Curs Master Seism

Clădiri cu structură metalică1. Soluţii de structuri:

Soluţii de structuri Pe plan mondial există o preocupare susţinută pentru

domeniul construcţiilor metalice datorită unor avantaje certe ce le poate aduce adoptarea unei astfel de soluţii la realizarea structurii unei clădiri.

În mod tradiţional există două metode de abordare a unei structuri, fiecare cu avantajele şi dezavantajele specifice:

Structură din beton armat şi / sau precomprimat; Structură metalică.

Soluţii de structuri Construcţii metalice vs. Construcţii beton armat

Construcţii metalice Construcţii de betonraportul între rezistenţă şi greutate foarte favorabil

libertatea formei elementului şi secţiunii

posibilităţi mari de prefabricare industrial

uşor de manevrat

mare precizie rezistenţa la temperaturi ridicate

rezistenţa scăzută la focconsum mare de timp în execuţie

necesită personal cu calificare înaltă la punerea în operă

rezistenţă la întindere practic inexistentă

AVANTAJE

DEZAVANTAJE

Soluţii de structuri Domeniile în care sistemele structurale din

oţel se demonstrează a fi utile sunt: pentru mărirea eficacităţii sub aspectul rezistenţei,

rigidităţii şi ductilităţii a sistemelor structurale; atunci când betonul armat nu este economic din

punct de vedere structural (deschideri prea mari pentru grinzi şi plăci sau înălţimi care duc la greutăţi mult prea mari ale construcţiei);

structuri demontabile – se recuperează în întregime suprastructura – structuri ecologice.

Soluţii de structuri Avantajele optării pentru folosirea unei structuri din oţel în

locul uneia din beton armat sunt următoarele: ductilitate sporită cu o mare capacitate de absorţie şi disipare a

energiei induse de solicitările orizontale (cutremur); timp de execuţie mult scăzut; elementele cu secţiune din oţel supuse la solicitări ciclice prezintă

reduceri mai mici ale rezistenţei, dar şi ale rigiditatăţii; rezistenţa superioară la aceleaşi dimensiuni ale secţiunii; eliminarea eşafodajelor şi a cofrajelor; precizie mărită ceea ce asigură abateri mult reduse în execuţie; rezistenţa la forţă tăietoare superioară, caracteristică esenţială pentru

zonele şi elementele sensibile la acest tip de solicitare (stâlpi scurţi, noduri de cadru, etc.), elementele cu secţiune din oţel având o bună ductilitate chiar şi atunci când cedarea are loc la forţa tăietoare.

Soluţii de structuri Clădirile pe structură metalică pot fi relizate în cadre

cu un regim de înălţime pe parter sau multietajate. În general clădirile pe parter sunt hale industriale cu

diferite destinaţii şi funcţiuni. Clădirile etajate sunt, de obicei, destinate unor

utilizări civile cum ar fi: Clădiri de birouri Showroom Clădiri de locuit.

Soluţii de structuri Structuri parter - STRUCTURĂ CU CADRE PLANE (LUCREAZA PE O DIRECŢIE) - în sens TRANSVERSAL se concepe o structura rigidă (cadru plan), capabilă

să preia încărcările orizontale şi verticale - în sens LONGITUDINAL rigiditatea este asigurată prin dispunerea sistemului

de contravântuiri - STRUCTURĂ CU CADRE SPAŢIALE (LUCREAZĂ PE DOUĂ DIRECŢII - structura spatială este alcătuită din elemente plane, dispuse şi legate între ele în

diferite moduri - datorită legăturilor dintre ele, unele elemente pot prelua o parte din valoarea

forţelor care acţionează asupra unor elemente plane şi o pot trece asupra altor elemente

EFECTUL DE CONLUCRAREA SPATIALA

Soluţii de structuri - parterA. STRUCTURI CU CADRE TRANSVERSALE

- FIECARE CADRU PLAN CONSTITUIE UN SISTEM GEOMETRIC INDEFORMABIL ÎN PLANUL LUI- INDEFORMABILITATEA GEOMETRICĂ ÎN DIRECŢIE LONGITUDINALĂ SE REALIZEAZĂ PRINTR-UN

