Curs1

EUROCODEEUROCODE 33: Proiectarea structurilor de otelP t 1 1: R li l i li t lădi iPartea 1-1: Reguli generale şi reguli pentru clădiri

1 GENERALITATI:EUROCODURILE 1.GENERALITATI:EUROCODURILE STRUCTURALE IN EUROPA SI ROMANIA

OBIECTIVE SI STATUTEUROCODURILE STRUCTURALE

Norme tehnice comune pentru proiectarea structurilorpentru constructii in tarile membre ale UniuniipEuropene.Specificitatea la nivel national este asigurata prinAnexe nationale.

EUROCODURILE STRUCTURALEMetode si prevederi de verificare a cerintelorspecificate in Directiva CE89/106/EEC pentru

d l d t tii t i t t lprodusele de constructii cum sunt rezistentelemecanice si de stabilitate si siguranta la focBaza tehnica pentru contracte de executie si serviciiin domeniul constructiilorin domeniul constructiilorCadrul normativ pentru armonizarea specificatiilortehnice ale produselor pentru constructii.

SR EN 1993 - Eurocod 3 2

DOCUMENTE DE REFERINTA PRIVIND DOCUMENTE DE REFERINTA PRIVIND IMPLEMENTAREA SI APLICAREA

Recomandarea CE 11/12/03 privind implementarea si utilizarea pEurocodurilor pentru lucrari de constructii si produse destinate pstructurilor de constructii -2003/887/EC - CEN/TL250/589Ghid de aplicare L (Guidance Paper L) - Aplicarea si Utilizarea Eurocodurilor p( Construct 01/483/483/Rev.1)


SISTEMUL EURONORMELOR SISTEMUL EURONORMELOR PENTRU CONSTRUCTII

ENsNORME TEHNICE DE PROIECTARE (10 (EUROCODURI CU 58 DE PARTI)STANDARDE PENTRU PRODUSELE DE CONSTRUCTII (500)CONSTRUCTII (500)STANDARDE PENTRU INCERCARI EXPERIMENTALE DE CONFORMITATE (700)EXPERIMENTALE DE CONFORMITATE (700)

ETA & ETAGAGREMENTE SI GHIDURI TEHNICE EUROPENEAGREMENTE SI GHIDURI TEHNICE EUROPENE


SISTEMUL EURONORMELOR SISTEMUL EURONORMELOR PENTRU CONSTRUCTII (TESTAREA PRODUSELOR)

Incercarea experimentalaa elementelor

(produselor prefabricate)Rexp,i

Calibrarea modelelor decalcul ingineresti.

Reguli de proiectare unificate

Evaluare

Determinarea valorilorcaracteristice a proprietatilor

l l i d l

in Eurocodurile StructuraleRk

Calcul

elementelor si produselor Rk

Actiuni si criterii desiguranta.

Certificate CE

g

Factori partiali de sigurantaRd = Rk / gm

Calculul si proiectarea lucrarilor de constructiiEd ≤ Rd



Eurocodurile structurale au 2 sectiuni:

Standardele de produs pentru componente“prefabricate” Eurocodurile structurale pentru proiectare

Alegere nationala pentrugm

prefabricate

gm

Reguli europene unificate pentru Rk

Determinarea valorilor caracteristiceRk

Proiectarea lucrarilorde constructii

Ed≤Rd

Declaratia de Conformitate pentruRk marca CE

Utilizarea produselor



Determinarea valorilor caracteristice si a factorilor partiali de siguranta gmg

Codurile de proiectare - Eurocode

Evaluarea conditiilor pentru valorilenumerice ale lui gm

Standardele de produs pentru materialesi produse semifabricate EN 10025 Standardele de executie EN 1090 – Part 2


PACHETUL EUROCODEEN1990, Eurocode : Basis of structural design(Bazele proiectării structurale)EN1991 Eurocode 1: Actions on structures (AcţiuniEN1991, Eurocode 1: Actions on structures (Acţiuniîn construcţii)EN1992, Eurocode 2: Design of concrete structures(P i t t t il di b t b t t(Proiectarea structurilor din beton, beton armatşi beton precomprimat)EN1993, Eurocode 3: Design of steel structures, g(Proiectarea structurilor metalice)EN1994, Eurocode 4: Design of composite steel andconcrete structures (Proiectarea structurilor mixteconcrete structures (Proiectarea structurilor mixteoţel-beton)


PACHETUL EUROCODEEN1995, Eurocode 5: Design of timber structures(Proiectarea structurilor din lemn)EN1996 Eurocode 6: Design of masonry structuresEN1996, Eurocode 6: Design of masonry structures(Proiectarea structurilor de zidărie)EN1997, Eurocode 7: Geotechnical design(P i t f d ţiil i i i i t h i ă)(Proiectarea fundaţiilor şi inginerie geotehnică)EN1998, Eurocode 8: Design of structures forearthquake resistance (Proiectarea structurilorq (aflate în zone seismice)EN1999, Eurocode 9: Design of aluminium structures(Proiectarea structurilor din aluminiu)(Proiectarea structurilor din aluminiu)


RELATIA INTRE EUROCODURI

EN 1990Siguranta structurilor

Siguranta in exploatareDurabilitate

EN 1991 Actiuni asupra constructiilor

EN 1992, EN 1993,EN 1994, EN 1996,

EN 1999

CalculeProiectareEN 1999

EN 1997 EN 1998

ProiectareDetalii

Prioectare geotehnica si fundatiiEN 1997 EN 1998 Prioectare geotehnica si fundatii

