 50mm.

(3) Conectorii dintre plac (compozit sau din beton armat) i grinzile din oel se vorverifica la aciunea combinat a ncrcrilor gravitaionale i seismice. Relaiile pentrucalcul conectorilor sunt date in NE033-99 cap 5

7.5. Proiectarea structurilor disipative compozite

7.5.1. Criterii de proiectare a structurilor disipative compozite

(1) Zonele disipative se vor dirija prin proiectare de regul ctre elementelestructurale compozite cu potenial de rspuns postelastic favorabil , elemente la carefenomenul de curgere, flambajul local i alte fenomene asociate comportrii postelasticealternante nu afecteaz stabilitatea general a structurii, in zone n care exista posibilitateade interventie post seism.

(2) Zonele disipative ale structurilor compozite vor fi nzestrate prin proiectare cu ocapacitate de rezisten i o ductilitate adecvate. Ductilitatea va fi asigurat prinrespectarea unor reguli de alcatuire constructiv i indeplinirea unor condiii deductilitate.

(3) Zonele nedisipative , vor fi dimensionate cu un grad de asigurare superior fa dezonele critice pentru a se dirija dezvoltarea deformaiilor plastice ciclice numai catrezonele disipative .

7.6. Proiectarea cadrelor compozite necontravntuite

7.6.1. Prevederi generale

( 1) Cadrele compozite se vor proiecta astfel nct zonele critice s fie dirijate laextremitile grinzilor compozite . Se admit deformaii plastice n seciunile de la bazastlpilor i n seciunile stlpilor de partea superioara a ultimului nivel al cadrelor etajatein condiiile in care fora axiala indeplineste relaia 7.16

(2) Zonele disipative ale cadrelor compozite se vor nzestra prin proiectare cu oductilitate adecvat .

(3) Nodurile grind-stlp vor fi dimensionate cu un grad de asigurare superior zonelordisipative astfel nct s lucreze n domeniul elastic

7.6.2. Calculul structural al cadrelor compozite

7.5


6/21

(1) Rigiditatea seciunilor compozite avnd beton n zona comprimat se calculeaz prin transformarea lor n seciuni echivalente cu considerarea unui coeficient deechivalena n=E/Ecm

unde :

E i Ecm sunt modulul de elasticitate al oelului i respectiv modului deelasticitate al betonului pentru incarcari de scurta durata

(2) n calculul rigiditii seciunilor compozite , betonul ntins se neglijeaz fiindfisurat.

(3) In cazul grinzilor compozite , se consider dou rigiditi la ncovoiere:EI1 pentruzona de moment pozitiv cu luarea in considerare a limii efective de plac i EI2 pentruzona de moment negativ cu considerarea armturii din limea efectiv de plac (tab 7.5).

(4) Se poate realiza un calcul simplificat al rigiditatii considernd pentru ntreagagrind compozit un moment de inerie echivalent constant egal cu :

Ieq=0,6I1+0,4I2 (7.1)(5) Pentru stlpii compozii,rigiditatea se va calcula cu relaia :

(EI)c=0,9(EIa+ 0,5EcmIc+EIs) (7.2)

(EA)c=0,9(EAa+ 0,5EcmAc+EAs) (7.3)

unde:

Ia, Ic, Is si Aa, Ac, As,sunt momentele de inerie si ariile seciunilor dearmtur ,din beton i respectiv din oel rigid.

