1

GHID PENTRU CALCULUL I PROIECTAREA LA ACIUNEA SEISMIC A STRUCTURILOR METALICE

DE TIP RAFTURI PENTRU PREZENTARE I DEPOZITARE N SPAII COMERCIALE

- Redactarea a II-a -

- decembrie 2013

2

CUPRINS

1. Obiect i domeniu de aplicare ............................................................................................4 1.1. Domeniul de aplicare .....................................................................................................4 1.2. Documente de referin ..................................................................................................4 1.3. Simboluri .........................................................................................................................6 1.4 Termeni i definiii .........................................................................................................10 2. Cerine generale de proiectare .........................................................................................12 2.1 Generaliti .....................................................................................................................12 2.2 Amplasarea i alctuirea structurilor pentru rafturi metalice ........................................13 2.3 Criterii de regularitate structural ..................................................................................17 2.4 Reguli pentru proiectarea structurilor slab disipative ...................................................17 2.5 Reguli pentru proiectarea structurilor disipative ...........................................................19 2.6 Condiii de ancorare ......................................................................................................19 2.7 Reguli suplimentare pentru elemente disipative ...........................................................19 2.8 Reguli pentru conexiuni .................................................................................................19 2.9 Reguli de alctuire i proiectare pentru contravntuiri concentrice ..............................19 3. ncrcri i grupri de ncrcri ......................................................................................21 3.1 Aciuni permanente .........................................................................................................21 3.2 Aciuni variabile ..............................................................................................................21 3.3 Greutatea produselor paletizate .......................................................................................21 3.4 Efectul dinamic al poziionrii produselor paletizate .....................................................22 3.5 Aciuni accidentale produse prin impact .........................................................................23 3.6 Aciunea seismic ............................................................................................................23 3.6.1 Definirea intensitii aciunii seismice. Spectrul elastic de rspuns .........................23 3.6.2 Factorul de importan i de expunere la cutremur, I,e , pentru sistemele de rafturi25 3.6.3 Spectrul de proiectare la aciuni seismice n plan orizontal .................................... 26 3.6.4 Componenta vertical a aciunii seismice ................................................................. 26 3.6.5 Parametrii de proiectare pentru efectul aciunii seismice ........................................ 26 3.6.6 Efectul poziiei centrului de greutate al paletului ..................................................... 29 3.7 Reguli de combinare a aciunilor i factori pariali de siguran ....................................30 3.7.1 Combinarea aciunilor la starea limit ultim (ULS) .............................................. 31 3.7.2 Combinarea aciunilor la starea limit de serviciu (SLS) ........................................32 4. Cerine pentru elementele de rezisten ........................................................................ 33 4.1 Cerine de material ......................................................................................................... 33 4.2 Excentriciti. Abateri. mbinri ................................................................................... 34 5. Calculul global pentru structuri metalice de rafturi ..................................................... 36 5.1 Generaliti .....................................................................................................................36 5.2 Metode de analiz ...........................................................................................................36 5.3 Metode de calcul la aciunea seismic ..........................................................................36 5.3.1 Cerine fundamentale i criterii de performan .......................................................36 5.3.2 Principii de modelare ................................................................................................ 37 5.3.3 Metoda de calcul cu fore laterale ............................................................................39

5.3.4 Metoda de calcul modal cu spectre de rspuns ......................................................... 41 5.3.5 Metoda de calcul n domeniul deplasrilor mari ...................................................... 42

5.3.6 Combinarea rspunsurilor generate de componentele orizontale i vertical ale aciunii seismice........................................................................................................................42 5.3.7 Calculul deplasrilor ..................................................................................................42 5.3.8 Reguli pentru proiectarea sistemelor de rafturi amplasate n zone seismice ...43

5.3.9 Factori de comportare pentru sisteme disipative i slab disipative ............................47

3

6. Calculul i proiectarea elementelor i prinderilor structurilor metalice de rafturi asistate de experiment .......................................................................................................... 49 6.1 Introducere ..................................................................................................................... 49 6.2 Determinarea proprietilor seciunii transversale ......................................................... 49 6.2.1 Efectul colurilor rotunjite ....................................................................................... 50 6.2.2 Efectul perforaiilor ................................................................................................. 52 6.2.3 Efectul voalrii ........................................................................................................ 53 6.2.4 Efectul distorsiunii seciunii transversale ............................................................... 54 6.2.5 Calculul i dimensionarea seciunilor la voalare i la flambajul prin distorsiune . 56 6.3 Proiectarea elementelor diagonale ................................................................................ 62 6.4 Capacitatea de rezisten a elementelor contravntuirilor solicitate la ntindere .......... 63 6.5 Capacitatea de rezisten a elementelor solicitate la compresiune ....... ........................ 64 6.5.1 Verificarea seciunii transversale la compresiune .................................................... 64 6.5.2 Verificarea barelor comprimate la pierderea stabilitii prin ncovoiere .................. 65 6.5.3 Verificarea barelor comprimate la pierderea stabilitii prin rsucire i ncovoiere-rsucire .................................................................................................................................... 69 6.6 Proiectarea grinzilor ..................................................................................................... 71 6.6.1 ncrcri pe grinzi .................................................................................................. 71 6.6.2 Calculul la moment ncovoietor .............................................................................. 71 6.6.3 Calculul la for tietoare ........................................................................................ 76 6.6.4 Calculul la ncrcri transversale concentrate (strivirea local a inimii) ................ 80 6.6.5 Efectul combinat al forei tietoare cu moment ncovoietor i for axial ............ 85 6.6.6 Efectul combinat al momentului ncovoietor i al unei fore concentrate .............. 86 6.6.7 Deformaiile grinzilor .............................................................................................. 86 6.7 Proiectarea conexiunii grind-stlp ................................................................................ 87 6.7.1 Determinarea momentului capabil al mbinrii ....................................................... 87 6.7.2 Determinarea forei tietoare capabile a mbinrii .................................................. 88 6.8 Proiectarea stlpilor ........................................................................................................ 88 6.8.1 Stlpi solicitai la for axial ................................................................................... 88 6.8.2 Stlpi solicitai la ncovoiere cu for axial de compresiune .................................. 89 6.8.3 Verificarea de stabilitate a stlpilor solicitai la ncovoiere cu for axial de compresiune fr considerarea pierderii stabilitii prin ncovoiere rsucire ...................... 89 6.8.4 Verificarea de stabilitate a stlpilor solicitai la ncovoiere cu efort axial de compresiune cu considerarea pierderii stabilitii prin ncovoiere rsucire ........................ 90 6.9 Proiectarea pieselor de nndire a stlpilor ..................................................................... 92 6.10 Cerine pentru contravntuirile orizontale .................................................................... 93 6.11 Proiectarea plcilor de baz i a ancorajelor n pardoseal .......................................... 93 6.11.1 Proiectarea plcii de baz ...................................................................................... 94 6.11.2 Proiectarea ancorajelor .......................................................................................... 96 6.11.3 Proiectarea distanierilor ....................................................................................... 96 7. Condiii de exploatare ...................................................................................................... 97 7.1 Montajul i instalarea sistemelor de depozitare paletizate ........................................... 97 7.2 Sigurana n exploatare ................................................................................................ 101 7.2.1 ncrcri din exploatare ......................................................................................... 101 7.2.2 Manipularea mrfurilor ......................................................................................... 105 7.3 Sigurana n exploatare i evaluarea avariilor la structur ........................................... 110 7.3.1 Avarii locale ........................................................................................................... 112 7.3.2 Avarii globale ......................................................................................................... 113 7.4 Concluzii ....................................................................................................................... 116

4

Anexa A (informativ) Metode de ncercare i evaluare a rezultatelor ............................ 118 A.1 Determinarea proprietilor mecanice a materialului ........................................................ 118 A.1.1 ncercarea la traciune ................................................................................................ 118 A.1.2 ncercarea la ndoire ................................................................................................... 118 A.2 ncercri pe componente ................................................................................................... 119 A.2.1 Determinarea ariei eficace i a influenei perforaiilor .............................................. 119 A.2.2 Determinarea influenei flambajului prin distorsiune asupra forei axiale capabile a stlpilor .................................................................................................................................... 122 A.2.3 Determinarea curbelor de flambaj ............................................................................. 124 A.2.4 ncercri pentru determinarea rigiditii la forfecare a unui cadru transversal .......... 127 A.2.5 ncercri pentru determinarea momentului capabil al unui stlp .............................. 129 A.2.6 ncercri pentru determinarea momentului capabil al unei grinzi ............................. 130 A.2.7 ncercri pe conexiunea grind stlp determinarea capacitii i rigiditii ......... 132 A.2.8 ncercri pe conexiunea grind stlp determinarea slbirii mbinrii (jocul n mbinare) .................................................................................................................................. 136 A.2.9 Determinarea capacitii la forfecare a conectorilor i a siguranelor ...................... 137 A.2.10 ncercarea prinderii de la baza stlpului ................................................................. 139 Anexa B (informativ) Exemple de calcul ........................................................................... 143 Exemplele 1 i 2 Rafturi simple i rafturi duble amplasate n zon seismic cu ag=0.3g...... 143 B.1.1 Descrierea structurilor ............................................................................................... 143 B.1.2. Principii de calcul ..................................................................................................... 143 B.1.3.Verificarea de rezisten ............................................................................................ 148 Exemplul 3 - Rafturi duble cu tirani amplasate n zon seismic cu ag=0.35g....................... 153 B.2.1 Descrierea structurii ................................................................................................... 153 B.2.3.Verificarea de rezisten ............................................................................................ 153 Anexa C (informativ) Exemple de calcul privind evaluarea rezultatelor ncercrilor experimentale ........................................................................................................................ 160 C.1 ncercarea la traciune ...................................................................................................... 160 C.2 Determinarea ariei eficace ............................................................................................... 162 C.2.1 Rezultate pentru seciunea RS125 ............................................................................ 162 C.2.2 Rezultate pentru seciunea RS95 .............................................................................. 165 C.3 Determinarea influenei flambajului prin distorsiune ..................................................... 168 C.3.1 Rezultate pentru seciunea RS125 ............................................................................ 169 C.3.2 Rezultate pentru seciunea RS95 .......................................................................... 170

5

1. Obiect i domeniu de aplicare

1.1. Domeniul de aplicare (1) Ghidul se aplic la calculul i proiectarea la aciunea seismic a structurilor metalice de tip rafturi pentru prezentare i depozitare n spaii comerciale, amplasate n interiorul cldirilor. (2) Ghidul conine recomandri pentru proiectarea rafturilor amplasate n zone neseismice i seismice, precum i metode de testare a elementelor componente din structura rafturilor metalice.

