Curs 6

CONFORMAREA ANTISEISMICĂ

CONFORMAREA ANTISEISMICĂ

Cerinţe de performanţă şi condiţii de îndeplinire

Proiectarea la cutremur urmăreşte satisfacerea, cu un grad adecvat de siguranţa, a următoarelor cerinţe fundamentale : - Cerinţa de siguranţă a vieţii Structura va fi proiectată pentru a prelua acţiunile seismice de proiectare cu o marjă suficientă de siguranţă faţă de nivelul de deformare la care intervine prăbuşirea locală sau generală, astfel încât vieţile oamenilor să fie protejate. Nivelul forţelor seismice corespunde unui interval mediu de recurenţă de referinţă IMR=100ani.

- Cerinţa de limitare a degradărilor Structură va fi proiectată pentru a prelua acţiuni seismice cu o probabilitate mai mare de apariţie decât acţiunea seismică de proiectare, fără degradări sau scoateri din uz, ale căror costuri să fie exagerat de mari în comparaţie cu costul structurii.Acţiunea seismică considerată pentru cerinţa de limitare a degradărilor corespunde unui IMR=30ani.

Îndeplinirea cerinţelor fundamentale se controlează prin verificările a două categorii de stări limită:- Stări limită ultime (ULS), asociate cu ruperea elementelor structurale şi alte forme de cedare structurală care pot pune în pericol siguranţa vieţii oamenilor;- Stări limită de serviciu (SLS), care au în vedere dezvoltarea degradărilor până la un anumit nivel, dincolo de care cerinţele specifice de exploatare nu mai sunt îndeplinite.Toate construcţiile trebuie proiectate la starea limită ultimă, în timp ce stările limită de serviciu sunt folosite numai pentrustructurile a căror deformare poate provoca prăbuşirea structurii, înainte ca eforturile secţionale să depăşească capacitatealor portantă.

Proiectarea structurilor corespunzătoare nivelului de protecţie seismic oferit de aplicarea codului P100-1/2006 are în vedere un răspuns seismic cu incursiuni cu degradări specifice, în domeniul postelastic de deformare.

Proiectarea în zone seismice

Se admite, în general, ca structurile să se comporte diferit la seismele de intensitate diferită, astfel:- pentru cutremure minore (M<5), care pot apărea de mai multe ori pe an, să nu se producă avarii în elementele structurale şi nestructurale;- pentru cutremurele moderate (5<M<6,5; 6,8), cu perioadă de revenire de aproximativ 10-20 ani, să nu se producă avarii în elementele structurale, admiţându-se avarii ale elementelor nestructurale;- pentru cutremurele majore, severe, puternice (M>6,8), având o perioadă de revenire de 50-100 ani, să se producă degradări importante în elementele nestructurale şi unele degradări în elementele structurale, fără însă a se produce prăbuşirea construcţiei. Construcţia trebuie să aibă suficientă capacitate de absorbţie şi disipare prin deformarea sa postelastică (ductilitate) pentru a consuma surplusul important (excepţional) de energie seismică.Etapa I - Proiectarea la forţe seismice conform codului+conformare seismicăEtapa II – Verificare

PRINCIPII GENERALE DE CONFORMARE SEISMICĂ

A. Condiţii de planificare a construcţiilor- Limitarea densităţii de construire;- Asigurarea căilor de acces pentru evacuarea de urgenţă;- Evitarea fenomenului de cădere a unor construcţii mai înalte peste construcţii mai joase prin asigurarea unor distanţe corespunzătoare între clădiri;- Limitarea duratei de execuţie în care gradul de protecţie antiseismică este mai redus.

B. Condiţii privind amplasarea construcţiilorConstrucţiile se recomandă a fi amplasate pe terenuri bune de fundare. În cazul amplasării pe alte tipuri de terenuri se vor lua măsurile necesare pentru a asigura o comportare seismică corespunzătoare a construcţiilor (consolidarea terenurilor, fundaţii speciale, cuprinderea în calcule a interacţiunii teren-construcţie etc.)

C. Alcătuirea de ansamblu a construcţiilorC.1. Principii de bazăC.2. Condiţii pentru asigurarea principiilor de bază

Criterii pentru regularitatea structurală în planCriterii pentru regularitatea pe verticalăRosturi seismice

C. Alcătuirea de ansamblu a construcţiilor

• C.1. Principii de bază

Aceste principii de bază se pot transpune în practică astfel:

- Alegerea unor forme favorabile în plan şi pe verticală pentru a evita torsiunile majore;

- Evitarea interacţiunilor necontrolate;

- Asigurarea unei rigidităţi laterale suficiente pentru a îndeplini cerinţele de limitare a deplasărilor în cele două stări limită (S.L.S. şi S.L.U.);

- Obţinerea unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei introduse de seism în construcţie.

• C.2. Condiţii pentru asigurarea principiilor de bază

O clădire (construcţie) are o comportare la acţiuni seismice fără solicitări importante suplimentare dacă la alcătuirea ei sunt respectate principiile de bază enunţate anterior, iar aceste construcţii sunt denumite construcţii regulate.

Dacă nu sunt respectate principiile de bază total sau parţial la alcătuirea construcţiilor, acestea sunt denumite construcţii neregulate.