Proiectare/verificare la actiuni seismice


PROGRAMUL IMPLEMENTARIIDocument Availability Standard

EN 1990 Eurocode : Basis of Structural Design – Bazele proiectarii structurale

Annex A1 for buildings April 02 March 2010

Annex A2 for bridges November 05 March 2010

Eurocode 1 : Actions on structures – Actiuni in constructii

EN1991-1.1: Densities, self-weight and imposed loads for buildings April 02 March 2010

Actions on structures exposed to fire November 02 December 2009

EN1991-1.3 : Snow loads July 03 March 2010

EN1991-1.4 : Wind actions May 05 March 2010

EN1991-1.5 : Thermal actions March 04 March 2010

EN1991-1.6 : Actions during execution July 05 March 2010

EN1991-1.7 : Accidental actions due to impact and explosions May 06 March 2010

EN1991-2 : Traffic loads on bridges October 03 March 2010

Actions induced by cranes and machinery May 06 March 2010

Actions in silos and tanks February 06 March 2010



Eurocode 2 : Design of concrete structures – Proiectarea structurilor din beton

EN1992-1.1 : Common rules for buildings and civil engineering structures December 04 March 2010

EN1992-1.2 : Structural fire design December 04 March 2010

EN1992-2 : Bridges November 05 March 2010

EN1992-3 : Liquid retaining and containment structures March 2010EN1992 3 : Liquid retaining and containment structures March 2010

Eurocode 3 : Design of steel structures – Proiectarea structurilor metalice

EN1993-1.1 : General rules – Reguli generale si reguli pentru cladiri May 05 March 2010

EN1993 1 2 : Structural fire design Calculul comportarii la foc April 05 March 2010EN1993-1.2 : Structural fire design – Calculul comportarii la foc April 05 March 2010

EN1993-1.3 : Cold formed thin gauge members and sheeting – Profile si placi cu pereti subtiri formate la rece March 2010

EN1993-1.4 : Stainless steels – Oteluri inoixidabile March 2010

EN1993-1.5 : Strength and stability of planar plated structures without transverse loading – Placi plane incarcate in planul lor March 2010

EN1993-1.6 : Strength and stability of shell structures – Rezistenta si stabilitatea structurilor din placi March 2010

EN1993-1.7 : Strength of planar plated structures loaded transversally - Placi plane incarcate


g p p y pperpendicular pe planul lor May 06 March 2010


Eurocode 3 : Design of steel structures – Proiectarea structurilor metalice

EN1993-1.8 : Design of joints – Calculul imbinarilor May 05 March 2010

EN1993-1.9 : Fatigue strength – Rezistenta la oboseala a structurilor din otel May 05 March 2010

EN1993 1 10 : Fracture toughness assessment Alegerea calitatii otelului May 05 March 2010EN1993-1.10 : Fracture toughness assessment – Alegerea calitatii otelului May 05 March 2010

EN1993-1.11 : Use of high strength cables – Cabluri si elemente intinse March 06 March 2010

EN1993-2 : Bridges - Poduri metalice March 06 March 2010

EN1993-3 : Towers and masts – Piloni si cosuri de fum March 06 March 2010

EN1993-4 : Silozuri, rezervoare si conducte May 06 March 2010

EN1993-5 : Piling – Piloti de fundare, si palplanse May 06 March 2010

EN1993-6 : Cranes supporting structures – Cai de rulare May 06 March 2010



Eurocode 4 : Design of composite steel and concrete structures – Proiectarea structurilor mixte otel-beton

EN1994-1.1 : General – Common rules December 04 March 2010

EN1994-1.2 : Structural fire design September 05 March 2010


Eurocode 5 : Design of timber structures – Proiectarea structurilor din lemn

EN1995-1.1 : Common rules and rules for buildings November 04 March 2010

EN1995-1.2 : Structural fire design November 04 March 2010


Eurocode 6 : Design of masonry structures – Proiectarea structurilor din zidarie

EN1996-1.1 : Rules for reinforced and unreinforced masonry November 05 March 2010y

EN1996-1.2 : Structural fire design May 05 March 2010

EN1996-2 : Selection and execution December 05 March 2010

EN1996-3 : Simplified calculations December 05 March 2010


EN1996-3 : Simplified calculations December 05 March 2010


Eurocode 7 : Geotechnical design – Proiectarea fundatiilor si inginerie geotehnica

EN1997-1 : General rules November 04 March 2010

EN1997-2 : Design assisted by laboratory testing August 06 March 2010EN1997 2 : Design assisted by laboratory testing August 06 March 2010

EN1997-3 : Design assisted by field testing March 2010

Eurocode 8 : Design provisions for earthquake resistance of structures – Proiectarea structurilor aflate in zone seismice

EN1998-1 : General rules seismic actions and rules for buildings December 04 March 2010EN1998-1 : General rules, seismic actions and rules for buildings December 04 March 2010

EN1998-2: Bridges November 05 March 2010

EN1998-3: Assessment and retrofiting of buildings June 05 March 2010

EN1998-4: Silos, tanks and pipeline June 06 March 2010

EN1998-5 : Foundations, retaining structures and geotechnical aspects November 04 March 2010