SISTEM DE CONTRAVÂNTUIRI ŞI/SAU PRIN ELEMENTELE DE ÎNCHIDERE

Soluţii de structuri - parterB. STRUCTURI CU CADRE TRANSVERSALE ŞI LONGITUDINALE

Soluţii de structuri - parterC. STRUCTURI CU STALPI PENDULARI

– TOATE LEGĂTURILE DINTRE STÂLPI ŞI RIGLE, PRECUM ŞI CELE DINTRE STÂLPI ŞI FUNDAŢIE SUNT ARTICULATE

- INDEFORMABILITATEA GEOMETRICĂ A ANSAMBLULUI SPAŢIAL POATE FI ASIGURATĂ NUMAI PRIN INTRODUCEREA UNUI SISTEM DE CONTRAVÂNTUIRI ŞI/SAU PRIN ELEMENETELE DE ÎNCHIDERE

Soluţii de structuri - parter Greutatea elementelor de structură metalică realizate din OL37, OL44,

OL52 poate fi aproximată într-o apreciere generală conform datelor din tabelul următor (ţinand cont de tipul podului rulant).

Capacitatea de ridicare Consum otel [kg/mp]

a podului [kN] sarpanta acoperis stalpii grinzi de rulare TOTAL

fara pod rulant 20,,,30 20,,,30 40,,,60

cu cap. <500 30,,,45 25,,,35 20,,,30 80,,,130

750 ,,,1 000 30,,,45 45,,,65 30,,,60 100,,,150

1 250 ,,, 1 500 30,,,45 55,,,75 40,,,70 140,,,200

1 750 ,,, 2 500 30,,,45 70,,,90 60,,,100 180,,,260

poduri rulante de doua nivele 30,,,45 80,,,100 70,,,120 220,,,300

Soluţii de structuri - etajate În principiu, clădirile etajate respectă aceleaşi

reguli de conformare ca şi cele parter

Soluţii de structuri - etajate Cadrele metalice pot fi realizate contravântuite sau

necontravântuite sau în sistem dual (o combinaţie de cadre contravântuite cu cadre necontravântuite)

Soluţii de structuri - etajate Cadrele contravântuite centric

Soluţii de structuri - etajate Cadrele contravântuite excentric – cu sistem de

amortizare seismică

Soluţii de structuri - etajate Cadrele contravântuite centric – cu sistem de

amortizare seismică

Soluţii de structuri - etajate Cadrele contravântuite excentric

Soluţii de structuri - etajate Cadrele cu structură duală: structuri cu nuclee de

beton armat sau cadre contravântuite parţial

Soluţii de structuri Conform P100

CONFORMAREA STRUCTURILOR METALICE LA ACTIUNI SEISMICE CONFORM NORMATIVULUI P100-2006 In conformitate cu cnormativul P100-2006 exista o serie de

prevederi specifice constructiilor amplasate in zone seismice, cu privire la: Materialele utilizate Determinarea solicitarilor de simensionare in domeniul elastic Particularitati legate de imbinarea elementelor Prevederi specifice cadrelor necontravantuite Prevederi specifice cadrelor contravantuite centric Prevederi specifice cadrelor contravantuite excentric

CONCEPTE DE PROIECTARE ANTISEISMICĂ

Un sistem structural poate prelua acţiunile dinamice (deci şi pe cele seismice) în două moduri: fie prin capacitate mare de deformare postelastică, necesitând în acest caz capacităţi de rezistenţă mai mici pentru elementele structurale, fie printr-o capacitate redusă de deformare postelastică, care implica o capacitate de rezistenţă mai ridicată a elementelor structurale

Pentru a asigura costuri reduse pentru structurile clădirilor, în cazul zonelor cu seismicitate ridicată, se preferă de obicei sistemele cu capacitate mare de deformare postelastică.

Prin urmare sistemele structurale supuse acţiunilor seismice se proiectează în conformitate cu unul din următoarele două concepte:

a) comportare de structură disipativă (comportare ductilă) - se ţine seama de capacitatea unor părţi ale structurii de a prelua efectul acţiunilor seismice dincolo de domeniului de comportare elastic

b) comportare de structură nedisipativă - preluarea efectului acţiunilor seismice fără disipare de energie - dimensionarea se face în ipoteza unei comportări elastice a structurii.