(6) Relaiile de calcul ale eforturilor de proiectare pentru impunerea mecanismului de

disipare n cazul cadrelor compozite sunt cele date n cap 5.3.3

7.6.3. Supleea pereilor seciunilor din oel care alctuiesc elementele compozite

(1) Ductilitatea elementelor compozite disipative solicitate la compresiune incovoiere este condiionat de evitarea fenomenelor de instabilitate local a elementelordin otel. De aceea se impune limitarea supleei pereilor seciunilor din oel. Zonelecompozite cu seciunea din oel nenglobat n beton vor respecta condiiile de suplee

prevzute in anexa G. n cazul zonelor disipative ale elementelor compozite cu sectiuneadin oel nglobat in beton, supleea limit va fi cea dat n tabelul 7.3

(2) Limitele c/tf date n tabelul 7.3 pot fi mrite dac sunt prevzute detaliile specialede conectare ale tlpilor prevzute n paragraful 7.6.8

Tabelul 7.3 Relaia intre factorul de comportare i limitele supleei pereilorseciunilor din oel ale elementelor compozite

7.6


7/21

Clasa de ductilitate a structurii H M

Factorul de comportare q q4 1,5


8/21

(6) n cazul n care se utilizeaz conectori neductili , conexiunea ntre plac i grindva fi total.

(7) n calculul capacitii conectorilor n zonele disipative se va aplica un coeficientde reducere egal cu 0,75 . Relaiile de calcul ale eforturilor capabile ale conectorilor suntdate n NE 033-99 cap 5.

(8) La stlpii compozii trebuie s se asigure prin aderena si eventual prin conectorirepartizarea reaciunilor transmise de grinzi n noduri ntre componentele din betonarmat i oel ale acestor stlpi.

(9) n cazul stlpilor compozii dac aderena i frecarea nu pot asigura intregraltransferul de eforturi tangeniale asociate mecanismului de disipare , se vor dispuneconectori care s asigure o conexiune total prin care s se preia n ntregime forele delunecare de proiectare.

7.6.5. Grinzi compozite

(1) n zonele disipative ale grinzilor compozite se vor verifica urmtoarele condiii :

MEd/Mpl,Rd1,0 (7.4)

NEd/Npl,Rd 0,15 (7.5)

VEd/Vpl,Rd 0,5 (7.6)

unde:

MEd , NEd ,VEd sunt eforturile de proiectare iar

Npl,RdMpl,RdVpl,Rdsunt eforturile capabile ale grinzii

(2) Pentru grinzile compozite se vor determina eforturile de proiectare VEd, MEd curelaiile prevzute n articolul 5.3.3.2

(3) Eforturile capabile ale grinzilor compozite se vor determina n conformitate cuprevederile NP033-99 cap 4.2.1

7.6.5.1. Grinzi din oel compozite cu plci de beton armat

(1) Pentru asigurarea ductilitii ,n zonele disipative se va limita nlimea relativa azonei comprimate a betonului plcii grinzii compozitex/h conform tabelului 7.4

(2) n zonele disipative ale grinzilor compozite din apropierea nodului grinda -stalpvor fi prevzute n plac armturi suplimentare . Dispunerea acestor bare este artat nfig 7.2 iar calculul lor este dat n anexa G.

Tabelul 7.4 Valori maxime ale nlimii relative a zonei comprimate din beton x/hpentru asigurarea ductilitii grinzilor din oel compozite cu plac din beton

7.8


9/21

unde:

h este nlimea total a grinzii compozite i

fyeste rezistena caracteristic a oelului armturii

(3) Limea efectiv a plcii beff(fig 7.1) va avea valoarea:beff= be1+be2 (7.7)

Figura 7.1 Definiia limilor efective be i beff

(4) Limile efective pariale ale plcii situate deoparte i de alta a axei grinzii ,be1 irespective be2 utilizate pentru calculul momentelor capabile MRd si respectiv a rigiditatilorEI se vor determina conform tabelului 7.5 .Aceste valori nu vor depi jumtateadistanelor ntre grinzi (b1) i distana pn la marginea liber a plcii (b2).

(5) Valorile date n tabel sunt valabile n condiiile n care n plac sunt prevzutearmturile suplimentare din fig 7.2.

