Alegerea dimensiunilor sectiunilor

a) Conditia de stabilitate pentru grinzi si stilpi

Pentru sectiunile dreptunghiulare ale elementelor cu momente incovoietoare aplicate la capete (grinzi si stilpi) se vor respecta urmatoarele conditii de stabilitate pentru evitarea pericolului de pierdere a stabilitatii generale sau locale:

ln =deschiderea libera a elementului

bw=latimea perpendiculara pe axa elementului

h=inaltimea sectiunii

Pentru elementele in consola cu sectiunea dreptunghiulara se aplica conditiile:

25wb

nl100

2

w

n

b

hl

15w

n

b

l60

2

w

n

b

hl

b)Stilpi

Pentru stilpii cadrelor puternic solicitate seismic se aplica urmatorul mod de predimensionare:

1. Inaltimea sectiunii stilpilor interiori hc se va alege in asa fel incit sa se asigure ancorarea armaturilor longitudinale a riglelor care converg in stilp.

2. Zveltetea geometrica a stilpilor nu ar trebui sa depaseasca

Ca valori de orientare pentru dimensiunile sectiunii stilpilor

se pot folosii urmatoarele valori:

1-5 niveluri 0.4

5-10 niveluri 0.6

10-20 niveluri 0.8

8c

n

h

l

ch

c) Grinzi

Dimensiunile absolute ale grinzilor depind in mare masura de distributia stilpilor. Dimensiunile tipice ale grinzilor in cladiri destinate birourilor sint:

Distanta intre stilpi Dimensiunile grinzilor

6x6 hxb=0.5x0.35

8x8 0.75x0.4

Din motive de executie a armaturii se recomanda dimensionarea grinzilor cu

60-100 mm mai ingusta decit stilpii.

d) Pereti structurali

In peretii structurali se prevede de obicei pe fiecare fata cite o retea de armaturi. Din aceasta cauza grosimea peretelui nu va fi mai mica de 200mm.

Exceptiile sint posibile in cazul fortelor taietoare mici sau in cazul in care constructia are numai 2-3 niveluri.

Principii ale proiectarii antiseismice a elementelor structurale de beton armat

Caracterul dinamic al actiunii seismice si al raspunsului structural este luat in calcul intr-o maniera simplificata la stabilirea fortelor apelind la metoda spectrului de raspuns.

Pentru determinarea eforturilor sectionale se utilizeaza fie metoda fortei statice echivalente fie metoda analizei modale la care efectul modurilor superioare este mai important.

Nivelul fortelor seismice de calcul presupune aparitia unor zone plastificate in cadrul structurii de rezistenta la cutremurul prevazut de prescriptii. Localizarea lor si marimea deformatiilor inelastice produse de actiunea cutremurului in aceste zone nu pot fi stabilite prin metoda de proiectare prezentata.

Determinarea cantitatilor de armatura longitudinale si transversale se face pe baza conditiei

capSS

max

Principii ale proiectarii antiseismice a elementelor structurale de beton armat

Aceasta conditie de siguranta exprimata in eforturi nu mai este suficienta pentru elementele structurale care se plastifica in timpul unei actiuni seismice intense.

Pentru aceste elemente la care eforturile Smax ating valori practic egale cu Scap

Conditia de siguranta trebuie exprimata prin inegalitatea:

este deplasarea maxima a elementului produsa la actiunea cutremurului

este deplasarea lui capabila

Cu cit valoarea lui este mai apropiata de cu atit elementul structural sufera avarii mai pronuntate.

cap

max

max

cap

max

cap

Principii ale proiectarii antiseismice a elementelor structurale de beton armat

N

N

i

j jM

maxiM

H

a

max

j

i

iu

ju

a

i

j

Principii ale proiectarii antiseismice a elementelor structurale de beton armat

De exemplu pentru stilpul unui cadru deformat in planul lui deplasarea

este data de relatia :

unde sint deplasarile structurii in timpul actiunii seismice.

max

Huu iij max

iij uu ,,

Posibilitati de proiectare pe baza analizei raspunsului inelastic

Conditia implica considerarea raspunsului inelastic al structurii iar acesta nu se poate evalua decit daca se cunoaste armarea.