(3) Ghidul de proiectare trateaz numai aspectele privind sistemele de rafturi ca structuri independente, care nu sunt legate de elementele de rezisten ale structurii cldirii.

(4) Prevederile ghidului se adreseaz investitorilor, proiectanilor, executanilor de lucrri, specialitilor cu activitate n domeniul construciilor atestai /autorizai n condiiile legii, precum i organismelor de verificare i control (verificarea i/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul i/sau expertizarea lucrrilor).

(5) Fabricanii, reprezentanii autorizai ai acestora, importatorii i distribuitorii de produse pentru rafturile metalice trebuie s ia n considerare prevederile prezentului ghid pentru ca activitatea de comercializare a acestor produse s i ating scopul.

1.2. Documente de referin Reglementri tehnice: Nr. crt.

Acte legislative Act normativ prin care se aprob reglementarea tehnic/publicaia

1. Cod de proiectare. Bazele proiectrii construciilor, indicativ CR 0 2012

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 1530/2012, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I bis, nr.647/11 septembrie 2012, cu completrile ulterioare

2. Cod de proiectare seismic. Partea I - Prevederi de proiectare pentru cldiri, indicativ P 100-1/2013

Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice, nr.2465/2013, publicat n Monitorul Oficial al Romniei Partea I nr.558 i nr.558 bis din 3 septembrie 2013

Standarde de referin: Nr. crt.

Standarde Denumire

1. SR EN 1991-1-1:2004 Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri

2. SR EN 1991-1-1:2004/NA:2006

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri din exploatare pentru construcii. Anex naional

6

3. SR EN 1991-1-1:2004/AC:2009

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri din exploatare pentru construcii

4. SR EN 1991-1-7:2007

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-7: Aciuni generale. Aciuni accidentale

5. SR EN 1991-1-7:2007/AC:2010

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-7: Aciuni generale. Aciuni accidentale

6. SR EN 1991-1-7:2007/NB:2011

Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-7: Aciuni generale. Aciuni accidentale. Anex naional

7. SR EN 1993-1-1:2006

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-1: Reguli generale i reguli pentru cldiri

8. SR EN 1993-1-1:2006/NA:2008

Eurocod 3: Proiectarea structurilor din oel. Partea 1-1: Reguli generale i reguli pentru cldiri. Anexa naional

9. SR EN 1993-1-1:2006/AC:2009

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-1: Reguli generale i reguli pentru cldiri

10. SR EN 1993-1-3:2007

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-3: Reguli generale. Reguli suplimentare pentru elemente structurale i table formate la rece

11. SR EN 1993-1-3:2007/NB:2008

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-3: Reguli generale. Reguli suplimentare pentru elemente structurale i table formate la rece. Anexa naional

12. SR EN 1993-1-3:2007/AC:2013

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-3: Reguli generale. Reguli suplimentare pentru elemente structurale i table formate la rece

13. SR EN 1993-1-8:2006

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-8: Proiectarea mbinrilor

14. SR EN 1993-1-8:2006/NB:2008

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-8: Proiectarea mbinrilor. Anex naional

15. SR EN 1993-1-8:2006/AC:2010

Eurocod 3: Proiectarea structurilor de oel. Partea 1-8: Proiectarea mbinrilor

16. SR EN 1998-1:2004

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1: Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri

17. SR EN 1998-1:2004/NA:2008

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1: Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri. Anexa naional

18. SR EN 1998-1:2004/AC:2010

Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 1: Reguli generale, aciuni seismice i reguli pentru cldiri

7

19. SR EN ISO 6892-1:2010

Materiale metalice. ncercare la traciune. Partea 1: Metod de ncercare la temperatura ambiant

20. SR EN ISO 7438:2005 Materiale metalice. ncercarea la ndoire 21. SR EN 15512:2009 ver.eng.

Sisteme statice de stocare de oel. Sisteme de stelaje cu palete reglabile. Principii pentru calculul structural

22. SR EN 15620:2009 ver.eng.

Sisteme statice de stocare de oel. Stelaj cu palete reglabile. Tolerane, deformaii i jocuri

23. SR EN 15635:2009 ver.eng. Sisteme statice de stocare de oel. Utilizare i ntreinere a sistemului de stocare

24. SR EN 15878:2010 ver.eng.

Sisteme de depozitare statice de oel. Termeni i definiii

1.3. Simboluri A Aciune acidental A Aria seciunii transversale Aeff Aria efectiv a seciunii transversale AE,d Valoarea de proiectare a aciunii seismice pentru perioada de revenire de referin Ag Aria brut a seciunii transversale Anet Aria net a seciunii transversale n zona mbinrii Aph ncrcare orizontal accidental din poziionarea paleilor Apv ncrcare vertical accidental din poziionarea paleilor ag Acceleraia orizontal de proiectare a terenului av Acceleraia vertical de proiectare a terenului b Limea seciunii transversale a stlpului (montantului) C Factor de corecie pentru moment CL, CH

Valorile limit inferioar i superioar ale factorilor de corecie pentru coeficientul de frecare ntre palet i grind

de Deplasarea unui punct din sistemul structural produs de aciunea seismic de proiectare, determinat prin analiza liniar bazat pe spectrul de rspuns de proiectare

dg Deplasarea de proiectare a terenului dr Deplasare relativ de nivel de proiectare ds Deplasarea unui punct din sistemul structural produs de aciunea seismic de

proiectare du nlimea seciunii transversale a montantului E Modul de elasticitate longitudinal Ed Valoarea efectului produs de aciunea de proiectare ED1 Factor de modificare a spectrului de proiectare ED2 Factor de modificare a greutii paletului ED3 Factor de modificare a spectrului de proiectare EE Efect al aciunii seismice

8

EEd,G Efect al aciunilor altele dect cea seismic incluse n combinaia de aciuni pentru situaia de proiectare seismic

EEd,E Efect al aciunii seismice de proiectare EEi Valoarea efectului aciunii seismice datorit modului de vibraie i EEdx Efect al aplicrii aciunii seismice n direcia axei orizontale x EEdy Efect al aplicrii aciunii seismice n direcia axei orizontale y EEdz Efect al aplicrii aciunii seismice n direcia axei verticale z e Limea efectiv de rezemare a plcii de baz e Excentriciti Fb Fora seismic tietoare de baz Fi Fora orizontal la nivelul i fk Rezistena caracteristic a materialului ft Rezistena la curgere observat la specimenul testat fu Rezistena caracteristic ultim fy Rezistena caracteristic la curgere fya Rezistena la curgere medie fyb Rezistena la curgere de baz, egal cu fy fy,act Rezistena real la curgere a oelului n zonele disipative G Modul de elasticitate transversal G Greutate total pe o grind Gk Valoarea caracteristic a aciunii permanente g Acceleraia gravitaional h nlimea nivelului de depozitare I Moment de inerie axial al seciunii transversale IT Moment de inerie la torsiune liber al seciunii transversale I Moment de inerie sectorial (la torsiune cu deplanare mpiedicat) i Raza de inerie a seciunii transversale i0 Raza de inerie polar a seciunii transversale K Factorul lungimii efective (al lungimii de flambaj) k0 Rigiditatea conectorului grind-stlp ks Coeficient corespunztor numrului de teste L Lungimea grinzii l Lungime efectiv sau lungime de flambaj M Moment ncovoietor ME,tot Masa total a raftului pentru analiza seismic MRd Valoarea de proiectare a rezistenei seciunii transversale la moment ncovoietor mi, mj Mase n analiza spectrului de rspuns N For axial Ncr Fora critic de flambaj Euler Ndb,Rd Capacitatea de rezisten la flambaj prin distorsiune Nb,Rd Capacitatea de rezisten la flambaj Nc,Rd Capacitatea de rezisten la compresiune

9

NEd Fora axial de proiectare din aciunea seismic NEd,G Fora axial din alte aciuni dect cea seismic incluse n combinaia de aciuni

pentru situaia de proiectare seismic Npl,Rd Capacitatea de rezisten plastic de proiectare a seciunii la for axial Nu,Rd Capacitatea de rezisten de proiectare ultim a seciunii nete la for axial NSd Fora axial de compresiune din ncrcri de proiectare Pcr,E Fora critic de flambaj pentru bara dublu articulat Ptot ncrcarea gravitaional total la un anumit nivel n situaia de proiectare

seismic Rk Valoarea caracteristic a rezultatelor ajustate ale testelor Rm Valoarea medie a rezultatelor ajustate ale testelor n Numr de teste nc Numr de stlpi (montani) n lungul raftului ns Numr de niveluri de depozitare pe grinzi (nu i pe pardoseal) Q ncrcare variabil Q ncrcare pe grind pentru poziionarea planificat a paletului Qe ncrcare pe grind pentru poziionarea paletulului cu deviere maxim de la cea

planificat Qk,i Valoarea caracteristic a aciunii variabile QP ncrcarea de proiectare din palet QP,dat ncrcarea din palet specificat n contract Qph ncrcare orizontal provenit din manipularea produselor Qpv ncrcare vertical provenit din manipularea produselor Qu Greutatea unitii de ncrcare q ncrcare distribuit uniform q Factor de comportare q' Factor de comportare corectat qd Factor de comportare pentru deplasri si, sj Deplasrile maselor mi, mj n modul fundamental de vibraie Rd Rezistena de proiectare a elementului Rfy Capacitatea de rezisten plastic a elementului disipativ conectat RF Factor de reducere asociat gradului de umplere a raftului Se(T) Ordonata spectrului de rspuns elastic Sd(T) Ordonata spectrului de rspuns de proiectare Sve(T) Ordonata spectrului de rspuns elastic vertical Svd(T) Ordonata spectrului de rspuns de proiectare vertical T Perioada de vibraie a unui sistem liniar cu 1 GLD T1 Perioada fundamental de vibraie a unui sistem cu n GLD TB, TC Limitele domeniului cu acceleraii spectrale constante TD Valoarea perioadei care definete nceputul domeniului de deplasri spectrale

constante Tk Perioada de vibraie a modului k

10

V For tietoare V For vertical Vcr Valoarea critic elastic a ncrcrii verticale VEd Fora tietoare de proiectare n situaia seismic VEd,G Fora tietoare din alte aciuni dect cea seismic incluse n combinaia de aciuni

pentru situaia de proiectare seismic VEd,E Fora tietoare de proiectare din aciuni seismice Vtot Fora tietoare seismic de nivel total W Modul de rezisten al seciunii transversale W Greutatea paletului WE Greutatea paletului pentru analiza seismic Wi, Wj Greutatea corespunztoare maselor mi, mj zi, zj nlimile de nivel ale maselor mi, mj Coeficient de dilatare termic a materialului Factor de corecie pentru limita de curgere Factor al imperfeciunilor Valoarea limit inferioar a factorului pentru spectrul de proiectare A Coeficient al clasei de seciune Factor de reducere a tensiunilor pentru flambaj (coeficient de flambaj) Deplasare Coeficient asociat imperfeciunii din deplasare lateral 0 Coeficient asociat imperfeciunii iniiale din abaterea de la verticalitate s Coeficient de slbire a conectorului de la captul grinzii Factor parial de siguran A Factor parial de siguran pentru ncrcri accidentale GA Factor parial de siguran pentru ncrcri permanente I Factor de importan L Factor parial de siguran pentru ncrcri M Factor de siguran pentru material M0 Coeficient parial de siguran pentru material M2 Coeficient parial de siguran pentru mbinare QA Factor parial de siguran pentru ncrcri variabile ov Factor de suprarezisten de proiectare pb Coeficient al rezistenelor reziduale post-flambaj Factor de corecie al spectrului n funcie de amortizare Coeficient de zveltee Coeficient de zveltee adimensional Coeficientul lui Poisson al contraciei transversale S Coeficient de frecare ntre palet i grind Rotire Factor de sensibilitate pentru deplasarea relativ de nivel