Clasa de ductilitate Q f y (x/h)max

H q4 355

0,20

H q4 235

0,27

M 1,5


10/21

Tabelul 7.5 Latimea efectiva a placii be

unde : -M-, M+ indic situaiile de calcul ale valorii limii efective de plac be (nzona de moment negativ i respectiv pozitiv). Pentru momentul negativ ,betonul

plcii fiind fisurat , limea efectiv de plac be cuprinde armturile ntinsecare intervin n determinarea momentului capabil si al rigiditatii.

-l reprezint deschiderea grinzii

-bc reprezint limea stlpului perpendicular pe axa grinzii , hc nlimea

seciunii stlpului,bel latimea elementului suplimentar sudat de stlp

-AS i AT sunt armturile suplimentare amplasate n plac n zona stlpului (As

armtura longitudinal i AT armtura transversal). Relaiile de calcul pentruaceste armturi i pentru rezultanta eforturilor de compresiune din plac suntdate n anexa G

Cazurile A, B1, B2, B3 sunt ilustrate n fig 7.2

be Element transversal perpendicularpe axa grinzii

be pentru

MRd(plastic)

bepentruI(elastic)

A.Stlpinterior Exist sau nu grind transversal Pentru M-

: 0,1lPentru M+:0,075l

Pentru M- :0.05 l

Pentru M+:0,0375 l

Pentru M- :0

Pentru M+:0,0375 l

B1.Stlpexterior

Exist o grind marginal transversalarezemat pe stlp, cu conexiune totalcu placa i armturi suplimentare n

plac AT i AS corespunztor ancoratede conectori

Pentru M- : 0,1l

Pentru M+:0,075l

B2 Stlp

exterior

Exist o fie de plac n consol fade stlp cu armturi suplimentareancorate cu bucle.

Pentru M- : 0,1l

Pentru M+:bc/2+0,7hc/2

sau hc/2+0,7bc/2

B3.Stlpexterior

Exist un dispozitiv adiional fixat detalpa stlpului cu o lime bel maimare dect limea tlpii stlpului bc

Pentru M- :0

M+ :bel/20.05l

B4.Stlpexterior

Nu exist element transversal sau nuexist armturi suplimentare ancorate

de stlp

Pentru M- : 0

Pentru M+:

bc/2 sau hc/2

Pentru M-: 0

Pentru M+ :0,0025 l

7.10


11/21

A-Nod interior B- Nod exterior C-Grind compozitD-Grind marginala compozit E- Fsie de plac n consol fa de stlp

F-Conectori G -Dispozitive suplimentare sudate de stlp pentru preluarea

compresiunilor din plac

Figura 7.2 Dispunerea barelor suplimentare As , AT i situaii de calcul ale limiiefective de plac

7.6.5.2. Grinzi compozite din beton armat cu armatura rigid

(1) Pentru proiectarea acestui tip de grinzi se vor respecta prevederile NP033-99cap 4.2.1

(2) Limea efectiv de plac se va determina n conformitate cu 5.3.4.1.1.

(3) n structurile disipative , se consider zone disipative (critice) ,zonele de laextremitile grinzilor cu lungimea lcr=1.5hb (hb - nlimea grinzii) msurat de la faastlpilor sau zonele de aceeai lungime situate deoparte i de alta a unei seciuni dincmpul grinzii n care poate interveni curgerea din aciuni seismice.

(4) Asigurarea cerinelor de ductilitate local n aceste zone se va face respectndcondiiile de la 5.3.4.1.2

7.11


12/21

7.6.6. Stlpi compozii din beton armat cu armtur rigid ( cu seciunea din oeltotal nglobat n beton )

(1) Pentru stlpii compozii se vor determina eforturile de proiectare cu relaiileprevzute n articolul 5.3.3.3. Aceste eforturi vor respecta urmtoarele condiii :

MEd/Mpl,Rd1,0 (7.8)NEd/Npl,Rd 0,3 (7.9)

VEd/Vpl,Rd 0,5 (7.10)

unde:

MEd , NEd ,VEd sunt momentele , forele axiale si forele taietoare de proiectare iarNpl,RdMpl,Rd Vpl,Rd sunt momentele , forele axiale de compresiune centric iforele taietoare capabile

(2) Eforturile de proiectare se vor determina astfel nct s favorizeze dezvoltareamecanismului favorabil de disipare a energiei sismice. La un anumit nivel momentele din

stalpi i grinzi se pot redistribui n condiiile realizarii echilibrului de nod i a pstrariiconstante a forei tietoare de nivel.