Rezulta ,deci, ca proiectarea pe baza verificarii prin calcul a conditiei de mai sus necesita in principiu parcurgerea unui proces de aproximatii succesive in solutia initiala este cea furnizata de metoda curenta de proiectare antiseismica.

capmax

Posibilitati de proiectare pe baza analizei raspunsului inelastic

Start

Solutia initiala se

stabileste pe baza

metodei curente de

proiectare antiseismica

Evaluarea deplasariimax

prin procedee de tip ADN

umax

in conditii economice

Stop

se modifica armarea si/sau

sectiunea de beton

Nu

Da

Posibilitati de proiectare pe baza analizei raspunsului inelastic

In principiu, sint posibile doua modalitati de evaluare a termenilor si

- Analizind raspunsul static neliniar al structurii (ASN)

- Analizind raspunsul dinamic neliniar al structurii (AND)

In procedeul ASN conditia se verifica pentru ansamblul structural.

Se considera forta taietoare S la baza structurii presupusa crescind monoton in pasi S

si avind o distributie data pe orizontala si verticala structurii de rezistenta si se determina cresterile deplasarii la un anumit nivel al structurii, considerat nivel caracteristic, rezolvind iterativ sistemul de ecuatii de echilibru static.

este matricea de rigiditate tangenta a structurii care se modifica pe masura ce se plastifica elementele structurii

este vectorul cresterilor de deplasare ale nodurilor structurii

max u

}{}]{[ FK xT

][ TK

}{ x

Posibilitati de proiectare pe baza analizei raspunsului inelastic

este vectorul cresterilor de forte la nodurile structurii care rezulta pe baza cresterii S a fortei taietoare de baza pastrind constanta distributia ei pe verticala.

Deplasarea se determina prin cumularea valorilor xi de pe directia lui . Se obtine astfel prin procedeul de calcul biografic asa numita relatie S-

}{ F

S

1iS

SiSiS 1

Plastificarea

unui element

structural iesirea din

lucru a unui

element

structural

1i i

Diagrama S- ofera o omagine sintetica a comportarii structurii. Verificarea prinprocedeul ASN are un caracter global referindu-se la structura in ansamblu.

Posibilitati de proiectare pe baza analizei raspunsului inelastic

In procedeul AND conditia se verifica pentru fiecare element structural in parte.

Se discretizeaza in pasi de timp o accelerograma seismica

Si se determina deplasarea produsa de seism in fiecare element rezolvind pentru fiecare pas de timp sistemul de ecuatii de echilibru dinamic.

Pentru o accelerograma si o structura date se obtine localizarea zonelor plastice si pentru fiecare element structural plastificat se inregistreaza valoarea

In raport cu procedeul ASN procedeul AND interpreteaza mult mai fidel comportarea reala a structurii caracterizata prin aspectul dinamic al solicitarii.

capmax

t..

u

max

}]{[

}]{[}]{[}]{[

..

...

uM

xKxCxM T

max

a) Evitarea ruperii din forta taietoare

Se face la starea limita de rezistenta prin relatia

In vederea evitarii ruperii premature in elementele structurale cu zone potential plastice, forta taietoare de calcul Q se determina ca forta taietoare asociata mecanismului de plastificare a elementului.

La evaluarea lui Qcap in zona plastica se reduce contributia datorata betonului Qb

cu atit mai mult cu cit este mai mare riscul degradarii betonului.

capQQ

b)Evitarea degradarii aderentei intre bara de armatura longitudinala si beton in special in zona de ancorare , care in mare majoritate a cazurilor reprezinta zona de

imbinare

La limita se poate scoate din lucru bara respectiva si deci reduce capacitatea portanta.

In cazul incarcarii seismice acest risc este amplificat de efectul incarcarilor ciclice, deseori alternante, si de efectul fisurarii betonului in lungul barei.

Pentru reducerea acestui risc:

-se folosesc cu prioritate bare cu profil periodic

-se iau masuri speciale de ancorare

-se sporeste lungimea de ancorare

-se evita inadirile (in special cele prin suprapunere fara sudura) in zonele expuse plastificarii

-pentru asigurarea unei bune ancorari a etrierilor cu rol de fretare in zonele plastice potntiale din elementele structurale verticale se prefera patrunderea cirligului in miezul de beton al sectiunii.

Evitarea degradarii aderentei

2.5dd

.

10d

45