Fig.l: Reprezentarea variaţiei forţă - deplasare (S - A) în cazul unui sistem cu un grad de libertate dinamică:

i) distribuţia încărcării seismice pe structură conform modului propriu fundamental de vibraţie;

ii) concepte de proiectare antiseismică.

Cerinţe impuse structurilor supuse acţiunii seismice:

rigiditatea (prin mărimea acceptată pentru deplasarea relativă de nivel) - pentru prevenirea avarierii elementelor care nu sunt de rezistenţă în cazul unor cutremure frecvente relativ slabe este necesară o anumită rigiditate a sistemului structural.

rezistenţa (prin asigurarea capacităţii de rezistenţă a elementelor structurale la solicitările de calcul) - este necesară pentru asigurarea unei comportări elastice a structurii în cazul unor cutremure ceva mai puternice, evitând astfel avarierea structurii şi limitând gradul de avariere al elementelor nestructurale

ductilitatea (prin capacitatea de deformare postelastică asigurată) - o capacitate suficientă de deformare postelastică, este necesară pentru ca avariile, care se produc aproape inevitabil în sistemul structural în timpul cutremurelor puternice, să poată fi remediate în condiţii acceptabile din punct de vedere economic, iar colapsul să fie exclus, chiar şi în cazul cutremurului celui mai puternic luat în considerare

Metoda proiectării capacităţii de rezistenţă:

Pentru construcţiile obişnuite nu este practic posibil, în condiţii economice rezonabile, o dimensionare de aşa natură a structurii încât ea să se menţină în domeniul elastic pe durata cutremurelor severe, fiind inevitabile incursiunile în domeniul postelastic. Acestea se materializează prin deformaţii plastice în zonele mai puternic solicitate, denumite zone potenţial plastice.

Unul din principiile fundamentale de proiectare antiseismică constă în impunerea unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei (mecanism de plastificare) sub acţiuni seismice de intensitate ridicată. Acest obiectiv implică următoarele:

1) . Dirijarea zonelor potenţial plastice cu prioritate în elemente:

- care prin conformarea lor posedă o capacitate de deformare postelastică substanţială;

- a căror eventuală avariere nu pune în pericol stabilitatea generală a construcţiei;

- la care avariile produse de cutremur pot fi reparate uşor, fără eforturi tehnice şi costuri exagerate;

2) . Zonele potenţial plastice trebuie astfel distribuite încât capacitatea de deformare postelastică a structurii să fie cât mai mare, iar cerinţele de deformare a zonelor potenţial plastice cât mai mici. Se va urmări evitarea concentrării deformaţiilor plastice în puţine zone, situaţii care antrenează cerinţe ridicate de ductilitate.

3). Pentru a fi capabile să disipeze o cantitate mare de energie zonele potenţial plastice se vor alcătui astfel încât să prezinte capacităţi suficiente de deformare postelastică şi o comportare histeretică cât mai stabilă (o comportare la încărcări ciclice în domeniul postelastic fără degradări semnificative de rezistenţă sau rigiditate).

4). Zonele cu tendinţă de cedare neductilă sau elementele structurale pentru care nu se poate asigura o disipare stabilă a energiei vor fi protejate împotriva unor solicitări excesive (în afara domeniului elastic de comportare) prin modul de dimensionare şi alcătuire constructivă după cum urmează:

- la solicitările corespunzătoare încărcării structurii cu forţele seismice de cod se dimensionează practic numai zonele şi barele potenţial plastice;

- restul structurii (elementele structurale cu excepţia zonelor potenţial plastice) se va dimensiona la solicitările corespunzătoare atingerii capacităţii de rezistenţă a zonelor potenţial plastice ţinând seama de suprarezistenţa a materialului din aceste zone. Astfel se obţine o supradimensionare a celorlalte elemente structurale în raport cu zonele potenţial plastice.


Metoda a fost concepută în perioada 1975-1990 şi adusă în stadiul actual de aplicare practică, în primul rând de către cercetătorii neozeelandezi şi se potriveşte foarte bine la proiectarea deterministă raţională a structurilor de toate tipurile, în primul rând la acţiuni seismice. Metoda de proiectare a capacităţii de rezistenţă se bazează pe următoarele principii:

1) . Controlul solicitărilor în structură: Eforturile maxime posibile în structură sunt păstrate în limite controlabile.