(3) Relaiile de calcul ale eforturilor capabile Npl,Rd Mpl,Rd Vpl,Rd ale stlpilor compoziisunt date n NE033-99 cap 4.2.2 .Capacitatea de rezistena la for tietoare a stlpului seva determina ca suma a contribuiilor componentelor din oel laminat i din beton armat.

(4) n structurile compozite disipative,zonele de la extremitatile stlpilor se proiecteazaca zone disipative pentru care se iau msuri de asigurare a ductilitii.

(5) Lungimea zonelor critice ale stlpilor compozii se calculeaz cu relaiile:

lcr=max(hc,lcl/6,600mm) pentru clasa de ductilitate M (7.11)

lcr=max(1,5hc,lcl/6,600mm) pentru clasa de ductilitate H (7.12)

unde:

hc este nlimea seciunii stlpului compozit

lclnlimea liber a stlpului.

(6) Pentru a asigura o capacitate de rotire plastic suficient i pentru a compensapierderea capacitii de rezisten datorat desprinderii betonului de acoperire , n zoneledisipative definite mai sus se vor respecta condiiile de confinare cu etrieri date n5.3.4.2.2., n care fora axial normalizat de proiectare se calculeaz cu relaia:

d= NEd/ Npl,Rd= NEd/ (Aafyd+Ac fcd+ As fyd) (7.13)unde:

Aa, Ac, As reprezint ariile de armtur din otel beton , de beton i respectiv de oelrigid, iar

fyd,fcd rezistena de proiectare a oelului i respectiv a betonului

(7) Distaneles ntre etrieri n zonele disipative nu vor depi valorile:

s min (bo/2,200mm, 9dbL) pentru clasa de ductilitate M (7.14)

s min (bo/2,175mm, 8dbL) pentru clasa de ductilitate H (7.15)

unde :

7.12


13/21

bo este dimensiunea minim a miezului din beton masurat ntre axele etrierilor

dbLeste diametrul barelor longitudinale

Pentru zona disipativ de la baza stlpilor avnd clasa de ductilitate H

s min (bo/2,150mm, 6dbL) (7.16)

(8) In cazul primelor dou niveluri ale cldirii , etrierii se vor ndesi pe o lungimeegal cu lungimea critica a stlpilor mrit cu 50%.

( 9) Diametrul etrierilor dbw trebuie s respecte condiiile:

dbw6mm pentru clasa de ductilitate M

dbwmax ( 0,35dbLmax[fydL/fydw]

0.5, 8mm) pentru ductilitate H (7.17)

unde :

fydL i fydw sunt rezistenele de calcul ale oelului armturilor longitudinale irespectiv transversale.

(10) In zonele disipative diametrul etrierilor de confinare dbw pentru mpiedicareaflambajului local al talpii comprimate va respecta condiia :

dbw [(bf tf/8)(fydf/fydw)]0,5 (7.18)

unde:

bfi tf sunt limea i grosimea tlpii ,

fydf, fydw sunt rezistenele de calcul ale oelului tlpii i respectiv al armturiitransversale.

(11) n zonele disipative (critice) distana ntre doua bare longitudinale consecutive

legate la col de etrieri sau cu agrafe nu va depi 250mm pentru clasa de ductilitate M i200mm pentru clasa de ductilitate H.

(12) Prevederile constructive privind ancorajul i nndirea armturilor stlpilorcompozii vor fi aceleai cu cele date n seciunea 5 pentru stlpii din beton armat .

(13) Acoperirea cu beton a armturii rigide va fi de minim 75 mm pentru elemente declasa M i 100mm pentru elemente din clasa H.

