Curs 8 arce

8/10/2019 Curs 8 arce

1/31

1

ARCE

8/10/2019 Curs 8 arce

2/31

2

ARCE GENERALITI

Din punct de vedere al consumului de oel, arcele sunt mai avantajoase dect structurile ncadre.

Sunt solicitate preponderent de eforturi axiale (compresiune), formnd aa numita curb depresiune. Ele transmit naterilor mpingeri laterale, preluate de tirani sau fundaii.

Dac reazemele nu pot mpiedica deplasrile laterale, dei curbe n planul sarcinii, arcele vor aveacomportare de grind.

Definiie: elemente structurale plane, cu axa neutr curb, ncrcate n planul lor.

ncrcare

8/10/2019 Curs 8 arce

3/31

3

ARCE

ntindere arc

f

Forma arcelor:

parabol construit dup curba de coinciden; parabol de grad 2, 3.

arc de cerc

Arce de coinciden arcele care au diagrama de moment nul, fiind solicitate doar la

for axial

Pentru ncrcare uniform distribuitp, arcul de coinciden are form parabolic

p

[kN/m]

Observatie:O curb de coinciden este specific unei anumite distribuii ancrcrii!!!

GENERALITI

Inlimea seciuniif = (1/40 ... 1/80)L arce cu seciune plin

= (1/25 ... 1/65)L arce cu zbrele

mpingeriorizontale

L

8/10/2019 Curs 8 arce

4/31

4

ARCE CLASIFICARE

Arce simple, rezemate direct pe fundaii la nivelul solului tribune, cldiri, anexelaterale)

Arce rezemate pe stlpi - Structuri cu cadre transversale la care acoperiul areelementul principal de rezisten compus dintr-un arc

cu seciune plin

cu zbrele

din tabl cutatformat la rece

8/10/2019 Curs 8 arce

5/31

5

ARCE

Deschidere

Arcele dublu ncastrate conduc la

solicitri mai reduse n

elementele metalice dar cer

fundarea pe un teren cu tasri

micii fundaii mai puternice.

Avantaje:

sunt suficient de elastice pentru a nu fiinfluenate de tasri ale reazemelor sau

deformaii datorate variaiilor de

temperatur.

nu transmit momente la fundaii

Ponderea ncrcrilor

Tehnologia de execuie

Schema static se alege n funcie de considerente funcionale:

Natura terenului

arc cu 2 articulaii

arc ncastrat

ARCE SIMPLE - SCHEME STATICE

8/10/2019 Curs 8 arce

6/31

6

ARCE

Cnd mpingerile laterale nu pot fipreluate de elementele pe care

reazem arcul.

Avantaje:

o Se folosesc n cazul terenurilor

slabe de fundare

o Necesit fundaii cu volum redus

Dezavantaje:o articulaia de la cheie introduce unele

complicaii de execuie i montaj i la

realizarea nvelitorii

o distribuie neraional a momentelor

ncovoietoare n lungul arcului.

Mai rar folosit dect arcul cu 2 articulaii

arce cu tirantarce cu 3 articulaii

ARCE SIMPLE - SCHEME STATICE

8/10/2019 Curs 8 arce

7/317

ARCEPanele structurilor cu arce se alctuiesc n funcie de distana dintre arce : cu zbrele,cu seciune plin sau ca grinzi cu goluri n inim.

dupschemastatic

simplurezemate

continue

dup forma iseciunea

transversal

cu seciuneplin

grinziajurate

cu zbrele

PANECLASIFICARE

8/10/2019 Curs 8 arce

8/318

ARCE

seciuni

ARCE CU SEC

IUNE PLIN

8/10/2019 Curs 8 arce

9/319

ARCE

se realizeaz de reguln acelai mod ca i grinzile cu zbrele plane cu unul sau doiperei.

zbrele

T. S

T. I

ARCELE CU ZBRELE PLANE

Sisteme de grinzi plane:

cu diagonale

cu diagonale i montani

ARCE CU ZBRELE

Forele tietoare au valori mici, rezultndeforturi reduse n diagonale, ceea ceconduce la zabrele cu seciuni mici.