C.2.1. Criterii pentru regularitatea structurală în plan

Pentru a îndeplini aceste criterii construcţia trebuie să fie aproximativ simetrică în plan din punctul de vedere al rigidităţilor laterale şi distribuţiei maselor.

C.2.1. Criterii pentru regularitatea structurală în plan

C.2.2. Criterii pentru regularitatea pe verticală

C.2.2. Criterii pentru regularitatea pe verticală

C.2.3. Rosturi seismice

CONFORMAREA SEISMICĂ A CONSTRUCŢIILOR CU STRUCTURA ÎN CADRE DIN BETON ARMAT

Factorii de ductilitate care caracterizează răspunsul

general al sistemului structural

Factorii de ductilitate pot fi exprimaţi sub forma:- deplasărilor totale de nivel, de obicei la ultimul nivel sau - ca factori ai deplasărilor relative de nivel.

O apreciere a mărimii ductilităţii necesare structurilor în cadre multietajate se poate face pe baza mecanismului de pierdere a stabilităţii statice ( raportul în care se găsesc rotirile maxime pe care le pot dezvolta articulaţiile plastice de beton armat faţă de rotirile impuse acestor articulaţii ca cedare structurilor să se producă prin transformarea lor în mecanism).

Pe baza acestui raport cedarea structurii se poate realiza în două moduri distincte:

-rotirile maxime pe care le pot dezvolta articulaţiile plastice ale unei structuri de beton armat sunt mai mari sau cel puţin egale cu cele necesare pentru ca structura respectivă să se transforme în totalitate sau parţial într-un mecanism;

-una din articulaţiile plastice îşi epuizează capacitatea de rotire înainte de transformarea structurii într-un mecanism, în care caz structura cedează local.

Mecanisme statice de cedare:a) prin rigle; b) prin stâlpi.

Factorii de ductilitate care caracterizează răspunsul general al sistemului structural

Coeficienţii de ductilitate ai zonelor critice

Zone critice în care comportarea inelastică este dată de moment încovoietor

Zone critice în care comportarea inelastică este dată de moment încovoietor

Zone critice în care comportarea inelastică este controlată de forţe axiale mari

Sub punctul de balans al curbelor de interacţiune (compresiune excentrică cu mare excentricitate - pierderea capacităţii portante a elementului se produce prin distrugerea betonului din zona comprimată după ce armătura din zona întinsă a intrat în curgere ), valoarea coeficientului de ductilitate este >1.

Deasupra punctului de balans (compresiune excentrică cu mică excentricitate) apar în general ruperi fragile de tipul dublu-con cu flambarea armăturilor longitudinale şi ruperea etrierilor. Aceste ruperi se localizează în general la mijlocul înălţimii stâlpului. În cazul în care apar defecte de execuţie se pot localiza şi la capete.

Domeniul (1) – în care valoarea lui n≤0,2...0,35 (compresiune excentrică cu mare excentricitate) când coeficientul de ductilitate este mai mare decât 2...3 şi ruperile sunt ductile, definind domeniul recomandabil.

Domeniul (2) – în care valoarea lui n este cuprinsă între 0,2...0,35 şi 0.4 (0,55), când coeficientul de ductilitate este cuprins între 1 şi 2(3) şi ruperile sunt puţin ductile; este domeniul nerecomandabil fără măsuri de ductilizare.

Domeniul (3) – în care n>0,4 (0,55) când ruperile sunt fragile, coeficientul de ductilitate având valoarea 1, fiind domeniul interzis a fi utilizat în zone seismice.

Zone critice cu forţe tăietoare mari

În general în aceste zone degradările sunt foarte mari întrucât ruperile betonului la forfecare sunt casante.

În cazul grinzilor scurte fisurarea în secţiuni înclinate practic nu poate fi evitată, dar poate fi transformată într-o fisurare deasă şi ductilă printr-o ductilizare corespunzătoare a betonului cu armătură transversală.

Pentru stâlpii scurţi ruperile sunt oblice având un caracter fragil, exploziv, localizate în majoritatea cazurilor în zonele centrale, manifestate prin dislocări mari, etrieri rupţi, deplasări ale armăturii longitudinale.

Pentru a evita ruperile cu caracter fragil, exploziv, la stâlpii scurţi este necesat un procent de armare longitudinal de cel puţin 1% şi o ţesere corespunzătoare cu etrieri.

PRESCRIPŢII DE COD PRIVIND CONFORMAREA SEISMICĂ A STRUCTURILOR ÎN CADRE DIN BETON ARMAT

PRESCRIPŢII DE COD PRIVIND CONFORMAREA SEISMICĂ A STRUCTURILOR ÎN CADRE DIN BETON ARMAT

PRESCRIPŢII DE COD PRIVIND CONFORMAREA SEISMICĂ A STRUCTURILOR ÎN CADRE DIN BETON ARMAT

PRESCRIPŢII DE COD PRIVIND CONFORMAREA SEISMICĂ A STRUCTURILOR ÎN CADRE DIN BETON ARMAT

• Prevederi de alcatuire

PRESCRIPŢII DE COD PRIVIND CONFORMAREA SEISMICĂ A STRUCTURILOR ÎN CADRE DIN BETON ARMAT