7.6.7. Stlpi compozii din eav umplut cu beton

(1) Pentru proiectarea stalpilor din evi de otel umplute cu beton sau umplute inglobate n beton se vor respecta prevederile NP033 -99 cap 4.2.2

(2) n cazul elementelor disipative din evi umplute cu beton, capacitatea de rezistenla for tietoare a stlpului se va determina lund n considerare n calcul sau numaicontribuia sectiunii din oel , sau numai pe cea a miezului din beton armat transversal cueava din otel .

(3) Relaia ntre clasa de ductilitate i supleea limit a pereilor evii este dat n tab7.3

7.13


14/21

7.6.8. Elemente compozite cu seciunea din oel parial nglobat n beton armat

(1) n zonele disipative ale elementelor compozite cu seciunea din oel parialnglobat n beton , distaneles ntre armturile transversale vor satisface condiiile date la7.6.6

(2) n cazul elementelor disipative , rezistena la for tietoare se va determinaconsidernd n calcul numai contribuia seciuniidin oel cu excepia cazurilor n care suntluate msuri speciale de mobilizare a rezistenei la for tietoare a betonului armat prinrealizarea de legaturi transversale ntre beton si grinda din otel.

(3) Armturile suplimentare sudate de tlpi ca n fig 7.3b pot ntrzia flambajul local altlpilor n zonele disipative. n cazurile n care aceste bare se afl la o distan sl


15/21

(4) Pentru proiectarea mbinrilor cu sudur sau cu uruburi a elementelor n nod seva respecta condiia:

Rd 1.5 Rfy (7.20)

unde :

Rdeste capacitatea de rezisten a mbinarii iar

Rfy este capacitatea de rezisten a elementului disipativ care se mbin.

(5) n cazul nodurilor compozite grind stlp la care panoul de oel al nodului estetotal nglobat n beton , capacitatea de rezisten a nodului se va calcula ca sum acontribuiei betonului armat i a panoului de oel din nod dac sunt ndeplinite urmtoarelecondiii:

a) raportul dimensiunilor nodului va respecta condiiile

0,6 hb/hc 1,4 (7.21)

unde :hbsi hc sunt dimensiunile panoului nodului ( egale cu nltimeaseciunii din oel a grinzii i respectiv a stlpului)

b) Vwp,Sd< 0,8 Vwp,Rd (7.22)

unde:

Vwp,Sd este fora tietoare de proiectare a nodului asociat plastificriizonelor disipative ale grinzilor compozite adiacente

Vwp,Rd este fora tietoare capabil a nodului compozit

Cele dou valori se calculeaz n conformitate cu NE 033-99 cap 4.2.4(6) La proiectarea nodurilor compozite alctuite din grinzi de oel compozite cu plcide beton armat i stlpi compozii sau de beton armat se vor lua urmtoarele msuri:

- la faa stlpului se vor amplasa rigidizri verticale .

- fora tietoare din grinzi se va distribui ntre armturile verticale suplimentaresudat de talpa grinzii i seciunea din oel a stlpului.

(7) Nodurile compozite se vor proiecta astfel nct capacitatea de rotire plastic p nzonele disipative ale elementelor adiacente nodului s fie cel puin egal cu 0.035rad

pentru structuri de ductilitate H i 0.025 rad pentru ductilitate M .