EN1998-6 : Towers and masts June 05 March 2010

Eurocode 9 : Design of aluminium Structures – Proiectarea structurilor din aluminiu

EN1999-1 : General rules June 06 March 2010EN1999 1 : General rules June 06 March 2010

EN1999-2: Structural fire design June 06 March 2010

EN1999-3: Fatigue October 06 March 2010

EN1999-4: Trapezoidal sheeting September 06 March 2010


EN1999-5 : Shell structures September 06 March 2010

ANEXELE NATIONALE (NA) cuprind:Valori alternative celor recomandate in Eurocoduri –numai in situatiile specificateValori pentru marimi simbolizate dar neprecizateValori pentru marimi simbolizate dar neprecizatenumeric in EurocoduriDate specifice la nivel regional si/sau national –i i li ti i i tincarcari climatice, seismice, etc.Proceduri de calcul/ verificari alternative celor dinEurocoduri – numai in situatiile specificate depEurocoduriAnexele nationale mai pot cuprinde:

Anexe informativeAnexe informativeInformatii complementare necontradictoriiprevederilor din Eurocoduri


EVOLUTIA EUROCODURILOREste reglementata de:

Recomandarea CE 2003/887/ECRapo t l CEN/52250/15 09 2005 E ol tiaRaportul CEN/52250/15.09.2005. EvolutiaEurocodurilor:

1. MENTENANTA raspuns la comentarii siact ali a eactualizare2. ARMONIZARE crearea mecanismelor caresa asigure convergenta3 PROMOVARE i t l i t h i3. PROMOVARE asigurarea suportului tehnicin vederea implementarii si a aplicarii4. DEZVOLTARE cercetari prenormative cab t d t il l t ibaza pentru redactarea noilor reglementariAdministrarea procesului – Centrul EuropeanUnificat pentru Cercetari de la Ispra, Italia


IMPLEMENTAREA IN ROMANIA

Institutia nationala pentru standardizare afiliata la CEN:ASRO - Asociatia Romana deStandardizareAutoritatea nationala decizionala – MTCCoordonarea nationala a procesului de pimplementare a Eurocodurilor structuralesi elaborare a Anexelor Nationale - INCERCsi elaborare a Anexelor Nationale INCERC


CONCLUZIIRomania a intrat in Uniunea Europeana in 2007.Din martie 2010 normele nationale nu vor mai fiaplicate.aplicate.Eurocodurile structurale si normativele asociate vor fisingurele normative pentru proiectarea si executiaconstructiilor.In Romania este necesar un efort sustinut deimplementare si asimilare a tuturor acestordocumente. Acest efort trebuie sustinut, pe langa, p gtraducerea normelor, si prin implementarea normelorin programele analitice ale cursurilor universitare,editarea unor volume cu comentarii si exemple,cursuri post universitarecursuri post universitare.In caz contrar numai firmele europene vor proiecta sivor executa constructii in Romania.



1.GENERALITATI.

CUPRINS GENERAL EUROCODE 3

EN 1993-1 - Proiectarea structurilor de oţel: Reguli generale şi reguli pentru clădiri.EN 1993 2 Proiectarea structurilor de oţel: Poduri EN 1993-2 - Proiectarea structurilor de oţel: Poduri metalice.EN 1993-3 - Proiectarea structurilor de oţel: Piloni,

i d fcoşuri de fum.EN 1993-4 - Proiectarea structurilor de oţel: Silozuri, rezervoare şi conducte.şEN 1993-5 - Proiectarea structurilor de oţel: Piloţi de fundare, şi palplanşeEN 1993-6 - Proiectarea structurilor de oţel: Căi de EN 1993-6 - Proiectarea structurilor de oţel: Căi de rulare


CUPRINS GENERAL EUROCODE 3-1

EN 1993-1-1 - Proiectarea structurilor de oţel: Reguli generale şi reguli pentru clădiri.EN 1993-1-2 - Proiectarea structurilor de oţel: Calculul comportării la foc.EN 1993-1-3 - Proiectarea structurilor de oţel: EN 1993 1 3 Proiectarea structurilor de oţel: Profile şi plăci cu pereţi subţiri formate la rece.EN 1993-1-4 - Proiectarea structurilor de oţel: Oţeluri inoxidabile.Oţeluri inoxidabile.EN 1993-1-5 - Proiectarea structurilor de oţel: Plăci plane încărcate în planul lor.EN 1993 1 6 Proiectarea structurilor de oţel: EN 1993-1-6 - Proiectarea structurilor de oţel: Rezistenţa şi stabilitatea structurilor din plăci.


CUPRINS GENERAL EUROCODE 3-1

EN 1993-1-7 - Proiectarea structurilor de oţel: Rezistenţa şi stabilitatea plăcilor plane încărcate perpendicular pe planul lor.EN 1993 1 8 P i t t t il d ţ l C l l l EN 1993-1-8 - Proiectarea structurilor de oţel: Calculul îmbinărilor.EN 1993-1-9 - Proiectarea structurilor de oţel: R i t ţ l b lă t t il di ţ lRezistenţa la oboseală a structurilor din oţel.EN 1993-1-10 - Proiectarea structurilor de oţel: Alegerea calităţii oţelului ţinând seama de tenacitate şi de proprietăţile pe direcţia grosimiide proprietăţile pe direcţia grosimiiEN 1993-1-11 - Proiectarea structurilor de oţel: Calculul structurilor pe cabluri sau elemente întinse.EN 1993 1 12 P i t t t il d ţ l EN 1993-1-12 - Proiectarea structurilor de oţel: Reglementări suplimentare pentru oţelurile cu rezistenţe înalte.