11

p Parametrul capacitii de rotire a zonei de aticulaie plastic Densitatea materialului Coeficient de suprarezisten Coeficientul de amortizare vscoas, exprimat ca procent din amortizarea critic 2,i Coeficient parial de reducere a ncrcrilor variabile

1.4 Termeni i definiii Aciune accidental Aciune n general de scurt durat, dar de intensitate mare, cu

probabilitate redus de apariie pe durata de via a unei structuri Analiz global Determinarea eforturilor i deplasrilor pentru structura spaial a

raftului solicitat de diferite aciuni Bulon de ancoraj Dispozitiv cu care se fixeaz placa de baz n pardoseal Cadru transversal Cadru format pe direcia scurt a raftului de doi stlpi (montani) i

contravntuiri n diferite configuraii Clinometru Instrument cu care se determin nclinarea unui obiect fa de planul

orizontal Compartiment Zon de depozitare la un anumit nivel ntr-un raft, delimitat de

dou cadre transversale; n cazul rafturilor duble, aceast zon corespunde unei singure pri a raftului

Conector la capetele grinzii

Element sudat sau n alt mod integrat n grind, avnd boluri sau alte dispozitive care se introduc n perforaiile stlpilor (montanilor)

Contravntuiri verticale

Contravntuiri n planul vertical paralel cu direcia lung a raftului din spatele acestuia, unde nu se fac operaii de manipulare a produselor

Deschidere Distana dintre stlpi msurat n lungul raftului Direcia longitudinal a rolei

Direcia de laminare a tablei metalice

Distanier Component care face legtura i fixeaz distana ntre cadrele transversale ale rafturilor duble

Epruvet Pies de prob confecionat dintr-un anumit material, pentru a fi supus unor ncercri n vederea determinrii materialului respectiv

Grind longitudinal Element structural orizontal care face legtura ntre doi stlpi pe direcia lung a raftului

Element rigidizat al seciunii transversale

Parte din seciunea transversal conectat la restul seciunii de-a lungul ambelor muchii longitudinale

Element nerigidizat al seciunii transversale

Parte din seciunea transversal conectat la restul seciunii de-a lungul unei singure muchii longitudinale

ncrcare de poziionare

ncrcare datorat manipulrii produselor la depozitarea i scoaterea lor din raft

12

ncrcare unitar (standard)

ncrcare corespunztoare unui articol depozitat individual, cum ar fi un palet, un container, o cutie sau un pachet, care poate fi poziionat sau retras din raft ntr-o singur operaie

ncrcare pe deschidere

Greutatea total admisibil pe o deschidere corespunztoare tuturor ncrcrilor unitare, mai puin cele depozitate direct pe pardoseal

Lot de oel Cantitate de oel cu aceleai specificaii, produs de un furnizor la un anumit moment

Material de baz Foi de tabl plate sau n role din care se obin elementele structurale ale rafturilor prin laminare, ndoire sau presare

Montaj experimental Ansamblul realizat din echipamentele de ncercare i msurare i elementele ce urmeaz a fi ncercate

Palet Platform orizontal rigid pe care se grupeaz produsele care formeaz o ncrcare unitar; majoritatea paleilor sunt din lemn, dar pot fi i din plastic sau oel.

Pierdere de stabilitate

Deplasare lateral a structurii adugat la abaterea iniial de la verticalitate

Piston hidraulic Dispozitiv cu micare liniar, acionat hidraulic, utilizat pentru inducerea unei fore de excitaie n cazul unei ncercri experimentale

Plac de baz Component structural conectat la baza stlpului pentru a permite fixarea sa n pardoseal i pentru a distribui ncrcarea la pardoseal

Plcu de egalizare Component aflat ntre placa de baz i pardoseal care permite aezarea raftului la nivel

Raft simplu Raft accesibil pe o singur parte n lungul su Raft dublu Raft accesibil pe ambele pri n lungul su, alctuit din dou rafturi

simple aezate spate n spate, legate prin distanieri Rsucire (distorsiune)

Tendina unui element format la rece de distorsionare brusc a seciunii transversale cnd este tiat dintr-un element mai lung

Siguran metalic Element metalic utilizat n vederea mpiedicrii desprinderii accidentale a elementelor dintr-o mbinare

Sistem de contravntuire orizontal

Sistem alctuit din contravntuiri i grinzi de legtur n plan orizontal, la fiecare nivel de depozitare, care nu preia ncrcri din produse i care, mpreun cu contravntuirile verticale, asigur stabilitatea sistemului de rafturi

Specimen Element sau ansamblu de elemente extrase dintr-o structur n vederea realizrii de ncercri experimentale.

Stlp (montant) Element structural vertical avnd n lungul su numeroase perforaii egal distanate ntre ele, pe care se fixeaz grinzile i alte elemente

Traductor de deplasare

Dispozitiv mecanic sau electric utilizat pentru msurarea deformaiilor

Traductor de for Dispozitiv mecanic sau electric utilizat pentru msurarea forelor

13

2. Cerine generale de proiectare

2.1 Generaliti Structurile metalice ale sistemelor de rafturi destinate depozitrii mrfurilor n

depozite sau spaii comerciale nu se ncadreaz n categoria structurilor de cldiri. Diferena ntre cele dou tipuri de structuri const n domeniul de utilizare, natura ncrcrilor, dimensiunile structurale i tipurile de elemente de rezisten. n cazul structurilor de rafturi metalice, elementele de rezisten grinzi, stlpi, contravntuiri sunt realizate, n general, din tabl ndoit la rece. Pentru a se asigura flexibilitatea nivelurilor de depozitare, stlpii sunt perforai, ceea ce permite montarea grinzilor la diferite nlimi.

Se pot ncadra n categoria structurilor de cldiri acele structuri de rafturi care formeaz i structura de rezisten a depozitului. Pe lng aciunile specifice structurilor de rafturi amplasate n cldiri, acestea sunt supuse i la aciunea vntului i a zpezii.

Structurile metalice de rafturi amplasate n interiorul cldirilor sunt rezemate pe plcile de planeu ale acestora.

La proiectarea structurilor metalice de rafturi, pe lng ncrcrile provenite din greutatea lor proprie i a mrfurilor depozitate se va considera i efectul aciunii seismice. Aceasta se transmite fie direct, prin intermediul dalelor de beton rezemate direct pe teren, fie prin oscilaiile forate ale plcilor planeelor de la diferite niveluri ale cldirii n care sunt amplasate structurile de rafturi metalice. n primul caz, aciunea seismic se stabilete direct prin intermediul spectrelor absolute ale acceleraiilor de rspuns elastic dependente de amplasament. n al doilea caz se vor stabili spectrele de rspuns de etaj corespunztoare rspunsului global al cldirii n care sunt amplasate structurile de rafturi. Principiile analizei la aciuni seismice sunt aceleai ca n cazul cldirilor amplasate n zone seismice, respectiv cele coninute n codul de proiectare P 100-1.

Ghidul de proiectare introduce o serie de aspecte particulare privind comportarea structuri metalice pentru rafturi. Acestea se refer la:

- considerarea interaciunii dintre structurile metalice de rafturi i mrfurile depozitate prin coeficienii de corecie 1DE , 2DE i 3DE ;

- determinarea factorilor de comportare n funcie de modul de alctuire. n ghidul de proiectare sunt prevzute i principiile de calcul privind gruparea

aciunilor frecvente provenite din greutatea proprie a structurii rafturilor i a mrfurilor depozitate, din ncrcrile din manipulare i din efectul imperfeciunilor geometrice structurale.

n acest ghid de proiectare, spre deosebire de codul de proiectare P 100-1, ncrcrile care se combin cu aciunea seismic se determin innd seama de lunecarea produselor paletizate pe grinzi sau de rsturnarea acestora de pe grinzi n timpul oscilaiilor forate induse de micarea terenului. Pe de alt parte, spre deosebire de cldiri, la care ncrcarea util reprezint ntre 20 i 50% din ncrcrile permanente, n cazul sistemelor metalice de rafturi greutatea proprie reprezint circa 5% din greutatea total, n care este inclus i greutatea mrfurilor depozitate. Ca urmare, distribuia mrfurilor ca ncrcri variabile va afecta rspunsul structural sub aciunea seismic. Deoarece posibilitatea cderii mrfurilor de pe rafturi n timpul cutremurului poate afecta capacitatea de rezisten a acestora, producnd un colaps progresiv, mrfurile trebuie aezate astfel nct s se previn cderile accidentale.

14

Pentru a reduce mrimea forelor de inerie dezvoltate n timpul unui cutremur sever se pot realiza structuri de rafturi izolate seismic, astfel nct cderile accidentale ale mrfurilor s fie evitate.

Se au n vedere i urmtoarele aspecte particulare de comportare n timpul unei aciuni seismice:

- rspunsul la aciuni seismice este diferit n cele dou direcii principale ale sistemelor de rafturi, longitudinal i transversal;

- amortizarea structurii de oel este majorat datorit micrii produselor din palei, lunecrii produselor paletizate pe grinzi i frecrii din mbinrile semirigide dintre grinzi i stlpi;

- solicitrile ciclice specifice aciunii seismice pot afecta comportarea i capacitatea de rezisten a mbinrilor dintre grinzi i stlpi; modul n care se consider aceste legturi influeneaz decisiv comportarea structurii.