(8) La proiectarea nodurilor hibride alctuite din grinzi din oel sau compozite istlpi din beton armat se va ine seama de urmtoarele condiii de alctuire :

- grinda din otel va trece continu prin nod

- la faa stlpului se vor dispune rigidizri verticale

- n apropierea rigidizrilor verticale se vor dispune n stlpi armturiverticale suplimentare sudate de talpile grinzii i avnd o capacitate de rezistenla ntindere egal cu fora tietoare de calcul a grinzii din oel . Armturavertical din nod va fi confinat cu armtur transversal care va respecta condiiiledin paragraful 7.6.6

(9) Nodurile hibride alctuite din stlpi din beton i grinzi din oel nu se recomand nzone cu seismicitate ridicat

7.15


16/21

7.7. Proiectarea cadrelor compozite cu contravntuiri centrice

(1) La proiectarea cadrelor compozite cu contravntuiri centrice se vor respectaprevederile seciunii 6.7 referitoare la :

- criteriile de proiectare (6.7.1)

- calculul cadrelor (6.7.2)

- dimensionarea elementelor diagonale (6.7.3)si a grinzilor si stlpilor (6.7.4)

(2) Cadrele compozite cu diagonale centrice vor fi alctuite din grinzi i stalpi nsoluie compozit cu noduri rigide i diagonale din oel.

7.8. Proiectarea cadrelor compozite cu contravantuiri excentrice

(1) La proiectarea cadrelor compozite cu contravntuiri excentrice se vor respecta

prevederile seciunii 6.8 referitoare la :- criteriile de proiectare (6.8.1)

- dimensionarea barelor disipative (6.8.2)

- dimensionarea elementelor care nu conin bare disipative (6.8.3)

(2) Cadrele compozite cu contravntuiri execentrice vor fi alcatuite din grinzi , stalpii diagonale compozite sau din oel . Barele disipative vor fi din oel sau compozite cu

plac din beton armat.

(3) Cadrele compozite cu diagonale excentrice se vor proiecta astfel nct disiparea s

se produc prin formarea de zone critice la extremitatile barelor disipative nainteacedrii mbinrilor , a curgerii sau flambajului grinzilor i a stlpilor.

(4) Diagonalele, stlpii , i zonele grinzilor din afara barelor disipative se vor proiectas lucreze n domeniul elastic la forele maxime asociate curgerii barelor disipative , cuconsiderarea efectelor consolidrii oelului .

(5) n cazul structurilor la care barele disipative sunt amplasate lng stlpi din betonarmat sau stlpi compozii, se vor prevedea la faa stlpilor rigidizri verticale pe ambele

prti ale seciunii barei disipative .Armatura transversal din stlp din zona bareidisipative va respecta condiiile date la 7.6.6.

(6) mbinarile barelor disipative se vor proiecta considernd suprarezistena seciunii

i cea a materialului barei disipative datorat consolidrii oelului.(7) n evaluarea capacitii de rezisten a diagonalelor compozite ntinse se vaconsidera in calcul numai seciunea din oel rigid a diagonalei.

7.9. Proiectarea structurilor cu perei compozii

(1) Prevederile acestui capitol se refer la sistemele structurale compozite aparinndtipurilor definite n fig 7.4

7.16


17/21

Tip 1 Perei compozii din Tip 2 Perei compozii sau din

beton armat cu armatur rigid beton armat cuplai cu grinzi

n zonele de capat compozite sau metalice

Tip 3 Perei compozii Tip 4 Perei compozii

cu panou din oel nglobat n inima i cu diagonale din armatura rigida nglobatecu bulbi si centuri cu armatura rigid n inim i cu bulbi i centuri cu armatur rigid

Figura 7.4 Sisteme structurale pentru pereii compozii

(2) n cazul pereilor compozii de tipul 1 energia se disipeaz n zonele disipativeamplasate la baza pereilor prin curgerea armturii verticale.

(3) n cazul tipului 2 de pereti compozii disiparea energiei se realizeaz n zona de labaza pereilor i n grinzile de cuplare.

(4) n cazul peretilor compoziti de tip 3 cu panoul din oel nglobat n betonul armat alinimii disiparea energiei se produce n zona de la baza peretelui i prin curgerea la forta

tietoare a panoului. Prin nglobarea n beton armat , panoul din oel este impiedicat s-ipiard stabilitatea.

(5) n cazul pereilor compoziti de tip 4 disiparea energiei seismice se produce nseciunile de la baza pereilor ,diagonalele din oel nglobate asigurnd armarea eficient ainimii peretelui.