CUPRINS GENERAL EUROCODE 3 1 1CUPRINS GENERAL EUROCODE 3-1-1

Section 1: General Cap. 1. GeneralitatiSection 2: Basis of design Cap. 2. Bazele proiectariiSection 3: Materials Cap. 3. MaterialeSection 4: Durability Cap 4 DurabilitateSection 4: Durability Cap. 4. DurabilitateSection 5: Structural analysis Cap. 5. Analiză structuralăSection 6: Ultimate limit states Cap. 6. Stari limită ultimeSection 7: Serviceability limit states Cap. 7. Stari limită de serviciu

Cap. 1 şi 2 introduc clauze suplimentare faţă de cele din EN 1990Cap. 3 impune calitatea şi rezistenţele minime admise la fabricarea oţeluluipentru construcţii.C 4 f ă li l t d bilit t t t il t liCap. 4 oferă reguli generale pentru durabilitatea structurilor metalice.Cap. 5 referitor la analiza structurală, în ce fel fiecare parte poate fimodelată cu destulă acurateţe ca elemente liniare pentru analiza globală.Cap. 6 oferă reguli detaliate pentru proiectarea secţiunilor şi acomponentelorcomponentelor.Cap. 7 oferă reguli ale exploatării normale.


NOTAŢII:În EC sunt adoptate următoarele notaţii:

Încărcări permanente şi cvasipermanente(încărcări moarte) - GÎncărcări utile (încărcări impuse) - QÎncărcări utile (încărcări impuse) QÎncărcare din zăpadă - QÎncărcare din vânt - WÎncărcare din vânt - WÎncărcări excepţionale(î ă ă i id t l ) A(încărcări accidentale) - A


NOTAŢII:Gk - valoarea nominală a efectului acţiunilor permanenteRd - rezistenţa de calculR - rezistenţa caracteristicăRk rezistenţa caracteristicăγM - factor parţial de siguranţă aplicat materialuluify - limita de curgeref - rezistenţa la tracţiune (rupere)fu - rezistenţa la tracţiune (rupere)Reh - limita de curgere pentru produse standardRm - rezistenţa la tracţiune pentru produse standardε - deformaţie specifică la curgereεy - deformaţie specifică la curgereεu - deformaţie specifică la rupereE - modul de elasticitate longitudinalG modul de elasticitate transversalG - modul de elasticitate transversalFed - încărcare de calcul pe structurăFcr - încărcare critică de flambaj în domeniul elastic


NOTAŢII:HEd - valoarea de calcul a reacţiunii orizontale la partea inferioară a etajului din încărcări orizontale reale şi fictiveVEd - încărcarea de calcul verticală totală pe structură, la parteainfe ioa ă a etaj l iinferioară a etajului

- zvelteţe relativă ,1λ

λλ =−

,il f=λ ,1 eλλ =

−

λe

eE

σπλ

2

=

λ1 - valoarea zvelteţei utilizată pentru calculul zvelteţei relativeNEd - valoarea de calcul a forţei axialeL - lungimea elementuluiM moment de rezistenţă caracteristic al secţiunii critice

e

MRk - moment de rezistenţă caracteristic al secţiunii criticeNRk - rezistenţa caracteristică la întindere a secţiuniiσ - tensiuneτEd - valoarea de calcul a tensiunii de forfecareEdNRd - rezistenţa de calcul la întindere (effort capabil)My,Rd, Mz,Rd - rezistenţa de calcul la încovoiere (moment capabil


NOTAŢII:Aeff - aria eficace a secţiunii transversaleNpl,Rd - valoarea de calcul a rezistenţei plastice a secţiunii transversale bruteWpl - modulul de rezistenţă plastic al secţiuniiWel min - modulul de rezistenţă elastic minimel,min ţWeff,min - modulul de rezistenţă minim efectivMV,Rd - moment rezistent plastic redus de calcul, ţinând cont şi de prezenţaforţei tăietoareMN Rd - moment rezistent plastic redus de calcul ţinând cont şi de prezenţaMN,Rd moment rezistent plastic redus de calcul, ţinând cont şi de prezenţaforţelor axialeχ - factor de reducere pentru flambaj prin încovoiere (echivalent cu f –coeficientul de flambaj)N efort critic de flambaj elastic pentru modul de flambaj consideratNcr - efort critic de flambaj, elastic, pentru modul de flambaj considerat,bazat pe proprietăţile secţiunii transversale bruteλT - zvelteţe relativă pentru flambaj prin încovoiere-răsucire sau prin răsucireχLT - factor de reducere pentru flambaj prin deversare

- zvelteţe relativă pentru flambaj prin deversare

Mcr - moment critic elastic pentru flambaj prin deversareLT

−

λ


cr p j p

C i l b lConventie pentru axele barelor:

Convenţia pentru axele barelor este următoarea :• x-x - în lungul axei barei• y-y - axa secţiunii transversale• z-z - axa secţiunii transversale

Pentru bare de oţel, convenţiile utilizate pentru axele secţiunii transversale sunt :

l d l lla modul general:• y-y - axa secţiunii transversale paralelă cu tălpile• z-z - axa secţiunii transversale perpendiculară pe tălpi

t ipentru corniere:• y-y - axa paralelă cu aripa ce mai mică• z-z - axa perpendiculară pe aripa cea mai mică

dacă este cazul:dacă este cazul:• u-u - axa tare de inerţie (când nu coincide cu axa yy)• v-v - axa slabă de inerţie (când nu coincide cu axa zz)


i i i i l i ilDimensiuni si axe ale secţiunilor

Simbolurile utilizate pentru dimensiunile şi axele secţiunilortransversale ale profilelor laminate din oţel sunt indicate în figurile de mai jos:



2 BAZELE PROIECTARII2. BAZELE PROIECTARII

B l i t iiBazele proiectarii.