2.2 Amplasarea i alctuirea structurilor pentru rafturi metalice n figura 2.1 se prezint un exemplu de amplasare ntr-un depozit a sistemelor de

rafturi metalice i termenii afereni.

Seciune longitudinal

Vedere n plan a - zon de circulaie; b - pasaj pentru persoane; c deschidere (distana ntre montani n lungul

raftului); d - pasaj pentru persoane/utilaje; e - compartiment; f - nivel de depozitare; g - zona de ncrcare/descrcare produse; h - raft simplu; i - raft dublu; j - alee de circulaie

Fig. 2.1. Amplasarea sistemelor de rafturi metalice n depozit

15

a - cadru transversal; b - grind longitudinal; c - element transversal pe care reazem paleii; d - dorn de blocare pentru elementul de conectare a grinzii pe montant; e - conectorul captului grinzii pe montant; f - plac de baz; g - protecie montant; h - element de reazem pentru sprinklere; i stlp (montant); j - distanier ntre cadrele transversale; k - plcue de egalizare; l - bulon de ancoraj.

a. raft dublu

b. raft simplu Fig. 2.2. Elementele componente ale sistemelor de rafturi metalice

n figura 2.2, a se pot identifica elementele de rezisten ale structurilor rafturilor metalice, exemplificate pe un raft dublu. n figura 2.2, b se prezint un raft simplu cu contravntuiri n planul vertical longitudinal din spatele raftului i n plan orizontal.

Sistemele de rafturi metalice pot fi clasificate n:

16

- structuri fr contravntuiri n plan vertical longitudinal i n plan orizontal; - structuri cu contravntuiri n plan vertical longitudinal i n plan orizontal.

De regul, n plan vertical transversal, structurile destinate depozitrii produselor paletizate sunt prevzute cu contravntuiri transversale.

n figura 2.3 se prezint un sistem de raft necontravntuit n plan vertical longitudinal i orizontal. Stabilitatea n plan vertical longitudinal este asigurat prin modul de alctuire a mbinrilor dintre stlpi i grinzi, evitnd formarea unor sisteme cinematice.

Vedere longitudinal Vedere transversal

Vedere n plan

1 grinzi longitudinale, 2 - stlpi (montani), 3 - legturi la partea superioar, 4 - legturi scurte (distanieri) ntre rafturi, 5 - contravnturi

Fig. 2.3 Sistem de rafturi necontravntuite n plan vertical longitudinal i n plan orizontal

n plan vertical transversal, n direcia scurt a rafturilor, sunt prevzute contravntuiri. De asemenea, n cazul rafturilor duble se prevd i legturi scurte (distanieri) ntre rafturi, dispuse pe nlime, eventual la fiecare nivel de depozitare. n cazul rafturilor obinute prin combinaia unui raft simplu cu un raft dublu, cu zon de trecere ntre acestea, se prevd legturi transversale i la partea superioar a rafturilor.

17

Dac forele orizontale provenite din aciunea seismic sunt importante, se adopt sistemele de rafturi contravntuite n plan vertical longitudinal i orizontal. Contravntuirile dispuse n panouri n plan vertical longitudinal i n plan orizontal trebuie s asigure stabilitatea sistemelor de rafturi. Pentru evitarea apariiei unor forme antisimetrice de pierdere a stabilitii, panourile contravntuite se vor plasa simetric n lungul sistemelor de rafturi. Contravntuirile verticale din planul longitudinal sunt eficiente numai dac sunt prinse rigid de rafturi (fig. 2.4).

Vedere longitudinal Vedere transversal

Vedere n plan

1 - contravntuiri verticale, 2 grinzi longitudinale, 3 - stlpi (montani), 4 - contravntuiri transversale, 5 - legturi scurte ntre sistemul de contravntuiri verticale i raft, 6 - legturi transversale superioare

Fig. 2.4 Sistem de rafturi cu contravntuiri n plan vertical longitudinal i orizontal

n figura 2.5 se prezint comportarea sistemelor de rafturi la deplasri laterale n cazul legturilor transversale flexibile, respectiv rigide.

18

a. legturi flexibile

b. legturi rigide

Fig. 2.5. Comportarea sistemelor de rafturi la deplasri longitudinale

2.3 Criterii de regularitate structural Se recomand realizarea de structuri regulate n plan i n elevaie din punct de vedere geometric i al dispunerii rigiditii elementelor i a maselor. Practic, este imposibil de a imagina toate posibilitile de dispunere a mrfurilor pentru orice configuraie de produse ambalate. Pentru configuraii geometrice regulate se poate considera c i dispunerea maselor ndeplinete condiia de regularitate. Pentru cele dou direcii principale ale sistemelor de rafturi este necesar ndeplinirea urmtoarelor condiii:

a) n direcie transversal - rigiditate regulat a cadrelor transversale; - dispunerea diagonalelor contravntuirilor transversale pe toat nlimea raftului; - asigurarea unui raport mai mic dect 2 ntre distana dintre grinzi pe vertical i

distana dintre pardoseal i primul nivel de depozitare. Aceast condiie poate s nu fie respectat dac primul nivel de depozitare se afl la o nlime mai mic de 1 m.

b) n direcie longitudinal - dispunerea contravnturilor verticale pe ambele fee ale raftului sau realizarea de

sisteme de rafturi necontravntuite vertical n direcie longitudinal; rafturile contravntuite ntr-un singur plan vertical nu ndeplinesc condiia de regularitate n plan;

- dispunerea grinzilor la acelai nivel pe toat lungimea raftului; - asigurarea unui raport mai mic dect 2 ntre distana dintre grinzi pe vertical i

distana dintre pardoseal i primul nivel de depozitare. Se accept un raport mai mare ca 2 dac primul nivel de depozitare se afl la o nlime mai mic de 1 m.

- dispunerea continu a contravntuirilor verticale de la pardoseal la ultimul nivel (fig. 2.6). n cazul n care contravntuirile sunt dispuse doar la cteva niveluri (fig. 2.7, fig. 2.8), structura de rafturi se consider neregulat n elevaie.

2.4 Reguli pentru proiectarea structurilor slab disipative n cazul elementelor de rezisten care intr n alctuirea structurilor de rezisten la

cutremur se vor respecta regulile pentru materiale date n capitolul 4. Pentru structuri slab disipative se vor respecta urmtoarele reguli: - capacitatea de rezisten a elementelor componente i a mbinrilor acestora se

determin conform SR EN 1993-1 i SR EN 15512, n funcie de domeniul de comportare considerat elastic sau plastic;

- piuliele elementelor ntinse trebuie s fie strnse corespunztor;

19

Fig. 2.6 Configuraii regulate de contravntuiri n direcia longitudinal

Fig. 2.7 Configuraii neregulate de contravntuiri n direcia longitudinal

a b Fig. 2.8 a. Configuraii neregulate de contravntuiri n plan i n elevaie; b. Configuraii regulate de contravntuiri n plan i neregulate n elevaie

- se va considera un factor de comportare q > 1,5 n cazul n care seciunile elementelor care particip la preluarea forelor seismice sunt din clasa 1, 2 sau 3;

- se permit contravntuiri transversale n K, D, Z i X fr bare orizontale ntre ele. Barele comprimate i mbinrile acestora se consider solicitate n domeniul elastic de comportare;

- n cazul mbinrilor care lucreaz prin forfecare realizate din uruburi, capacitatea de rezisten la forfecare trebuie s fie cu 20% mai mare dect capacitatea de rezisten la strivire. Aceast cerin nu este obligatorie n cazul n care capacitatea de rezisten la strivire este mai mare dect fora tietoare obinut din gruparea seismic pentru un calcul elastic, cu q = 1,0.

20

- capacitatea de rezisten a conexiunilor poate fi mai mic dect eforturile din gruparea seismic obinute pentru un calcul elastic, cu q = 1,0.

2.5 Reguli pentru proiectarea structurilor disipative Se vor proiecta ca elemente disipative acele elemente de rezisten pentru care intrarea n domeniul plastic, flambajul local sau incursiunile ciclice plastice nu produc pierderea de stabilitate a structurii n ansamblu. Capacitatea de rezisten a elementelor i a mijloacelor de mbinare din zonele disipative se va realiza folosind regulile din SR EN 1993-1 i SR EN 15512 asociate unui rspuns n domeniul elastic sau plastic. Elementele nedisipative, cum ar fi stlpii, i mbinrile elementelor disipative trebuie s posede suficient capacitate de rezisten pentru a permite dezvoltarea deformaiilor plastice ciclice n elementele i zonele proiectate ca disipative.

2.6 Condiii de ancorare Proiectantul plcilor din beton n care se ancoreaz bazele stlpilor structurilor de rafturi trebuie s specifice rezistena de rupere i la smulgere a ancorelor nglobate n beton.

2.7 Reguli suplimentare pentru elemente disipative Proiectarea elementelor disipative trebuie s urmreasc conceptele din codul de proiectare P 100-1, inclusiv cerinele de suprarezisten pentru elementele i mbinrile structurii care nu trebuie s urmeze incursiuni n domeniul plastic.

2.8 Reguli pentru conexiuni Conexiunile elementelor disipative trebuie s posede suficient suprarezisten pentru a permite deformarea plastic a elementelor pe care le conecteaz. Pentru mbinri cu uruburi sau cu cordoane de sudur, condiia de suprarezisten se scrie sub forma:

fyovd RR 1,1 (2.1)

unde Rd este capacitatea de rezisten a mbinrii conform SR EN 1993-1-8; Rfy este capacitatea de rezisten plastic a elementelor disipative conectate; ov factorul de suprarezisten de proiectare al oelului folosit (de regul ov =1,25). uruburile trebuie s fie din clasa 8.8 sau 10.9. Capacitatea de rezisten a mbinrilor cu uruburi trebuie s fie cu 20% mai mare dect capacitatea de rezisten a elementelor mbinate. mbinrile proiectate astfel nct s contribuie la disiparea energiei induse de aciunea seismic trebuie s fie ncercate experimental.