7.9.1 Calculul structurilor cu pereti compoziti

(1) Calculul rigiditii pereilor compozii va ine seama de aportul armturii rigidenglobate. Pentru peretii compozii,rigiditile se vor calcula cu relaiile :

7.17


18/21

(EI)c=0,9(EIa+ 0,5EcmIc+EIs) (7.23)

(EA)c=0,9(EAa+ 0,5EcmAc+EAs) (7.24)

(2) Relaiile de calculul eforturilor de proiectare pentru impunerea mecanismului deplastificare n cazul peretilor compoziti sunt date n capitolul 5.3.3.5 din prezentul cod.

(3) Pentru calculul capacitilor de rezisten i pentru alctuirea pereilor compoziise vor respecta prevederile date n NP 033-99 cap 4.3

(4) n cazul pereilor compozii cu inima din beton armat (tipul 1 si tipul 2 )seconsidera c fora tietoare este preluat integral de inima din beton armat a peretelui iarmomentul de rsturnare de ansamblul peretelui.

(5) n cazul pereilor compozii care au armatur rigid n inim (tipul 3 si 4) foratietoare este preluat prin suma contribuiilor betonului armat si a armturii rigide dininim.

(6) Asigurarea cerinelor de ductilitate local i lungimile zonelor critice ale pereilor

compoziti sunt cele din 5.3.4.3.2(7) Panourile din beton armat ale peretilor compozii vor respecta prevederile dealctuire constructiv si de dimensionare ale pereilor din beton armat date n cap 5 .

(8) Zonele de capt ale pereilor cu armatur rigid total nglobat n beton vor fiproiectate n conformitate cu paragraful 7.6.6 din prezentul cod i cu paragraful 4.2.2 dinNP033-99

(9) Elementele compozite parial nglobate n beton din zonele de capat ale pereilorse vor proiecta innd cont de prevederile paragrafului 7.6.8.

(10) Transferul eforturilor tangeniale ntre elementele de capt i panoul din beton

armat al inimii peretelui se va realiza prin conectori sau bare sudate de seciunea din oela stlpului sau bare trecute prin gurile armturii rigide (fig 7.5)

a)Element de capt parial nglobat utilizat n sisteme de tip 1

b)Element de capt total nglobat utilizat n sisteme de tip 1

A=bare sudate de stlp B =armtur transversal

C=conectori D=agrafe

Figura 7.5 Detalii pentru zonele de capt ale pereilor compoziti

7.18


19/21

(11) Riglele de cuplare din oel sau compozite cu plac din beton vor avea o lungime denglobare suficient n peretele din beton armat , capabil s transmit pereteluimomentele si fotele tietoare de proiectare ale grinzii de cuplare. Lungimea de nglobarele se msoar de la primul rnd de armatur al zonelor de capt (fig 7.6).Lungimea deinglobare nu va fi mai mic de 1.5h unde h este nlimea grinzii de cuplare.

A=Armtur suplimentar a peretelui n zona de nglobare a grinziidin oel

B=Grind de cuplare din oel C=Rigidizri verticale

Figura 7.6 Grinzi de cuplare ale pereilor din beton armat i detalii de nglobarepentru clasa de ductilitate H

(12) n zona de nglobare a grinzii de cuplare se vor dispune n perete armturi verticalesudate de talpile grinzii cu capacitatea de rezisten la intindere egal cu for tietoarecapabila a grinzii . 2/3 din aria acestei armturi se va amplasa n prima jumtate a lungimiide nglobare. Armtura se va prelungi simetric deasupra si dedesubtul tlpilor grinzii decuplare cu o lungime egal cu lungimea de ancoraj .n aceast zon armturatransversal va respecta condiiile date n 7.6.6

(13) n cazul clasei de ductilitate M armtura de confinare a elementelor de capt alepereilor compoziti se va realiza pe o distanta egala cu h, iar pentru clasa de ductilitate Haceasta distanta se va extinde la 2h.( h este nlimea elementului de capat n planul

peretelui) , fig 7.5

(14) Conectarea panoului din otel cu cadrul de nrmare se va realiza continuu cusudur sau cu uruburi

(15) Grosimea minim de nglobare n beton a panoului din oel va fi de 200 mm(minimum 100m pe fiecare parte a panoului).