Cerinţe fundamentale.

Proiectarea structurilor de oţel trebuie sa fie conform regulilor prezentate în EN 1990.

Prevederile suplimentare prezentate în acest articol Prevederile suplimentare prezentate în acest articol pentru structurile de oţel trebuie luate şi ele în considerare.

Cerinţele fundamentale din EN 1990 secţiunea 2 sunt ti fă t d ă l l l l tă i li ită t f l it î ă satisfăcute dacă, calculul la stări limită este folosit împreună

cu metoda coeficienţilor parţiali şi grupările de acţiuni definite în EN 1990, acţiunile fiind menţionate în EN 1991.990, acţ u e d e ţ o ate 99

Trebuie aplicate regulile pentru rezistentă, exploatare normală şi durabilitate enunţate în diferite părţi ale EN 1993.



ăGestiunea fiabilităţii.

Când sunt cerute diferite niveluri de fiabilitate Când sunt cerute diferite niveluri de fiabilitate, se recomandă atingerea lor printr-o alegerecorespunzătoare a gestiunii calităţii cu ocazia calculului şi execuţiei, conform EN 1990 anexa C şi conform EN 1090 (executia structurilor si tolerante).

Durata de viată de calcul, durabilitate şi robusteţe.

Durata de viaţă a unei construcţii, prevăzută prin calcul, este perioada în care o structură de clădire poate fi utilizată conform destinaţiei sale


conform destinaţiei sale.


După tipul de acţiune care afectează durabilitatea şi durata de viaţa de calcul (a se vedea EN 1990) structurile de oţel trebuie să fie:fie:

concepute pentru a rezista la coroziunea datorită:• unei protecţii de suprafaţă corespunzătoare(a se vedea EN ISO 12944)(a se vedea EN ISO 12944)• utilizării oţelului rezistent la coroziunea atmosferică.• utilizarii oţelului inoxidabil (a se edea EN 1993-1-4)(a se edea EN 1993 1 4)

prevăzute cu detalii constructive rezistente la oboseală (a se vedea EN 1993-1-9)

concepute pentru a rezista la uzură.p pconcepute pentru a rezista acţiunilor accidentale

(a se vedea EN 1991-1-7)inspectate şi întreţinute.



Principiile de calcul la stari limita.

R i t ţ l ţi il t l i i t ţ b l Rezistenţele secţiunilor transversale şi rezistenţa barelor specificate în acest Eurocod 3 pentru stările limită aşa cum sunt definite în EN 1990-3.3, se bazează pe încercări în , pcursul cărora materialul a prezentat o ductilitate suficientă pentru aplicarea modelelor de calcul simplificate.

Rezistenţele specificate în prezenta parte a Eurocodului pot Rezistenţele specificate în prezenta parte a Eurocodului pot fi utilizate când condiţiile privitoare la materialele menţionate în secţiunea 3 sunt satisfăcătoare.



Variabile de bază.Pentru calculul structurilor din oţel se recomandă utilizarea acţiunilor din

EN 1991 P t ă il d î ă ă i i fi i ţii ţi li i î ă ă il EN 1991. Pentru grupările de încărcări şi coeficienţii parţiali ai încărcărilor, a se vedea anexa A din EN 1990 (sau anexa nationala - AN)

În faza de montaj acţiunile trebuie obţinute din EN 1991-1-6.Când este necesar să se ia în considerare efectele prevăzute ale tasărilor Când este necesar să se ia în considerare efectele prevăzute ale tasărilor

absolute sau diferenţiate trebuie utilizate valori maxime pentru estimarea deformaţiilor impuse.

Efectele tasărilor diferenţiate ale deformaţiilor impuse sau ale altor Efectele tasărilor diferenţiate, ale deformaţiilor impuse, sau ale altor forme de pretensionare impuse în cursul montajului trebuie luate în considerare ca acţiuni permanente definite prin valorile lor nominale Pk şi trebuie grupate cu alte acţiuni permanente Gk într-o acţiune unică (Gk + trebuie grupate cu alte acţiuni permanente Gk într o acţiune unică (Gk + Pk).

Acţiunile care produc fenomenul de oboseală nedefinite în EN 1991 trebuie determinate, în general, conform anexei A din EN 1993-1-9.


trebuie determinate, în general, conform anexei A din EN 1993 1 9.

Bazele proiectarii.Verificarea prin metoda coeficienţilor parţiali.