2) Stabilirea de zone pentru disiparea de energie: Zonele pentru disiparea energiei vor fi stabilite precis în timpul proiectării şi se vor alcătui constructiv pentru a li se asigura o ductilitate ridicată

3) Protejarea zonelor cu ductilitate redusă împotriva suprasolicitării: Zonele cu o comportare neductilă vor fi protejate împotriva unor eforturi excesive şi vor rămâne, indiferent de intensitatea acţiunii seismice, totdeauna în domeniul elastic

4) Comportarea ductilă a structurii de rezistenţă: Structura, în totalitatea ei, prezintă (în pofida zonelor cu ductilitate redusă), o comportare ductilă cu o capacitate mare de deformare. Zonele cu comportare neductilă, fund calculate să rămână în domeniul elastic de comportare chiar şi în cazul solicitărilor maxime ce pot apare în structură, nu vor ajunge să cedeze fragil.


Avantajele metodei proiectării la capacitatea de rezistenţă apar la solicitarea dinamică a structurilor, deoarece eforturile în elementele vitale, care asigură stabilitatea întregii structuri, sunt greu de stabilit şi controlat cu precizie pe alte căi. O structură proiectată în acest mod şi executată corect se comportă deosebit de bine într-un domeniu larg de deformaţii produse de acţiunile seismice. Deformaţiile produse de cutremur sunt dependente în primul rând de energia indusă în structură, care diferă de la un seism la altul. Dacă în structură este indusă mai multă energie, aceasta va conduce la deformaţii mai mari ale structurii, dar puţin probabil la colaps.


Prevederi specifice P100-2006:

Clădiri cu structură metalică2. Prinderea stâlpului în fundaţie:

Prinderea în fundaţie

Prinderea în fundaţie Prinderea stâlpului în fundaţie poate fi făcută în două

moduri: Fundaţii pahar Prin dezvoltarea bazei stâlpului

Prindere articulată Prindere rigidă

Prinderea articulată se realizează, de regulă, prin poziţionarea şuruburilor de ancoraj cât mai spre centrul îmbinării

Prinderea rigidă se realizează prin poziţionarea şuruburilor de ancoraj cât mai departe de stâlp

Prinderea în fundaţie Fundaţie pahar

Prinderea în fundaţie Prinderea articulată

Prinderea în fundaţie Prinderea rigidă

Clădiri cu structură metalică3. Noduri de cadre:

Noduri de cadre

Noduri de cadre Nodurile de continuizare sunt folosite pentru

elemente cu dimensiuni prea mari pentru a fi realizate dintr-o singură piesă

Noduri de cadre Nodurile grindă stâlp

Noduri de cadre Nodurile grindă stâlp – clasificare

1. Îmbinări articulate

M

pinned


2. Îmbinări rigide

M

rigid, full strength


3. Îmbinări semirigide

M

Resistance

stiffness

rotation capacity

rigid or semi-rigid,full or partial strength,specific rotation capacity

Noduri de cadre

Cerinţele îmbinărilorCerinţe tehniceCerinţe economice.

Noduri de cadre Cerinţe tehnice de rezistenţă generale: Preluarea, transmiterea şi redistribuirea eforturilor din solicitările exterioare M, T, N

continuitatea elementelor şi omogenitatea sistemului Stabilitatea generală şi locală a structurii zone plastice limitate numai la grinzi Ductilitatea adecvată pentru grinzi, stâlpi şi nod (Îmbinare) evitarea prăbuşirilor bruşte

asigurarea incursiunilor în domeniul inelastic Evitarea concentrărilor de eforturi Asigurarea generală a comportării în exploatare: Intrarea imediată în lucru a îmbinării la încărcări oricât de mici La structurile din beton armat / precomprimat formarea, distribuţia şi dezvoltarea de fisuri în mod

avantajos Evitarea articulaţiilor plastice în stâlpi şi noduri Limitarea lungimii zonei plastice în grinzi Durabilitate coroziunea. Rezerve de siguranţă în exploatare: La sarcini fundamentale + accidentale comportare elastică La cutremure mici fără avarii structurale sau nestructurale La cutremure medii fără avarii structurale, cu unele avarii nestructurale La cutremure mari fără prăbuşire. Asigurarea dezvoltării în continuare a sistemelor constructive în cadre.