(16) Procentul minim de armare al betonului de nglobare va fi de 0.25% pe ambeledirecii

(17) Conectarea ntre panoul din oel i betonul de nglobare se va realiza cu conectorisudai sau cu agrafe care trec prin guri practicate n panoul din oel.

(18) Golurile din panoul din oel al inimii peretelui compozit vor fi rigidizate.

7.10. Proiectarea fundatiilor structurilor compozite

(1) Sistemul de fundaii al structurilor compozite se va proiecta cu un grad deasigurare sporit n raport cu suprastructura la fore corespunzatoare mecanismuluistructurii de disipare a energiei.

(2) Se recomand ca armatura rigid din oel a elementelor compozite verticale s fieancorata n elementele din beton armat ale infrastructurii ( pereii subsolurilor i nfundaii) astfel nct placa de baz a acesteia s se afle sub cota n care se considerncastrarea structurii .Armatura rigid se va ancora atat la nivelul plcii de baz ct i penlimea de nglobare .

7.19

h

le

A BC

leC


20/21

(3) La proiectarea infrastructurilor se vor respecta prevederile cap 5.6 din prezentulcod i cap 4.2.2. din NP 033-99

7.PREVEDERI SPECIFICE CONSTRUCIILOR COMPOZITE...................................1

7.1.Generaliti ..................................................................................................................1

7.1.1.Domeniu ..............................................................................................................1

7.1.2.Principii de proiectare...........................................................................................1

7.2.Materiale......................................................................................................................2

7.2.1.Beton ....................................................................................................................2

7.2.2.Armtura din oel..................................................................................................2

7.20


21/21

7.2.3.Oelul structural ( rigid) .......................................................................................2

7.3.Tipuri de structuri i factori de comportare.................................................................3

7.3.1.Tipuri de structuri.................................................................................................3

7.4.Aciunea de diafragm a planeelor compozite...........................................................5

7.5.Proiectarea structurilor disipative compozite ..........................................................5

7.5.1.Criterii de proiectare a structurilor disipative compozite.....................................5

7.6.Proiectarea cadrelor compozite necontravntuite........................................................5

7.6.1.Prevederi generale.................................................................................................5

7.6.2.Calculul structural al cadrelor compozite ............................................................5

7.6.3.Supleea pereilor seciunilor din oel care alctuiesc elementele compozite ......6

7.6.4.Transferul de eforturi i deformaii ntre oel i beton..........................................7

7.6.5.Grinzi compozite ..................................................................................................87.6.5.1.Grinzi din oel compozite cu plci de beton armat ....................................8

7.6.5.2.Grinzi compozite din beton armat cu armatura rigid................................11

7.6.6.Stlpi compozii din beton armat cu armtur rigid ( cu seciunea din oeltotal nglobat n beton ) .............................................................................................12

7.6.7.Stlpi compozii din eav umplut cu beton......................................................13

7.6.8.Elemente compozite cu seciunea din oel parial nglobat n beton armat......14

7.6.9.Nodurile cadrelor compozite disipative............................................................14

7.7.Proiectarea cadrelor compozite cu contravntuiri centrice........................................167.8.Proiectarea cadrelor compozite cu contravantuiri excentrice....................................16

7.9.Proiectarea structurilor cu perei compozii ..............................................................16

7.10.Proiectarea fundatiilor structurilor compozite.........................................................19

7.21

10.P100 2004 Ianuarie 2004 Capitolul 7-COPIAT

Documents

Transcript of 10.P100 2004 Ianuarie 2004 Capitolul 7-COPIAT