R i t ţ d l l

( )dkkkk

d aXXRRR ;;1 ηη⋅==

Rezistenţe de calcul:

( )dkiikkMM

d aXXRR ;;11 ηηγγ

==

unde, R t l i t ţ i t i ti d t i tă j t l Rk - este valoarea rezistenţei caracteristice determinată cu ajutorul valorilor nominale ale caracteristicilor materialelor şi ale dimensiunilor.γM - este coeficient parţial de siguranţă aplicat materialului.

kii Xη - alti factori care pot fi luati in considerarela evaluarea rezistentei de calcul.



Verificarea prin metoda coeficienţilor parţiali.Verificarea echilibrului static (EQU):

Relaţiile pentru verificarea echilibrului static din tabelul 1 2 (A) din Relaţiile pentru verificarea echilibrului static din tabelul 1.2 (A) din anexa A din EN 1990 se aplică şi situaţiilor de calcul echivalente (EQU), de exemplu pentru calculul ancorajelor sau verificarea reazemelor grinzilor continuecontinue.

Calculul asistat de încercări:Rezistenţele Rk din acest standard au fost determinate cu ajutorul

anexei D din EN 1990anexei D din EN 1990.Cu ocazia determinării claselor recomandate de coeficienţii parţiali

γMi constanţi, valorile caracteristice Rk au fost obţinute astfel:

Midk RR γ⋅= Rd sunt valorile de calcul luate conform anexei D, din EN 1990γMi coeficienti parţiali recomandati


γMi p ţ

Verificări de calcul:ăVerificările de calcul depind de tipul

‘structurii’:cadrele trebuie supuse la:

verificarea secţiunilorţverificarea elementelorverificarea îmbinărilorstabilitatea formei cadruluiechilibrul static

elementele tensionate au nevoie doar de:verificarea secţiunilor.


ţ

Starea limită a exploatării Starea limită a exploatării normale:

ă l d b l î dUrmătoarele condiţii trebuie luate în considerare:Deformaţia excesivăVib aţia e cesi ăVibraţia excesivă.

Amândouă condiţiile sunt asociate mai degrabă curigiditatea decât cu rezistenţa.rigiditatea decât cu rezistenţa.Pentru majoritatea clădirilor, controlul deformaţiilorlimitează şi vibraţiile.Deformaţiile admisibile sunt catalogate în funcţie depoziţia şi tipul elementului.Ef l di i b i l î idEfectele dinamice care trebuie luate în considerare:

vibraţiile cauzate de maşinivibraţiile autoinduse


vibraţiile autoinduse

Starea limită a exploatării Starea limită a exploatării normale:

Diferitele frecvenţe naturale pentru structură şi sursăconduc la vibraţii.

îVibraţiile structurilor în zonele publice trebuie limitate pentru a nu produce discomfort.Vibraţiile se verifică prin analiză dinamică.Vibraţiile se verifică prin analiză dinamică.Limitarea frecvenţei proprii de vibraţie astfel:

3 Hz pentru podele în zone obişnuite5 Hz pentru săli de gimnastică sau de dans.

De asemenea se asigură o rigiditate corespunzătoare prin limitarea deformaţiilorprin limitarea deformaţiilor.


Starea limită ultimă:

Următoarele condiţii trebuie luate în considerare:Stabilitatea: echilibrul structuriiRezistenţa: incluzând pierderea locală şi generalăa stabilităţii elementelor.

Este posibil ca să fie nevoie a se lua în calcul şi:Este posibil ca să fie nevoie a se lua în calcul şi:Efectele de ordinul 2Ruptura (datorată oboselii).

“Efectele” as p a elementelo indi id ale se obţin în“Efectele” asupra elementelor individuale se obţin înurma unei analize.Elementele se calculează ca şi componente separate.Calculele de verificare depind de tipul elementului.


Verificarea la stări limită Verificarea la stări limită ultime:

Analiza Globală:Capacitatea portantă a structurii:

Stabilitatea formeiEchilibrul static.

Analiza Locală:Capacitatea portantă a elementelor:p p

FlambajStabilitate generală.

Capacitatea portantă a secţiunii:Se verifică în funcţie de clasificarea secţiunilor:

Rezistenţă plasticăRezistenţă elasticăVoalare localăVoalare locală.

Capacitatea portantă a îmbinărilor.Capacitatea portantă la oboseală.


Stări limită ultime:Rezistenta:

Verificarea sectiunii:Rezistenţă plasticăRezistenţă plasticăRezistenţă elasticăVoalare locală.

V ifi i bi iiVerificarea imbinarii:Capacitatea portanta.

Stabilitate:Verificarea la flambaj.Stabilitate generală.Verificarea la voalare

Oboseala.


Verificarea la stări limită Verificarea la stări limită ultime:

Efectul acţiunilor Rezistenţa de calculEEdd≤R≤Rdd

Sub formă semi-probabilistică:

dd dd

MkKF RFE γγ /)( ≤⋅∑- Coeficienţi parţiali de siguranţă ai acţiunilor

- Coeficienţi parţiali de siguranţă ai

i l b i iFγ Mγ(incertitudine, probabilitate de apariţie)

rezisţentelor, obţinuţi prin calibrare/experimentare


/experimentare.


3 MATERIALE3. MATERIALE

M t i lMateriale.

Generalitati.Valorile nominale ale proprietăţilor materialului prezentate în această

secţiune trebuie considerate în calcul ca valori caracteristicesecţiune trebuie considerate în calcul ca valori caracteristice.EN 1993 acoperă calculul structurilor de oţel, conform mărcilor din tabel.Pentru alte oţeluri şi produse a se vedea anexa naţională.