Noduri de cadre Cerinţe tehnice de rezistenţă speciale: Concepţie + calcul:

Îmbinarea să asigure o comportare la sarcina de lucru egală calitativ cu cea a elementelor pe care le îmbină

Îmbinarea să posede capacitate de rezistenţă cel puţin la combinaţiile de sarcini cele mai defavorabile pe care elementele adiacente în nod le-ar putea prelua de un număr de ori, după cum este necesar

Rezistenţa nodului să nu condiţioneze rezistenţa structurii iar comportarea îmbinării să nu împiedece dezvoltarea rezistenţei totale a elementelor îmbinate în nod.

Detaliere bine gândită şi prudentă Asigurare calitate şi controlul calităţii în execuţie Asigurare posibilităţi de eventuale remedieri Asigurarea transmiterii efortului în zonele de contact şi prin nodul

propriuzis al îmbinării.

Noduri de cadre Cerinţe tehnologice: Elementele prefabricate trebuie să fie simple

fabricare, transport, depozitare Stabilitate pentru elementele montate Asigurarea unor dispozitive de rezemare simple Lucrări pregătitoare minime în vederea montajului Executarea îmbinării în timp minim Toleranţele proiectate să fie în concordanţă cu

posibilităţile reale de execuţie Utilizarea unor tehnologii de mare randament

Noduri de cadre Cerinţe de ordin economic: Evitarea folosirii unor materiale deficitare Toleranţele admise să fie realizabile în condiţii

economice avantajoase Lucrările de înaltă calificare să poată fi executate de

personal corespunzător Valoarea manoperei să fie cât mai redusă Să poată fi realizată o productivitate ridicată Costurile de realizare, control şi întreţinere să fie cât mai

scăzute.

Noduri de cadre Cerinţele pentru realizarea conexiunii grindă-stâlp se

mai pot grupa şi după o schemă recunoscută în general pe plan mondial: Cerinţe privind proiectarea Cerinţe privind fabricantul elementelor prefabricate Cerinţe privind executantul structurii.

În general apar unele contradicţii între proiectant şi executant care trebuie rezolvate înainte ca elementul să ajungă să fie pus în operă. Concepţia, calculele şi detaliile de execuţie devin o realitate, numai în măsura în care rezolvă raţional şi economic problemele tehnologice.

Noduri de cadre Şuruburi pretensionate:

În prezent cele mai folosite îmbinări de şantier sunt cele cu şuruburi de înaltă rezistenţă pretensionate.

Grupele de şuruburi care se folosesc pentru acest tip de îmbinări sunt: 8.8 şi 10.9.

Prin înşurubarea piuliţei, în şurub se introduc eforturi de întindere importante care produc apăsarea puternică a pieselor din îmbinare. Deplasarea relativă a pieselor este împiedecată de frecarea care se produce la contactul între piese.

Pentru a asigura eficienţă maximă, la aceste îmbinări, este necesar ca presiunile care se exercită pe piese să fie cât mai mari.


Pentru a introduce un efort de întindere în tija şurubului trebuie ca piuliţa să fie strânsă până la o anumită limită.

Este necesar ca strângerea să nu ducă la eforturi care să depăşească limita de curgere

0(0,7...0,8)

0,7 _ _ 8.8

0,8 _ _10.9

t cN A

grupa

grupa

Noduri de cadre

Caracteristicile surubului Forta de pretensionare kN

Diametrul nominal mm Sectiunea de calcul mm2 8.8 10.9

16 157 80,38 98,91

20 245 125,44 154,35

22 303 155,14 190,89

24 353 180,74 222,39

27 459 235,00 289,17

30 561 287,23 353,43

Şuruburi pretensionate: Orientativ se pot considera valorile din tabelul de mai jos:


În domeniul solicitărilor elastice relaţia dintre momentul de strângere a piuliţei şi efortul de preîntindere se poate scrie sub forma:

este diametrul tijei

functie de frecarea

intre piulita si saiba. in

mod uzual se considera 0,2

r tM KdN

d

K


Controlul strângerii se realizaează cu cheia dinamometrică. Strângerea se face după ce în prealabil şuruburile îmbinării au fost strânse cu o cheie de mână obişnuită.