2.9 Reguli de alctuire i proiectare pentru contravntuiri concentrice Criteriile urmtoare se aplic la proiectarea cadrelor transversale cu contravntuiri n X (tipul a din fig. 5.2), precum i a contravntuirilor verticale din direcie longitudinal:

- deformaiile plastice trebuie s se produc n diagonalele ntinse nainte de a se produce cedarea mbinrilor i flambajul grinzilor sau stlpilor;

21

- elementele diagonale ale contravntuirilor trebuie s fie dispuse astfel nct structura sistemului de rafturi s se comporte identic n orice direcie considerat i pentru orice sens al aciunii seismice. Dac pentru contravntuirile plasate n plan vertical longitudinal se folosesc elemente plate sau cabluri ntinse prin uruburi de reglaj, atunci sunt necesari stlpi care s nu suporte direct aciunea mrfurilor. Acetia trebuie s formeze un plan vertical contravntuit distinct. n cazul contravntuirilor verticale n X se vor lua n considerare n calcule numai diagonalele ntinse, iar n cazul contravntuirilor n V se pot lua n calcul att diagonalele ntinse ct i cele comprimate.

22

3. ncrcri i grupri de ncrcri

La calcul structurilor de rezisten ale rafturilor metalice se consider efectele aciunilor permanente, variabile, accidentale din manipulri i din seism, corespunztoare sistemelor de rafturi amplasate n cldiri.

n prezentul ghid nu se consider aciunile vntului i zpezii, specifice structurilor amplasate n exterior, i nu este cuprins efectul sistemelor de depozitare asupra structurii de rezisten a cldirii n care sunt amplasate. Pentru aceste probleme se recomand consultarea SR EN 15512.

3.1 Aciuni permanente n categoria aciunilor permanente intr greutatea proprie a structurilor de rafturi metalice, precum i greutatea eventualelor sisteme de ventilaie, aer condiionat, instalaii de sesizare i stingerea incendiilor prinse de structura metalic.

3.2 Aciuni variabile Se consider urmtoarele aciuni variabile:

- greutatea produselor paletizate depozitate pe rafturi; - efectul imperfeciunilor provenite din modul de execuie a cadrelor transversale,

contravntuirilor i altor elemente structurale, din plasarea ncrcrilor, etc.; - impactul aciunilor accidentale induse prin manipularea produselor care se

depoziteaz; - aciunea seismic.

3.3 Greutatea produselor paletizate n analiza global se consider c toate rafturile sunt uniform ncrcate. Greutatea maxim a produselor paletizate se specific de ctre beneficiarul sistemului de rafturi i se determin pe baza greutii specifice a produselor paletizate. Grinzile se vor proiecta la ncrcarea maxim estimat. Nu se vor considera depiri ale ncrcrilor pe rafturi. La proiectarea montanilor se vor considera toate rafturile ncrcate cu produse, ipotez care va conduce la cea mai mare solicitare a stlpilor. Efectul aezrii aleatoare a produselor pe rafturi poate fi neglijat dac nu se produce o depire mai mare de 12% a strii de eforturi n raport cu o ncrcare simetric a grinzilor. n caz contrar, grinzile se calculeaz pentru o ncrcare

QQ =' (3.1)

n care Q este ncrcarea pe grind pentru poziionarea planificat a paletului. Factorul de multiplicare depinde de raportul

QQe

= (3.2)

n care eQ este ncrcarea pe grind pentru poziionarea paletulului cu deviere maxim de la cea planificat.

23

Dac 12,1 0,1= 24,112,1 24,12 = (3.3) 24,1 =

3.4 Efectul dinamic al poziionrii produselor paletizate Dac paleii sunt aezai pe rafturi cu mijloace mecanice, se va considera un efect dinamic vertical suplimentar prin majorarea cu 25% a ncrcrii statice verticale permanente care se poziioneaz n cea mai defavorabil poziie. Cu aceast ncrcare majorat se calculeaz grinzile i mbinrile acestora cu elementele adiacente. n cazul bunurilor plasate manual, factorul de impact se consider 2. Ca urmare, ncrcarea paletului depozitat manual n cea mai defavorabil poziie se majoreaz cu 100%. Nu se consider efectul dinamic produs prin manipularea paleilor la proiectarea stlpilor (montanilor) i la calculul deplasrilor la SLS. Operaiile de manipulare pot induce i fore orizontale n sens transversal sau longitudinal sistemelor de rafturi, phQ . Aceste fore orizontale suplimentare se introduc n cea mai defavorabil poziie, dar nu simultan pe cele dou direcii. Dac bunurile sunt aezate cu echipamente mecanice manipulate manual, se vor introduce urmtoarele fore orizontale:

- pentru rafturi pn la 0,3 m nlime, 5,0=phQ kN, aplicat la orice nlime; - pentru rafturi cu 0,6H m nlime, 25,0=phQ kN, aplicat la partea superioar a

rafturilor sau 5,0=phQ kN, aplicat la orice nivel cu nlimea mai mic de 3 m, alegnd situaia cea mai defavorabil;

- pentru rafturi cu nlime intermediar m0,6m0,3 H , fie se aplic la partea superioar o for orizontal care se obine prin interpolarea liniar a valorilor de la cazurile anterioare, fie se introduce o for orizontal 5,0=phQ kN la orice nlime de raft mai mic de 3 m, n funcie de situaia cea mai defavorabil. n cazul poziionrii mecanizate automate a bunurilor, se va aplica o for orizontal minim 25,0=phQ kN n cea mai defavorabil poziie i la orice nlime de raft. n cazul aezrii manuale a bunurilor, se va considera o for orizontal 25,0=phQ kN. Pentru evitarea unor cazuri suplimentare de ncrcare, efectul forelor orizontale concentrate din manipulare n direcia longitudinal se nlocuiete cu o for distribuit uniform la toate nivelurile de rafturi, avnd rezultanta phQ2 . Pentru determinarea efectelor ncrcrilor orizontale de manipulare n direcia transversal se vor considera situaii de ncrcare la partea superioar a raftului pentru a obine eforturi maxime n contravntuirile transversale, respectiv la mijlocul grinzilor pentru a obine momente ncovoietoare maxime n raport cu axa de inerie de minim. De regul, efectul forelor orizontale suplimentare nu este considerat n analiza global a rafturilor, ci la dimensionarea elementelor componente ale sistemelor de rafturi.

24

3.5 Aciuni accidentale produse prin impact Acest tip de aciuni este generat de mijloacele mecanice de manipulare a produselor paletizate care, n cazul unor manevre greite, pot lovi accidental montanii la baz sau chiar structura la nivelul rafturilor. Pentru a reduce efectul impactului orizontal, se asigur protecii suplimentare a elementelor verticale direct expuse. Astfel:

- se protejeaz stlpii poziionai lng cile de acces cu manoane metalice cu o nlime de circa 400 mm de la nlimea pardoselii de rezemare;

- elementele de protecie trebuie s fie capabile s absoarb o energie de cel puin 400 Nm n orice direcie i la orice nlime ntre 40,010,0 m;

- elementele de protecie trebuie s asigure un spaiu liber fa de montani, astfel nct acetia s nu fie afectai n cazul unui impact accidental;

- elementele structurale ale rafturilor aflate deasupra paleilor trebuie s fie verificate la o for vertical accidental pvA pentru care factorul parial de siguran este 0,1=A . n cazul plasrii paleilor cu mijloace mecanice manipulate manual, 0,5=pvA kN. n cazul plasrii paleilor cu mijloace mecanice automate, kN55,0kN25,0 uQ , n care uQ este greutatea unitii de ncrcare;

- forele orizontale produse de impactul cu montanii se vor aplica la 40,0 m deasupra pardoselii pe latura expus n lungul rafturilor. n cazul mijloacelor mecanice manipulate manual, acestea vor fi 5,2=phA kN n direcie transversal, spre interiorul rafturilor,

respectiv 25,1=phA kN n direcia longitudinal a sistemului de rafturi. n cazul mijloacelor mecanice automate, 5,0=phA kN att n direcie longitudinal, ct i n direcie transversal. Aceste ncrcri nu se aplic simultan.

3.6 Aciunea seismic Efectul aciunii seismice poate fi neglijat dac produsul geI a, este mai mic dect

g05,0 sau dect valoarea indicat n codul de proiectare la seism a cldirilor, P 100-1. Aciunea seismic se consider conform P 100-1. Sistemele de rafturi metalice se

consider elemente nestructurale. Aciunea seismic este descris prin spectrul elastic de rspuns, care este dependent de amplasament. Spectrul elastic de rspuns este definit n P 100-1 n capitolul 3 i n anexa A.

Aciunea seismic este descris prin dou componente ortogonale n plan orizontal, considerate independente i definite prin acelai spectru de rspuns elastic, i printr-o component asociat micrii n direcia vertical.

3.6.1 Definirea intensitii aciunii seismice. Spectrul elastic de rspuns Conform codului P 100-1, aciunea seismic corespunde unui interval mediu de recuren IMR = 225 ani, respectiv unei probabiliti de depire de 20% n 50 de ani.

Spectrul acceleraiilor absolute de rspuns elastic definit conform P 100-1 cu urmtoarele relaii se consider valabil i pentru sistemele de rafturi metalice:

BTT 0 ( ) ( ) gB

e aTTTS

+= 15,21 (3.4)

25

CB TTT < ( ) ge aTS 5,2= DC TTT < ( ) gCe aT

TTS 5,2=

sTTD 5< ( ) gDCe aTTTTS 25,2=

n care: ( )TSe reprezint spectrul acceleraiilor absolute de rspuns elastic

T reprezint perioada de vibraie elastic a sistemului cu un grad de libertate echivalent BT este limita inferioar a domeniului cu rspuns spectral constant n acceleraii

CT este limita superioar a domeniului cu rspuns spectral constant n acceleraii

DT este limita inferioar a domeniului n care rspunsul spectral elastic n viteze este constant

ga este acceleraia terenului pentru proiectare, n funcie de amplasament este factorul de corecie a rspunsului elastic spectral n acceleraii absolute,

dependent de fraciunea din amortizarea critic a materialului,

55,05

100

+

= (3.5)

unde 0 este fraciunea din amortizarea critic exprimat n procente a materialului din care

este alctuit sistemul de rafturi (de regul, pentru rafturi din oel cu conexiuni

semirigide, conform FEM 10.2.08, 03,00 = i 118,13510

=

+= ).

Hazardul seismic este exprimat prin acceleraia de vrf a terenului n amplasament ( ga), ale crei valori sunt prezentate n capitolul 3 i n anexa A ale codului de proiectare seismic pentru cldiri, P 100-1. Perioadele de col BT , CT i DT sunt indicate n acelai cod i n tabelul 3.1 de mai jos. Tabelul 3.1

CT [sec] 0,7 1,0 1,6

BT [sec] 0,14 0,2 0,32 DT [sec] 3 3 2

n cazul n care sistemele de rafturi sunt aezate la niveluri superioare cotei terenului, se va utiliza spectrul de etaj pentru rspunsul elastic n acceleraii absolute. Spectrele de etaj trebuie s fie furnizate de proiectantul cldirii n care se vor amplasa rafturile.