Otel de constructiiOtel de constructii.Valorile nominale ale limitei de curgere fy şi ale rezistenţei la tracţiune fu

pentru oţelul de construcţii trebuie obţinute după una din următoarele metode:metode:

a) fie adoptând valorile fy = Reh şi fu = Rm luate direct din standardul de produs.

b) fie utilizând valorile menţionate în tabelb) fie utilizând valorile menţionate în tabel.


M t i lMateriale.

Exigente de ductilitate.Pentru oţeluri este necesară o ductilitate minimă care trebuie exprimată

prin limitarea:- raportului fu / fy al rezistenţei minime la tracţiune specificată fu pe

limita de curgere minimă specificată fy;- alungirii la rupere

ă ă- deformaţiei specifică ultimă εu, unde εu corespunde rezistenţei la tracţiune fu .

Tenacitate la rupere.Materialul trebuie să posede o tenacitate la rupere suficientă pentru a

evita ruperea fragila a elementelor întinse la temperatura de exploatare cea mai coborâtă prevăzută pe toata durata de viată a structurii.

ă ă f f ă ăNu este necesară nici o altă verificare la ruperea fragilă dacă condiţiile din EN 1993-1-10 sunt satisfăcute pentru temperatura cea mai scăzută.

Pentru elementele comprimate ale structurilor se recomandă alegerea i t ităţi i i ăt


unei tenacităţi minime corespunzătoare.

Materiale.Tabel - Valorile nominale ale limitei de curgere fy şi ale rezistentei la tracţiune fu pentru oţelurile de construcţii laminate la cald


Materiale.Tabel - Valorile nominale ale limitei de curgere fy şi ale rezistentei la tracţiune fu pentru oţelurile de construcţii laminate la cald (continuare).


Materiale.

Valori de calcul ale proprietăţilor materialelor.Pentru oţelurile de construcţii din acest standard trebuie adoptate în l l ăt l l i t i tăţil t i l l i

2/000.210 mmNE =

calcule următoarele valori pentru proprietăţile materialului:

- Modulul de elasticitate longitudinal

30

- Modulul de forfecare

C fi i t l l i P i î d i l l ti

( )2/000.81

12mmNEG ≈

+=

ν

3.0=ν61012 −⋅=α

- Coeficientul lui Poisson în domeniul elastic

- Coeficientul de dilatare termică liniară



4 DURABILITATEA4. DURABILITATEA

D bilit tDurabilitatea.

Condiţiile fundamentale privind durabilitatea sunt prevăzute în EN 1990.în EN 1990.

Mijloacele de execuţie ale tratamentului de protecţie realizat în afara şantierului şi pe şantier trebuie să fie conform EN în afara şantierului şi pe şantier, trebuie să fie conform EN 1090.

Detaliile susceptibile de a suporta coroziunea uzura Detaliile susceptibile de a suporta coroziunea, uzura mecanică sau oboseala, trebuie astfel concepute încât inspecţia, metenanţa şi reconstrucţia să poată fi efectuate în

d i fă ă i â d d d d i mod satisfăcător ţinând seama de durata de viaţa a construcţiei.


D bilit tDurabilitatea.

Pentru structurile de clădiri nu este necesară verificarea la oboseală cu excepţia următoarelor elemente:

a) elementele care suportă dispozitive de ridicare sau a) elementele care suportă dispozitive de ridicare sau încărcări rulante;

b) elementele supuse la cicluri de tensiuni repetate, t d i i ib tprovocate de maşini vibrante;

c) elementele supuse la vibraţii induse de vânt;d) elementele supuse la oscilaţii induse de mulţime.

îPentru elementele ce nu pot fi inspectate, trebuie luate în considerare în mod corespunzător eventualele efecte ale coroziunii.

Aplicarea unei protecţii anticorozive nu este necesară pentru structurile interioare ale clădirilor dacă procentul de umiditate relativă interioară nu depăşeşte 80%.


relativă interioară nu depăşeşte 80%.


4 ANALIZA STRUCTURALA4. ANALIZA STRUCTURALA

Modelarea structurală în Modelarea structurală în vederea analizei.

Componentele structurii:Grinzi (Beams) Grindă Îmbinare( )Stâlpi (Columns)Îmbinări (Joints).( )

Beam-stâlp


Modelarea structurală în Modelarea structurală în vederea analizei.

Reducerea unei structuri 3D la cadre plane:


Modelarea structurală în

ă î

vederea analizei.Tipuri de legături între elementele cadrului:

Continuă: îmbinare rigidăSimplă: îmbinare articulatăSemi-continuă: articulaţie semirigidă


Modelarea structurală în vederea analizei.

Modelarea imbinarilor.

Modul tradiţional de abordare consideră fiecareîmbinare ca fiind o îmbinare rigidă sau o îmbinarearticulată O astfel de abordare nu mai estearticulată. O astfel de abordare nu mai estesuficientă, în unele cazuri apărând necesitatearealizării unei articulaţii semi-rigide.Modul semi-rigid de abordare a articulaţiilor estemult mai realistic, mai apropiat de realitate. În moduzual acest tip de legătură este introdus ca ouzual acest tip de legătură este introdus ca ospirală la extremitatea unuia dintre elemente (deobicei a grinzii).



d â â

vederea analizei.Cadru contravântuit - necontravântuit:

Un cadru fără contravântuiri este necontravântuitUn cadru cu contravântuiri este clasificat ca fiindcontravântuit numai dacă contravântuirile sunt destul derigide


rigide.