8/10/2019 Curs 8 arce

10/3110

ARCEAEZAREA PANELOR

PANE

n plan vertical

TRONSON I

TRONSON II

TRONSON I

perpendicular

pe axa arcului

TRONSON II

Montanii se executa fie normal pe ax, fie verticali.Alegerea soluiei depinde de poziia panelorcare se prevd perpendiculare pe axa sau verticale,n funcie de modul de aezare a nvelitorii .

8/10/2019 Curs 8 arce

11/3111

ARCE

Arce cu 3 sau 4 tlpi tlpi realizate din evi sunt deosebit de avantajoase la montaj i n exploatare,avnd o rigiditate sporit n raport cu solicitrile care produc fenomene de pierdere a stabilitii.

GRINZI CU ZBRELECU 3 TLPI

GRINZI CU ZBRELECU 4 TLPI

zbrele

ARCE CU ZBRELE

8/10/2019 Curs 8 arce

12/3112

ARCEPANE CU INIMA PLIN

contrafie

PANE

pane

Stabilitatea arcului n zona

comprimat :Cnd ambele tlpi rezult

comprimate: asigurarea stabilitiitlpii superioare este realizat depane, iar stabilitatea tlpii inferioarede contrafie.

8/10/2019 Curs 8 arce

13/3113


PANE

Soluia cu arce cuplate const n

realizarea unor grupuri de cte 2 arcelegate ntre ele prin contravntuiritransversale.

8/10/2019 Curs 8 arce

14/3114


PANE

bar de distanare

pan cuseciune plin

tirant

COT

CV

arcecuplate

Panele care se aeaz perpendicular pe axa arcului sunt supuse i la solicitritransversale provenind din componentele ncrcrilorn planul acoperiului i care devin

mari spre reazemele arcului. Pentru a micora acest efect se prevd tirani din oel rotund. Dac nvelitoarea constituie o aib care poate transmite toate forele din planulacoperiului la contravntuirile de margine, tiranii se prevd numai n scopul de a meninepanele n poziie corespunztoare pn la montarea nvelitorii.

8/10/2019 Curs 8 arce

15/3115

ARCEPANE CU ZBRELE

PANE

Pane cu zbrele dispuse la talpa superioar a arcului

prindere tabl

contrafi

8/10/2019 Curs 8 arce

16/3116

ARCE

Pentru a asigura stabilitatea n plan transversal al arcului, panele se prind i de talpainferioar a arcului .

PANE

COT

pan

bar de

distanare

pan cu zbrele

COT

CVbar de distanare

6 12 m 4 6 m4 6 m

arce

cuplate

PANE CU ZBRELE

8/10/2019 Curs 8 arce

17/3117

ARCE

Contravntuireaacoperiului

Contravntuirea acoperiului la hale cupuine travei.

1 mbinarea tronsoanelor arcului cuuruburi de nalta rezistent pretensionate sau cu

eclise sudate.

CONTRAVNTUIRI

Contravntuirile longitudinale din planulacoperiului se dispun la reazeme i la cheie.

Contravntuiri transversale se prevd nfrontoane i dac hala este lung (l > 60 m) iintermediar.

Uneori daca hala are puine travei seprevede numai o singur

contravntuiretransversal.

8/10/2019 Curs 8 arce

18/3118

ARCE CONTRAVNTUIRIArce cuplate

70

120m

nervuri

contrafi

arce cuplate

COT

CV

pan cu

zbrele

COT -TS

COT -Ti

COT -TS

COT -Ti

COL

9 18 m

Uneori n cazul unor travei mari se prevd pane tratate ca grinzicu zbrele, iar pe acestea se aseaz nervuri n lungul pantei, carese fixeaza n contravntuire; n acest caz tiranii nu mai suntnecesari.

8/10/2019 Curs 8 arce

19/31

19

ARCE CONTRAVNTUIRINERVURI

D.p.d.v. static, nervurile sunt arce cu mai multe articulaii.

qqy

qz

Componenta n planul acoperiului a

ncrcrii date de aciuni se cumuleaz spre

reazemele nervurii Nervurile se prevd

cu fundaii propriiTRONSON I

perpendicularpe axa arcului

TRONSON II

C ARTICULAII LA REAZEME

8/10/2019 Curs 8 arce

20/31

20

ARCE ARTICULAII LA REAZEME

Articulaiile de la reazem se pot executa sub forma degenunchi sau sub forma de dispozitiv cu bol de articulaie.