26

3.6.2 Factorul de importan i de expunere la cutremur, I,e , pentru sistemele de rafturi Intervalul mediu de recuren poate fi modificat prin intermediul factorului de importan i de expunere la cutremur. De regul, pentru un interval mediu de recuren de 225 de ani, 0,1

,=eI .

Dac nu sunt cerine speciale prin coninutul temei de proiectare, factorul de importan pentru sistemul de rafturi se alege conform tabelului 3.2 i exemplului din fig. 3.1. Beneficiarul lucrrii poate specifica att clasa de importan i de expunere, ct i perioada de utilizare a sistemului de rafturi. n cazul aciunii seismice, perioada minim de exploatare a sistemului de rafturi nu poate fi mai mic de 30 de ani. De regul, factorul de importan al sistemului de rafturi nu poate fi mai mare dect cel al cldirii n care este amplasat.

Tabelul 3.2 Valori ale factorului de importan-expunere eI , pentru sistemele de rafturi Clasa de

importan-expunere

Descriere depozit Factor de importan-expunere

Perioada de exploatare 50 de ani 30 de ani (2)

I Rafturi din spaii comerciale i din depozite accesibile publicului 1,5 (2)

II Publicul nu are acces n zonele de depozitare 1,2 (2)

III Condiii standard de depozitare, inclusiv n zona de sortare a mrfurilor

1,0 0,84

IV Operaiile de depozitare sunt automatizate Gradul de acces al publicului este redus (1) 0,8 0,67

Observaii: (1) - Condiiile standard de depozitare presupun numai accesul persoanelor autorizate i al persoanelor care manipuleaz produsele depozitate;

- Spaiul de depozitare cu un grad redus de acces este deservit de cel mult 5 lucrtori prezeni simultan n spaiul de depozitare;

- Aria de depozitare este fie aria nchis de pereii perimetrali ai depozitului, dac acetia exist, fie aria ocupat de structurile rafturilor la care se adaug aria corespunztoare unei limi egale cu dublul valorii maxime a nlimii rafturilor sau a nlimii la care ajung produsele depozitate, msurat de la planeul pe care reazem rafturile; - Se pot prevedea clase de importan i de expunere superioare clasei I dac riscul asociat

condiiilor de lucru o impun. (2) - Factorul de importan nu poate fi micorat pentru sistemele de rafturi din clasele de importan i de

expunere I i II.

(1) Zona de sortare / cu condiii standard de depozitare clasa III de importan-expunere (2) Depozit cu operaii automatizate / grad de acces redus clasa a IV-a de importan-expunere

Fig. 3.1. Exemplu de stabilire a valorii factorului de importan

1

2

27

3.6.3 Spectrul de proiectare la aciuni seismice n plan orizontal Interaciunea dintre produsele paletizate, precum i capacitatea de absorbie a energiei prin deformaiile plastice ale elementelor metalice componente, dar i natura conexiunilor dintre acestea permit reducerea spectrului elastic de rspuns. Aceast reducere se obine prin modificarea spectrului de proiectare din P 100-1 cu factorii 1DE i 3DE , conform paragrafului 3.6.5. Spectrul de proiectare definit n P 100-1 se obine prin reducerea spectrului elastic de rspuns cu factorul de comportare q , care exprim ductilitatea i amortizarea structurii rafturilor de depozitare.

Spectrul de proiectare ( )TSd pentru componentele orizontale ale micrii seismice se definete cu relaiile:

BTT 0 ( ) gB

eId aqTTTS

+= 15,21

,

(3.6) CB TTT < ( ) geId aqTS

5,2,

=

DC TTT < ( ) ggCeId aaTT

qTS = 5,2

,

sTTD 5< ( ) ggDCeId aaTTT

qTS = 2,

5,2

n care: q este factorul de comportare;

eI , este factorul de importan i de expunere atribuit sistemului de rafturi; este un factor care definete limita inferioar a valorii spectrale normalizate. Se

recomand 2,0= , valoare care corespunde la o for seismic de proiectare minim de cca 20% din fora de inerie de corp rigid asociat sistemului de rafturi cu ncrcrile caracteristice corespunztoare combinaiei seismice.

3.6.4 Componenta vertical a aciunii seismice Spectrul de proiectare corespunztor componentei verticale a aciunii seismice, ( )TSvd, se exprim cu aceleai relaii ca i spectrul de proiectare pentru componentele orizontale ale aciunii seismice, n care acceleraia terenului n amplasament se nlocuiete cu ga7,0 , iar

perioadele de col se evalueaz conform P 100-1 cu relaiile CvBv TT 1,0= , CCv TT 45,0= i

DDv TT = . Componenta vertical a aciunii seismice se va utiliza n mod obligatoriu pentru elementele din fig. 3.2.

3.6.5 Parametrii de proiectare pentru efectul aciunii seismice Observarea comportrii structurilor de rafturi la cutremure, precum i experimentele

de laborator efectuate n SUA i Europa, au pus n eviden o comportare mai bun a structurilor de rafturi dect cea estimat prin calcule.

28

(a) Console (b) Grinzi pe care reazem stlpi (c) Stlpi adiaceni elementelor de la punctele anterioare

Fig. 3.2. Elementele principale de rezisten care trebuie verificate la aciunea seismic vertical

Fenomenele observate au fundamentat introducerea i cuantificarea coeficienilor de modificare a efectelor aciunii seismice, 1DE , 2DE i 3DE . Aceti coeficieni s-au stabilit prin ncercri experimentale n laborator, observaii in situ i prin judeci inginereti.

Spectrul de proiectare redus, utilizat pentru calculul structurilor de rezisten ale rafturilor metalice, se obine cu relaia:

( ) ( )TSEETS dDDredd 3,1,, = (3.7) n care:

( )TSd este spectrul de proiectare definit n seciunea 3.6.3; 1,DE i 3,DE sunt factori de reducere a spectrului de proiectare ( )TSd , astfel nct

4,03,1, DD EE .

Factorul 3,DE ine seama de comportarea dinamic a structurilor de rafturi metalice observat n timpul testelor pe mese vibrante i ulterior unor cutremure. Valoarea acestui factor se consider:

32

3, =DE (3.8)

Factorul 1,DE exprim posibilitatea lunecrii paletului pe grinzile structurii raftului n timpul micrii seismice i depinde de:

- intensitatea aciunii seismice; - numrul de niveluri cu ncrcri, masa total i flexibilitatea sistemelor de rafturi

exprimate prin perioada dominant de vibraie n direcia considerat; - fora maxim orizontal care poate fi transmis de palet la grinzile pe care reazem,

exprimat n funcie de coeficientul de frecare. Dac lunecarea paletului pe grinzi este mpiedicat prin diferite metode, se consider 0,11, =DE . Dac paletul poate luneca pe grinzi, factorul 1,DE se determin cu relaia

( ) 0,12,0;4,0max 11,

+= g

TSE

e

SD

(3.9)

29

n care S este coeficientul de frecare ntre palet i grind;

1T este perioada fundamental de oscilaie a structurii n direcia de calcul; ( )1TSe este ordonata spectrului elastic de rspuns pentru o amortizare de 3%.

Coeficientul de frecare depinde de materialul din care este alctuit paletul i de tipul de acoperire a grinzii (vopsea, galvanizare, etc.). Nu au fost determinate experimental diferene ntre coeficientul de frecare stabilit la aciuni statice i, respectiv, dinamice. n tabelul 3.3 se prezint valorile de referin ale coeficientului de frecare S , n funcie de tipul de palet i de condiiile de depozitare.

Tabel 3.3 Valori de referin recomandate pentru coeficientul de frecare palet-grind

Materiale n contact Mediu ambiant Coeficientul de frecare

de referin S Grinzi metalice cu orice tip de acoperire Palet din lemn Condiii de depozit 0,37

Grinzi metalice cu orice tip de acoperire Palet din plastic sau metal Condiii de depozit 0,15

Grinzi metalice cu orice tip de acoperire Palet din lemn Depozitare la rece 0,30

Grinzi metalice cu orice tip de acoperire Palet din plastic sau metal Depozitare la rece 0,10

Grinzi metalice cu orice tip de acoperire Palet din lemn

Depozit frigorific Palet umed 0,10

Posibilitatea lunecrii paleilor n plan orizontal pe grinzi trebuie evaluat considernd acceleraia la fiecare nivel i folosind un coeficient de frecare redus,

SLC n care

67,032

==LC

(3.10)

este un factor care limiteaz inferior valoarea coeficientului de frecare. Pentru verificrile locale ale grinzilor longitudinale din efectul aciunii seismice n

plan orizontal se consider c fora orizontal nu depete valoarea WCF SHH = (3.11)

n care W reprezint greutatea paletului acceptat la proiectarea raftului, iar HC este un factor care limiteaz superior coeficientul de frecare,

5,123

==HC (3.12)

Se pot folosi i alte valori pentru S , LC

i HC dac acestea sunt determinate experimental.

La proiectarea sistemului de rafturi, componenta orizontal a micrii seismice se determin pentru o greutate a paletului egal cu

30

datPDFE QERW ,2 = (3.13) n care:

FR este un factor de reducere n funcie de gradul de umplere a raftului, precizat de beneficiar;

2DE este un factor de modificare a greutii paletului ca efect al micrii nesolidare a acestuia sau a coninutului su fa de sistemul de rafturi (micarea n antifaz a mrfurilor granulare sau nelegate, efecte de rotiri n plan vertical, etc.). Valoarea acestuia se alege din tabelul 3.4;

datPQ , este greutatea ncrcrii etalon stabilit pentru un compartiment al raftului, pentru calculul cadrelor transversale ale sistemului de rafturi sau pentru proiectarea global n direcie longitudinal (a se vedea SR EN 15512). Aceast valoare este furnizat de beneficiar.

Practic, 2DE modific perioada de oscilaie a structurii n plan orizontal. Pentru calculul structurii raftului n direcie longitudinal, 8,0FR , iar pentru calculul n direcie transversal, 0,1=FR .