Metoda de strângere cu cheia dinamometrică prezintă unele dezavantaje: Cheia se dereglează după 200 de strângeri şi trebuie reetalonată Starea necorespunzătoare a suprafeţelor poate conduce la un

coeficient K cu valori mai mari de 0,2, caz în care momentul măsurat cu cheia nu mai corespunde aceluiaşi efort de întindere în tijă


O altă metodă se bazează pe strângerea cu un anumit unghi de rotire care introduce în tijă un efort proporţional cu alungirea rezultată din înşurubarea piuliţei.

Pentru aceasta se strâng şuruburile până la 30-40% din momentul calculat şi apoi strângerea este completată cu o rotire a piuliţei cu un unghi de 45-105 grade.

Unghiul de rotire al piuliţei se poate extrage din tabelul următor, în funcţie de mai mulţi parametri.

Noduri de cadre

Noduri de cadre Şuruburi pretensionate: - Îmbinări supuse la

forfecare

Noduri de cadre Şuruburi pretensionate: - Îmbinări supuse la

forfecare Clasa D: suprafeţe netratate Clasa C: suprafeţe curăţate la luciu metalic debarasate de

toată rugina neaderentă Clasa B: vopsire cu silicat alcali-zinc cu o grosime de 50-

80µm, aplicată pe suprafeţe şlefuite sau sablate Clasa A:

suprafeţe şlefuite sau sablate curăţate de toate particulele de rugină neaderente

suprafeţe şlefuite sau sablate acoperite cu protecţie de aluminiu suprafeţe şlefuite sau sablate acoperite cu un produs pe bază de

zinc, cu coeficientul de frecare verificat la o valoare de cel puţin 0,5

Clădiri cu structură metalică

4. Toleranţe:

normele româneşti NP 42-2000

normele europene EN 1090 – 1 – Executia structurilor din otel – Reguli generale si reguli pentru cladiri

Toleranţe Tipuri de toleranţe:

Toleranţele “normale” sunt limitate de abateri ale dimensiunilor necesare pentru: Satisfacerea ipotezelor de calcul pentru structuri sub încărcări statice Definirea, în absenţa altor cerinţe, a toleranţelor acceptabile pentru structurile de

rezistenţă ale clădirilor Toleranţele “speciale” sunt toleranţe mai severe necesare pentru satisfacerea

ipotezelor de calcul la: Structuri, altele decât cele ale structurilor de rezistenţă curente ale clădirilor Structuri solicitate în principiu la oboseală

Toleranţele “particulare” sunt toleranţe şi mai severe necesare pentru satisfacerea exigenţelor funcţionalepentru structuri sau elemente structurale în raport cu: Fixarea altor elemente portante sau neportante Cajele lifturilor Căile podurilor rulante Rosturile Alinierea la faţadă a unui imobil.

Toleranţe Aplicarea toleranţelor:

Toleranţele “normale” se aplică structurilor de rezistenţă obişnuite, din oţel, cu unul sau mai multe etaje, clădirilor rezidenţiale, administrative, comerciale şi industriale dacă nu au prevăzute în mod expres alte toleranţe “speciale” sau “particulare”.

Toleranţele “speciale” sau “particulare” necesare trebuie să fie detaliate în prevederile proiectului

Toate toleranţele “speciale” sau “particulare” necesare trebuie indicate şi pe planurile de execuţie

Toleranţe Toleranţe normale la montaj:

Abaterea distanţei între stâlpi consecutivi maxim 5 mm Înclinarea unui stâlp între două etaje consecutive maxim

0,002 h Abaterea de amplasare a unui stâlp la fiecare nivel de

planşeu în raport cu o verticală trecând prin locul prevăzut al bazei stâlpului:

Toleranţe Abaterea de amplasare a unui stâlp la fiecare nivel de

planşeu în raport cu o verticală trecând prin locul prevăzut al bazei stâlpului: 0,0035

numarul etajelor de la baza pana la planseul considerat

inaltimea totala de la baza pana la nivelul planseului considerat

h

nn

h


Înclinarea unui stâlp într-o clădire cu un etaj (fără pod rulant) maxim 0,0035 h


Înclinarea stâlpilor unei structuri cu o deschidere fără pod rulant Medie 0,002 h Individuală 0,010 h

Toleranţe Toleranţe normale la montaj: Fiecare dintre criteriile de mai sus este considerată

separat şi trebuie satisfăcută indiferent de celelalte criterii de toleranţă

Toleranţele de montaj menţionate mai sus se aplică în următoarele cazuri: La stâlp se consideră înălţimea lui de la faţa superioară a

planşeului inferior la faţa inferioară a planşeului superior Pentru o grindă, înălţimea sa se consideră între mijloacele

tălpilor ei, neluând în considerare plăcile de capăt

Toleranţe Toleranţe de fabricare:

Toleranţele normale de fabricare sunt cele prevăzute pentru structurile de rezistenţă ale clădirilor la care nu se cer alt tip de toleranţe

Aceste toleranţe sunt cele care au fost luate în considerare la stabilirea regulilor de calcul ale diferitelor tipuri de elemente. În cazurile unde defectele de rectiliniaritate depăşesc aceste valori, depăşirea toleranţei trebuie să fie luată în considerare în calcule.

Toleranţe Toleranţe de fabricare:

Rectiliniaritatea unui stâlp sau a altui element comprimat între punctele care, după montaj, vor fi menţinute lateral (deplasări împiedecate): Maxim 0,001L în general Maxim 0,002L pentru elemente tubulare

Rectiliniaritatea tălpii comprimate a unei grinzi faţă de planul care conţine axa de inerţie minimă, între punctele care, după montaj, vor fi menţinute lateral(puncte ce împiedecă deplasări laterale): Maxim 0,001L în general Maxim 0,002L pentru elemente tubulare

Toleranţe Poziţionarea şuruburilor de ancoraj:

Trebuie precizate toleranţe pentru abaterea de poziţionare a şuruburilor de ancoraj, pentru a se putea respecta în continuare toleranţele prevăzute la montajul structurii

Toleranţele la nivelele şuruburilor de ancoraj trebuie prevăzute pentru a putea fi respectate prevederile relative la: Nivelul plăcii de bază Grosimea materialului de nivelare sub placa de bază Lungimea cu care iese şurubul dincolo de piuliţă Numărul de paşi liberi de filet sub piuliţă

Într-o grupă de şuruburi de ancoraj pentru un element, abaterile la distanţele dintre şuruburi nu trebuie să depăşească: Pentru şuruburi înglobate în beton 5 mm între centrele şuruburilor Pentru şuruburi montate în manşoane 10 mm între centrele manşoanelor

Toleranţe Control şi încercări:

Exigenţele în materie de control şi încercări trebuie să fie cele precizate în normele de referinţă pentru un nivel normal de control, dacă nu se impun prevederi speciale pentru acest lucru

Criteriile de recepţie trebuie să fie cele prevăzute în normele de referinţă dacă nu se impun criterii speciale de recepţie.

Clădiri cu structură metalică5. Protecţia anticorozivă:

Protecţia anticorozivă Peste 80% din cauzele ce impun înlocuirea elementelor

metalice sunt COROZIUNEA. Factorii ce influenţează procesul de coroziune sunt:

Natura şi caracteristicile metalului: Structura cristalină Compoziţia chimică Procedeul de fabricare

Solicitarea mecanică: Starea de tensiune (întinderea favorizează coroziunea) Concentratorii de eforturi Fenomenul de oboseală

Alcătuirea constructivă a elementului: Alcătuirea secţiunii Modul de îmbinare.

Protecţia anticorozivă Pierderile cauzate de coroziune se menţin ridicate.

Statisticile mondiale arată că acestea se cifrează la valoarea de 10........12% din producţia anuală de oţel.

Se apreciază că în construcţiile metalice circa 80% din pagubele înregistrate sunt datorate coroziunii atmosferice, datorate poluării industriale.