8/10/2019 Curs 8 arce

21/31

21


Articulaia cu balansier este folosit mai rar, n special la structuri care transmit foreimportante n articulaii.


8/10/2019 Curs 8 arce

22/31

22


cu bulon de articulaie

prindere cu rezemare direct i suprafa decontact mare, de form cilindriccu plac curb i tachei

reazeme cu genunchicu balansier


8/10/2019 Curs 8 arce

23/31

23


Articulaia de la cheie poate fi realizata de asemenea cu urub dearticulaie sau printr-un dispozitiv sub forma de genunchi .

ARCE ACIUNI SOLICITRI ALE ARCELOR

8/10/2019 Curs 8 arce

24/31

24

ARCE

greutate proprie, altencrcri permanente ncrcare simetric

ACIUNI, SOLICITRI ALE ARCELOR

ACIUNI PERMANENTE, VERTICALE

verticale, n general simetrice => genereaz N, V i M (la arcele care

nu au forme de coinciden)

ARCE ACIUNI SOLICITRI ALE ARCELOR

8/10/2019 Curs 8 arce

25/31

25

ARCE

verticale, simetrice sau nesimetrice: utile, zpadorizontale, nesimetrice: vnt variaii de temperatur (exterioar, interioar) tasri de reazeme

CR 1-1-3-2012 CR 1-1-4-2012

ACIUNI VARIABILE

ACIUNI, SOLICITRI ALE ARCELOR

ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR

8/10/2019 Curs 8 arce

26/31

26

ARCE

verticale, simetrice sau nesimetrice (utile, zpad) => N, V, M orizontale (vnt, seism) => N, V, M

SOLICITRI ALE ARCELOR

VARIAII DE TEMPERATUR ale arcului sau ale tirantului (doar la arce

static nedeterminate):

cretere a temperaturii arcului => dilatare => cretere N => cretereampingerilor i a reaciunilor verticale

scdere a temperaturii arcului => contracie => scdere a N =>scderea mpingerilor i a reaciunilor verticale

ACIUNI VARIABILE


8/10/2019 Curs 8 arce

27/31

27


DIFERENA DE TEMPERATUR NTRE EXTERIORUL I

INTERIORUL ARCULUI

cretere a temperaturii interioare => dilatarea intradosului => eforturi decompresiune pe fibra inferioar => ntindere pe fibra superioar =>

diagrama de moment se translateaz spre exterior

ACIUNI VARIABILE


8/10/2019 Curs 8 arce

28/31

28


ACIUNI VARIABILE

TASRI ALE REAZEMELOR

efect semnificativ la arce dublu ncastrate, efecte neglijabile la arce cu 3

articulaii => la terenurile dificile i / sau cu tasri mari sunt recomandabilearcele cu 3 articulaii

mpingerea reazemului spre exterior => scdere a N, translatare adiagramei de moment spre faa interioar

ARCE STABILITATEA ARCELOR

8/10/2019 Curs 8 arce

29/31

29


Datorit faptului c principala solicitare este fora axial (compresiune),apare pericolul pierderii stabilitii arcelor.

Pierderea stabilitii poate aprea:

Pentru a impiedica pierderea stabilitii n plan perpendicular pe planul arcului se dispun contravntuiri.

n planul arcului (a) sau

perpendicularpe planul arcului (b)


8/10/2019 Curs 8 arce

30/31

30


s este jumatate din lungimea arcului (la arcele pleostite cu

l/f

8/10/2019 Curs 8 arce

31/31

31


2 2

11

20 5 1 ( 0 2), ,

y

cr cr

A f 1

N N

c

cr

N

yI2

cr cr c2

cr

EN = N(L )

c yN A f

cr= coeficient de multiplicare al ncrcrilor de calcul pentrua provoca instabilitatea elastic a structurii (valoarea proprie a

modului de vibraie obinut prin modelare cu elemente finite) .

Ed Ed

b,Rd,

N M 11N

(1 )by Rd

cr

M

Ed b, Rd yN N A f

Lcr= lungimea arcului ntre 2 reazeme laterale.

Pi and Trahair

Stabilitate la efort axial

Stabilitate la interaciuneefort axial + moment ncovoietor

Curs 8 arce

Documents

Transcript of Curs 8 arce