Tabel 3.4 Valori ale factorului de modificare a greutii paletului Modul de depozitare Exemple de mrfuri depozitate 2DE

Compact / Legat Mrfuri congelate (depozitate la rece) Produse n cutii de tabl Bobine i hrtie n role

1

Slab Produse de dimensiuni mici n comparaie cu dimensiunile paletului, depozitate n numr mare pe palei, inclusiv produse solidarizate prin nfurare cu folie

0,8

Rar / Nelegat Produse care se pot mica uor n cutii (de exemplu, materiale granulare) 0,7

Lichid Recipiente umplute cu lichid 1,0

3.6.6 Efectul poziiei centrului de greutate al paletului n funcie de direcia considerat pentru aciunea micrii seismice, n calcule trebuie s se respecte urmtoarele reguli:

a) Aciune seismic n direcie transversal La evaluarea perioadei de vibraie i la calculul elementelor de rezisten se va ine

seama de faptul c centrele de greutate ale maselor mrfurilor depozitate pe rafturi se afl la o nlime e deasupra grinzilor, aa cum se arat n figura 3.3.

Pentru simplificarea calculelor este permis ca masele s fie considerate la nivelul grinzilor, cu condiia introducerii unui coeficient de corecie care s in seama de poziia excentric a centrului de greutate al mrfurilor depozitate, la toate elementele implicate. Acest coeficient se obine pe baza unui calcul comparativ ntre cadrul transversal avnd masele plasate n centrele de greutate i acelai cadru avnd masele la nivelul grinzilor.

31

Fig. 3.3. Efectul poziiei centrului de greutate la determinarea forelor seismice static echivalente

b) Aciune seismic n direcie longitudinal n cazul sistemelor de rafturi care au mai puin de 5 deschideri n direcia lung se va considera poziia excentric a centrului de greutate al mrfurilor n raport cu nivelul grinzilor (fig. 3.4). Dac sistemul de rafturi are mai mult de 5 deschideri, se poate neglija efectul poziiei excentrice a centrelor de greutate a maselor depozitate.

Fig. 3.4. Considerarea poziiei excentrice a produselor paletizate la determinarea forelor seismice static echivalente n direcia longitudinal

Nu se va considera n calculele la aciunea seismic efectul poziionrii excentrice a paleilor n condiiile respectrii toleranelor acceptabile.

Nu se consider n gruparea seismic aciunea simultan a efectului dinamic produs de manipularea mrfurilor pe vertical sau n plan orizontal, efectele termice, imperfeciunile generale i impactul produs de manipularea accidental.

3.7 Reguli de combinare a aciunilor i factori pariali de siguran Greutatea proprie a produselor depozitate i imperfeciunile globale ale sistemelor de rafturi se consider ntr-o aciune, iar ncrcrile din poziionarea paleilor se consider separat, n alt aciune. Imperfeciunile globale i ncrcrile din poziionarea paleilor se combin simultan ntr-o singur direcie. Nu se consider efectul celor dou tipuri de aciuni simultan n dou direcii.

Gn

Gn-1

Gn-2

b

e

e

e nivel n

Gn-2/2Gn-2/2

Gn-1/2Gn-1/2

Gn/2Gn/2

Gn-2e/b

Gn-1e/b

Gne/b

32

3.7.1 Combinarea aciunilor la starea limit ultim (ULS) Cazul cel mai defavorabil de combinare se obine din:

- considerarea celei mai defavorabile aciuni variabile,

+ 1,kQkG QG (3.14)

- considerarea tuturor aciunilor variabile defavorabile care pot aprea simultan,

+1

,9,0

iikQkG QG (3.15)

- proiectarea pentru aciuni accidentale,

++

kAi

ikQkGA AQG 1

,

(3.16)

- proiectarea pentru aciunea seismic,

++

dEj

jkjQAkGA AQG ,1

,,2 """" (3.17)

n care: kG valoarea caracteristic a aciunilor permanente

1,kQ valoarea caracteristic a unei ncrcri variabile ikQ , valori caracteristice ale ncrcrilor variabile i care pot aprea simultan dEA , valoarea de proiectare a aciunii seismice

kA valoarea caracteristic a unei ncrcri accidentale

G factor parial de siguran pentru ncrcri permanente

Q factor parial de siguran pentru ncrcri variabile

QA factor parial de siguran pentru aciuni variabile ( 0,1=QA la aciunea seismic) A factor parial de siguran pentru ncrcri accidentale GA factor parial de siguran pentru ncrcri permanente la aciunea seismic ""+ semnul cel mai defavorabil pentru combinaia efectelor din aciunea seismic

j,2 factor parial de reducere a aciunilor variabile 0,11,2 = pentru mrfuri 0,12,2 = pentru ncrcri pe planee n spaiile de depozitare 0,13,2 = pentru planee i ncrcri pe spaiile de circulaie

3.7.2 Combinarea aciunilor la starea limit de serviciu (SLS) Valorile de proiectare ale aciunilor la care sunt supuse sistemele de rafturi n exploatare curent se vor considera mrimile caracteristice ale acestora. Factorii pariali de siguran din primele dou relaii de combinare aferente ULS se consider egali cu 1.

33

Tabel 3.5 Factori pariali de siguran

Aciuni Starea

limit ultim ULS

Starea limit de serviciu

SLS ncrcri permanente; G cu efect nefavorabil 1,3 1,0 cu efect favorabil 1,0 1,0 ncrcri variabile; Q ncrcri paletizate 1,4 1,0 ncrcri din manipulri 1,4 1,0 alte ncrcri utile 1,5 1,0 ncrcri accidentale, inclusiv aciunea seismic

A 1,0 GA 1,0 QA 1,0

n tabelul 3.5 se indic factorii pariali de siguran pentru combinaiile de aciuni aferente celor dou stri limit. Statistic, n cazul ncrcrilor paletizate, incertitudinea privind greutatea paleilor este mai mic dect n cazul ncrcrilor aferente cldirilor. Ca urmare, factorii pariali de siguran au valori mai mici dect cei prezeni n CR 0, specifici cldirilor. Cea mai mare incertitudine o reprezint interaciunea cu echipamentele de ncrcare. Aceste efecte produse de ncrcrile accidentale i de manipularea paleilor pe rafturi trebuie considerate suplimentar ncrcrilor gravitaionale provenite din greutatea produselor depozitate pe rafturi. Se vor efectua verificri la rsturnare pentru cazul n care rafturile sunt goale i se produce o ncrcare orizontal din manipularea paleilor, n cea mai defavorabil situaie. Se verific ancorajele n pardoseal pentru aceast situaie care poate produce smulgerea lor.

n cazul structurilor de rafturi legate de structura cldirii n care acestea sunt amplasate, se va avea n vedere efectul reciproc de interacionare.

34

4. Cerine pentru elementele de rezisten

4.1 Cerine de material Rezistenele nominale ale oelurilor folosite pentru confecionarea sistemelor de rafturi

se vor interpreta ca valori caracteristice. Oelurile folosite trebuie s fie adecvate pentru formarea la rece, sudare i galvanizare. Oelurile specificate n SR EN 1993-1-1, tabel 3.1, precum i cele din SR EN 1993-1-3, tabel 3.1.a i 3.1.b ndeplinesc cerinele impuse de confecionarea sistemelor de rafturi. Se pot folosi i alte oeluri, dac ndeplinesc condiiile din SR EN 15512. Oelurile pentru elemente formate la rece trebuie s corespund testului de ndoire, iar raportul dintre rezistena lor caracteristic ultim i rezistena caracteristic de curgere trebuie s fie

05,1yu ff . Valorile nominale pentru yf i uf se pot determina prin acceptarea valorilor ehR i

mR din standardul de produse:

ehy Rf = i mu Rf = (4.1) Pentru caracteristicile mecanice elastice ale oelului se folosesc valorile:

- 210000=E N/mm2 pentru modulul de elasticitate longitudinal;

- ( ) 8100012 += EG N/mm2 pentru modulul de elasticitate transversal;

- 3,0= pentru coeficientul Poisson al contraciei transversale; -

16 grad 1012 = C pentru coeficientul de dilatare termic;

-

3kg/m7850= pentru densitate. Se pot folosi i alte oeluri ale cror caracteristici fizico-mecanice obinute prin teste se nscriu n proprietile minime garantate pentru oelurile admise n fabricaie. Proprietile mecanice se determin prin testare pe cel puin 100 de eantioane a cror vrst nu trebuie s depeasc 12 luni de la data prelevrii lor. Dac nu se specific clasa oelului sau dac materialul de baz nu poate fi testat, se vor folosi urmtoarele rezistene caracteristice la curgere ybf , minime:

- oel laminat la cald 200 N/mm2 - alte oeluri 140 N/mm2

Dac este necesar, se va determina rezistena la curgere medie yaf pentru elementele de rezisten, cu relaiile din SR EN 1993-1-3.

Regulile de proiectare acceptate pentru structurile de rafturi metalice sunt valabile pentru grosimi de table cuprinse ntre 0,5 i 8 mm. Toleranele dimensionale, de grosime, lime i de verticalitate sunt prevzute n SR EN 15512.

Pentru mbinrile elementelor de rezisten se vor folosi uruburi din clasa 8.8 sau 10.9.

35

4.2 Excentriciti. Abateri. mbinri La calculul sistemelor de rafturi trebuie s se in seama de excentricitile provenite

din dezaxrile elementelor. Acestea pot fi neglijate dac sunt ndeplinite urmtoarele condiii:

2b

e < , bc 21< , udc 5,12<

notaiile fiind cele din fig. 4.1 i 4.2. Se vor considera, de asemenea, excentricitile ntre montani i grinzi. Acestea pot fi neglijate dac ude 25,0< (fig. 4.3).

a - grinda; b - limea seciunii montantului; c - axele contravntuirilor; e - distana de la nodul contravntuirii la partea superioar sau inferioar a grinzilor sau distana ntre nodurile contravntuirilor;

c1, c2 - distana de la planeu la cel mai de jos nod din sistemul de contravntuire

Fig. 4.1 Excentriciti ale contravntuirilor din planul vertical longitudinal

c - axele elementelor; du - nlimea seciunii montantului; e - excentriciti ntre nodurile contravntuirilor; c2 - distana de la planeu la cel mai de jos nod al sistemului de contravntuire Fig. 4.2 Excentriciti ale contravntuirilor cadrelor transversale

b

a

du

e 1,5du

e du

36

du nlimea seciunii montantului; e excentricitate pe direcie transversal

Figura 4.3 Excentricitatea ntre montant i grind

Abaterile elementelor de rezisten de la axa rectilinie nu vor depi 1/400 din lungimea lor. Abaterea de la vertical a montanilor nu trebuie s depeasc 1/350 din nlimea lor. Abaterile prin rotirea capetelor elementelor nu vor depi 1o n cazul seciunilor simetrice i, respectiv, 1,5o n cazul seciunilor nesimetrice. mbinrile dintre contravntuiri i montani se vor realiza prin uruburi. Se vor lua msuri de prevenire a desprinderii grinzilor de montani n cazul unor ncrcri accidentale de jos n sus, provenite din manipulri greite ale paleilor.

e

du

37

5. Calculul global pentru structuri metalice de rafturi

5.1 Generaliti Pentru structurile spaiale ale rafturilor din oel destinate depozitrii produselor

paletizate se parcurg urmtoarele etape de calcul: - determinarea eforturilor; - verificarea elementelor de rezisten componente. Modelul i ipotezele de calcul trebuie s reflecte comportarea structural la strile

limit acceptate. Se vor verifica seciunile transversale, elementele de rezisten, nodurile i reazemele. Conexiunile i elementele de rezisten trebuie s ndeplineasc condiia dd RE , n care:

dE este efectul de proiectare (efort sau deplasare) obinut din combinaiile de ncrcri; dR este capacitatea de rezisten a elementului sau mbinrii sau deplasarea admisibil, ( )Mkd fRR /= .