În ţara noastră nu avem o statistică recentă, dar în anul 1988 se estima că numai în industria chimică se cheltuia peste 1 miliard de lei pentru întreţinerea şi protecţia anticorozivă a construcţiilor metalice.

Protecţia anticorozivă Măsuri de prevenire:

Faza de proiectare: Evitarea concentrărilor de eforturi implicate de reduceri bruşte

de secţiune, de sudurile punctiforme sau întrerupte. Folosirea unui număr redus de elemente, dar puternice, în

locul unui număr mare şi cu secţiuni reduse, care ar conduce la un număr mai mare de îmbinări (zone sensibile la coroziune).

Asigurarea accesului la toată suprafaţa laterală a elementului pentru verificarea şi întreţinerea periodică.

Evitarea îmbinărilor sub forma unor unghiuri ascuţite, a zonelor concave, etc. care ar permite stagnarea prafului şi a apei.

Utilizarea secţiunilor la care raportul între perimetru şi arie este mai redus.

Evitare coroziunii bimetalice prin izolarea elementelor de metale diferite ce vin în contact în zona îmbinărilor nituite sau cu şuruburi.


Faza de execuţie în uzină: La ieşirea din atelier tronsoanele să fie acoperite cu un

strat de protecţie anticoroziv (celelalte putându-se da pe şantier).

Respectarea tehnologiei de executare a suportului şi de aplicare a sistemului de protecţie anticorozivă adoptat.

Controlul riguros al calităţii execuţiei protecţiei anticorozive, în special în zona îmbinărilor.


Faza de exploatare a construcţiei metalice: Efectuare unui control periodic asupra structurii

metalice prin care să se poată stabili apariţia şi localizarea coroziunii, cauzele acesteia, pierderile materiale suferite şi măsurile de remediere necesare.

Reducerea gradului de impurificare a atmosferei în preajma structurii metalice prin:

* amestecarea gazelor cu aer curat

* reţinerea parţială sau totală a agenţilor corozivi la nivelul sursei producătoare de impurităţi

* evacuarea în atmosferă prin intermediul coşurilor cu înălţime mare.

Protecţia anticorozivă Măsuri de protecţie:

Alegerea sistemului de protecţie anticorozivă trebuie să se facă pe baza indicaţiilor din standarde, normative şi instrucţiunilor tehnice, precum şi pe baza experienţei proiectantului şi a încercărilor de laborator efectuate.

Măsurile de protecţie a oţelului pot fi clasificate prin modul de realizare astfel:

Prin compoziţie (chimic). Prin acoperire.


Prin compoziţie: Alierea oţelului cu Ni, Cr, Cu în vederea obţinerii de oţeluri

inoxidabile. Este o metodă scumpă, folosită mai des la utilaje sau la

placări. Prin acoperire:

Acoperiri cu metale rezistente la coroziune (Zn, Cr, Cu) prin procedee electrochimice sau cu jet de metal topit sub presiune.

Acoperiri cu mase plastice. Acoperiri prin vopsire, cu vopseluri având diferite

caracteristici. Acoperiri mixte, peste un strat de acoperire metalic aplicându-

se un strat de vopsea. Este o metodă mai ieftină şi adaptabilă la agresivitatea

mediului şi a agenţilor corozivi din mediul în care va fi amplasată construcţia.


Pentru protecţia prin acoperire a structurilor de oţel, aderenţa, eficacitatea şi durabilitatea unei protecţii depinde de modul de curăţire a suportului de impurităţi (rugină, vopsea veche, etc.). O curăţire necorespunzătoare a suportului reduce aderenţa dintre stratul protector şi suport.

Curăţirea se poate face prin următoarele metode: Ciocănire pentru straturile vechi de vopsea Periere cu peria de sârmă pentru straturile de oxizi şi tunder Sablarea cu jet sub presiune de nisip, praf de sticlă sau alice –

suprafeţele sablate trebuie grunduite în cel mult 3...4 ore de la sablare

Flamare cu flacără oxiacetilenică – procedeu neindicat datorită efectelor nedorite ale temperaturii

Degresarea de uleiuri şi grăsimi utilizând benzen, toluen, xilen sau tricloretilenă.

Clădiri cu structură metalică

Curs Master Seism

Documents

Transcript of Curs Master Seism