5.2 Metode de analiz Metoda calculului modal cu spectre de rspuns este metoda de referin pentru

calculul efectelor aciunii seismice. Modelul de calcul consider o comportare elastic-liniar pentru elementele componente. Avnd n vedere comportarea sistemelor de rafturi i a produselor paletizate depozitate n acestea, se va folosi un spectru de proiectare redus Sd,red(T) n funcie de amplasamentul cldirii pe teritoriul rii i, dac este cazul, spectrul de proiectare asociat micrii verticale.

n cazul aciunilor statice din ncrcri permanente se vor folosi gruprile de ncrcri corespunztoare strilor limit considerate, SLS sau ULS.

5.3 Metode de calcul la aciunea seismic Aciunea seismic se determin conform P 100-1, capitolul 3 i anexa A.

5.3.1 Cerine fundamentale i criterii de performan La proiectarea structurilor de rafturi metalice amplasate n zone seismice se va ine

seama de urmtoarele: - trebuie evitat colapsul general sau local al structurii de rafturi n cazul aciunii

seismice de proiectare. Structura trebuie s i pstreze integritatea i s posede suficient capacitate de rezisten dup un cutremur, astfel nct s nu fie pus n pericol sigurana oamenilor n spaiile adiacente structurii de rafturi. Starea limit ultim este asociat convenional colapsului. Structurile sistemelor de rafturi trebuie s fie ductile i s aib suficient capacitate de rezisten;

- ntruct nu sunt prevzute cerine privind limitarea avariilor, dup un eveniment seismic major, beneficiarul sistemelor de rafturi trebuie s efectueze un control pentru verificarea integritii acestora. Deplasarea mrfurilor depozitate nu constituie o avarie;

- eventuala deplasare a mrfurilor pe rafturi, datorat lunecrii paleilor pe grinzile de rezemare, conduce la modificarea rspunsului structural. Aceast deplasare poate produce reducerea forelor de inerie orizontale, dar poate provoca i avarii globale sau locale n urma

38

cderii produselor paletizate de pe rafturi. Acest fenomen se controleaz prin intermediul celor trei factori ED,1 i ED,3, care modific valorile spectrului de proiectare, i ED,2, care modific masa.

5.3.2 Principii de modelare Se accept reducerea structurii spaiale a sistemelor de rafturi la o serie de substructuri

cu urmtoarele condiii: - fiecare subsistem (cadrele transversale, contravntuirile din planul vertical

longitudinal) trebuie analizat individual la aciunea seismic aferent; - fiecare subsistem trebuie calculat considernd toate elementele rezistente la seism cu

masele aferente substructurii (contravntuirile verticale din planul din spatele rafturilor, contravntuirile orizontale i cadrele transversale conectate).

Se vor considera cele mai defavorabile poziii ale maselor, n funcie de situaia de ncrcare:

- ncrcarea total a rafturilor; - numai ultimul nivel ncrcat; - oricare alt combinaie de dispunere a mrfurilor care conduce la eforturi maxime n

elementele structurii. La calculul cadrelor transversale, corespunztor unei analize locale, de subsistem,

trebuie gsit cea mai defavorabil situaie de ncrcare care solicit elementele cadrului. Ca urmare, trebuie folosite toate variantele de ncrcare.

Calculul la aciunea seismic n direcia longitudinal a sistemelor de rafturi este un calcul global i cea mai defavorabil situaie se ntlnete cnd ncrcrile sunt aplicate la toate nivelurile.

Se va stabili situaia cea mai defavorabil de ncrcare a stlpilor care poate produce smulgerea bazei de rezemare a stlpilor din ancorajele din pardoseal. Se poate considera c stlpii care fac parte din sistemul de contravntuiri din planul vertical longitudinal sunt solicitai numai de 30% din ncrcarea total.

n capitolul 10 al codului de proiectare P 100-1 se indic urmtoarele situaii de ncrcare pentru calculul masei supuse aciunii seismice:

- greutatea proprie a rafturilor plus 2/3 din ncrcarea capabil proiectat, aplicat la toate nivelurile de depozitare;

- greutatea proprie a rafturilor plus ncrcarea capabil proiectat aplicat la ultimul nivel de depozitare.

Codul prevede un factor de importan i de expunere egal cu 1,5 pentru sistemele de rafturi amplasate n spaii accesibile publicului. Specificaiile sunt valabile pentru rafturi cu elemente laminate din oel cu legturi rigide, plasate la nivelul terenului, la cota 0,00 sau mai jos.

n cazul rafturilor cu elemente de rezisten din tabl ndoit la rece, cu conexiuni semirigide i montani perforai, nu se aplic prevederile din P 100-1.

La modelarea sistemelor de rafturi metalice se vor respecta regulile de analiz global a sistemelor de rafturi specificate n SR EN 15512 i n prezentul ghid de proiectare. Rigiditile conexiunilor grind-stlp i a legturii de prindere n pardoseal (placa de baz),

39

pentru solicitare n direcie longitudinal se vor determina prin ncercri experimentale conform SR EN 15512.

Factorul de corecie a spectrului elastic de proiectare care ine seama de amortizarea structural poate fi:

- 1> , pentru care se obine o for seismic mai mare, care va impune o rigiditate mai mare i va conduce la o capacitate de rezisten plastic mai mare;

- 1= , pentru care se obin valori reduse ale forei seismice i, implicit, rigiditate i capacitate de rezisten plastic a elementelor de rezisten mai mici.

Pentru ambele valori ale lui se va considera un factor de comportare 2q . n cazul folosirii de contravntuiri numai cu diagonale ntinse de tip cablu, n

modelare trebuie considerate numai diagonalele active. Se va ine seama de excentricitile de montaj dintre elemente precum i de elementele de legtur dintre sistemul de rafturi i montanii sistemului de contravntuiri verticale din spatele structurii rafturilor metalice. De asemenea, se vor considera toate contravntuirile din cadrul transversal, precum i efectul produs de excentricitile i natura mbinrilor dintre elemente.

Efectul de ordinul II depinde de mrimea maxim a coeficientului de sensibilitate asociat deplasrii relative de nivel, care se definete cu relaia:

hVdP

tot

rtot=

(5.1)

unde: este coeficientul de sensibilitate al deplasrii relative de nivel calculat pentru modul

fundamental (raportul dintre momentul ncovoietor suplimentar produs de fora axial de nivel i momentul ncovoietor produs de fora tietoare de nivel);

Ptot este ncrcarea total gravitaional plasat deasupra etajului considerat pentru calculul lui n combinaia care conine aciunea seismic;

dr este deplasarea relativ de nivel de proiectare, calculat ca diferen a deplasrilor laterale de la partea superioar i inferioar a nivelului de depozitare considerat obinute prin calcul de ordinul I sub aciunea forelor seismice;

h este nlimea nivelului de depozitare; Vtot este fora tietoare de nivel corespunztoare aciunii seismice.

Coeficientul sensibilitii deplasrii relative de nivel se poate calcula, ca alternativ, cu relaia:

Ecr

tot

PPq

,

= (5.2)

n care Pcr,E

q

este fora critic de flambaj ideal elastic (poate fi aproximat conform SR EN 15512, anexele B, C i G); este raportul dintre ordonata spectrului elastic de rspuns cu = 3% i ordonata spectrului de proiectare modificat,

)()(1,

1TS

TSqredd

e=

(5.3)

40

T1 este perioada n modul fundamental de oscilaie liber. n toate situaiile n care

gageI 1,0, (5.4) trebuie ndeplinit urmtoarea condiie:

5,0,

Ecr

tot

PP

(5.5)

n funcie de valoarea lui se recomand urmtoarele: - dac 1,0 , efectul de ordinul II poate fi neglijat; - dac 3,01,0 < , efectul de ordinul II se aproximeaz prin multiplicarea valorilor

eforturilor i deplasrilor obinute printr-un calcul de ordinul I cu factorul 1

1. Dac n

calculul automat se folosesc matricele geometrice ale elementelor, efectund astfel un calcul neliniar geometric, atunci corecia nu mai este necesar;

- pentru 3,0> trebuie realizat un calcul explicit de ordinul II. Nu este recomandat

amplificarea efectelor de ordinul I cu factorul 1

1 n acest caz, deoarece rezultatele tind s

fie exagerate. Pentru 2>q se va realiza o analiz biografic postelastic sau un calcul bazat pe deplasri mari (analiz geometric neliniar echivalent). Pentru 2q , dac se efectueaz un calcul modal cu spectre de rspuns, rspunsurile modale trebuie amplificate datorit efectelor de ordinul II.

- dac 5,0> i 2>q se va realiza o analiz dinamic neliniar (time-history) cu deplasri mari n care se va considera comportarea neliniar a materialului i a conexiunilor dintre elemente;

- n cazul analizelor time-history, la care rspunsul structural se obine prin integrarea direct a ecuaiilor de micare, este necesar realizarea a minim 3 analize cu accelerograme diferite, compatibile cu spectrul de rspuns elastic. Dac se folosesc cel puin 7 accelerograme, rspunsul de proiectare se obine prin medierea valorilor obinute pentru fiecare accelerogram utilizat. n caz contrar, n calculele de proiectare se vor folosi cele mai defavorabile valori ale rspunsurilor obinute.

Pot fi folosite i alte metode de analiz descrise n P 100-1. n tabelul 5.1 se prezint metodele de calcul recomandate n funcie de mrimea coeficientului .

5.3.3 Metoda de calcul cu fore laterale Metoda se aplic structurilor regulate care pot fi calculate prin interm