Modelarea structurală în vederea analizei.Cadrul fără contravântuiri necontravântuitC d l t â t i iCadrul cu contravântuiri:

Necontravântuit:Contravântuit: unbrbr ψ2,0≤Ψ unbrbr ψ,

si unbrbr ΨΨ Flexibilitatea la deplasare orizontală a sistemului de contravântuire respectivsistemului de contravântuire, respectiv flexibilitatea la deplasare orizontală a cadrului necontravântuit.

O structură de rezistenţă se poate considera contravântuită dacă sistemul de contravântuire reduce deplasările laterale orizontale cu cel puţin 80%


deplasările laterale orizontale cu cel puţin 80%.


Cadrul necontravântuit cu noduri fixe -deplasabile:

VNoduri fixe:Nu se iau în considerare efectele de ordinul 2.

1,0≤cr

SdV

V

Noduri deplasabile:S i î id f l d di l 2

1,0>cr

SdV

V

Se iau în considerare efectele de ordinul 2.

unde: - este valoarea de calcul a încărcării verticale totale Vunde: - este valoarea de calcul a încărcării verticale totale aplicate structurii

şi: - este încărcarea elastică verticală critică la care d i t bilit t l d l d il

SdV

crVSR EN 1993 - Eurocod 3 66

produce instabilitatea la deplasare a nodurilor

Modelarea structurală în vederea Modelarea structurală în vederea analizei. Încărcarea elastică critică.

Încărcareamaximă

Răspuns elasticFactorul încărcăriiλcrV

Deplasarea d maximăsuportată

λ

Li it l ti ă iti ăLimita elastică critică

Comportarea structuriiDeplasare


Comportarea structurii

Modelarea structurală în vederea Modelarea structurală în vederea analizei. Încărcarea elastică critică.

Poate fi aproximată astfel:crV p

Sd VV

V⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=

δmax

crV

unde:δ deplasarea la partea de sus a etajului i

icr hHV ⎥⎦⎢⎣δ deplasarea la partea de sus a etajului ih înălţimea etajului iH şi V sunt reacţiunile totale orizontaleH şi V sunt reacţiunile totale orizontale

şi respectiv în partea de jos a etajului i



Recomandări privind calculul structurilor în funcţie de tipul lor:

Â

structurilor în funcţie de tipul lor:

CONTRAVÂNTUIRECLASIFICAREA STRUCTURILOR DA NU

DEPLASABILE

TIPURI DE

ordinul 2ordinul 2ordinul 2ordinul 2

NODURI DE CADRU NEDEPLASABILE ordinul 1ordinul 1 ordinul 1ordinul 1


Modelarea structurală în Modelarea structurală în vederea analizei. Imperfecţiuni.


Modelarea structurală în Modelarea structurală în vederea analizei. Imperfecţiuni.

Imperfecţiunile cadrului conduc la efecte de

Imperfecţiuni ale structurii:p ţ

ordinul 2:



f l f l f d î l l

Modelarea structurală în vederea analizei. Imperfecţiuni.

0= mhααφφ

Efectul imperfecţiunilor poate fi introdus în calculesub forma unor forţe echivalente: F1

Φ F1

12dar2200/10

0

≤≤

=mh

αα

φφφ

F2

1150

13

dar

⎟⎞

⎜⎛

≤≤=h hh αα F2

Φ F2

15.0 ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=

mmα

Φ (F1+F2)/2 Φ (F1+F2)/2H – inaltimea struturii in metrii ( )

Forţe echivalente

am - factor de reducere pentru numarul

de stalpi dintr-un sirm – numarul de stalpi dintr-un sir


ţm numarul de stalpi dintr un sir

Clasificarea secţiunilor transversale:

Această clasificare a secţiunilor transversale apare canecesară dacă se doreşte utilizarea unei analize globaleplastică, deoarece elementele trebuie să fie capabile săplastică, deoarece elementele trebuie să fie capabile săformeze articulaţii plastice având o capacitate de rotiresuficientă pentru a permite redistribuirea necesară amomentelor încovoietoaremomentelor încovoietoare.Dacă se utilizează o analiză globală elastică, elementelepot fi de orice clasă a secţiunii transversale (nu areimportanţă care) cu condiţia ca la calculul acestorimportanţă care), cu condiţia ca la calculul acestorelemente să ţină cont de limitarea eventuală arezistenţei secţiunii corespunzătoare voalării locale.Î E d 3 t d fi it t l d ţi iÎn Eurocode 3 sunt definite patru clase de secţiunitransversale, după cum urmează:


Clasificarea secţiunilor

S d fi i l d i i l f l

transversale:Sunt definite patru clase de secţiuni transversale astfel:

Clasa 1 - sunt cele care permit formarea articulaţiilor plastice, care pot atinge fără reducerea rezistenţei, capacitatea de rotire ca e po a ge ă ă educe ea e s e ţe , capac a ea de o ecerută de modelul de calcul plastic.Clasa 2 - sunt acelea care permit dezvoltarea momentului de încovoiere plastic al secţiunii dar care posedă o capacitate de încovoiere plastic al secţiunii, dar care posedă o capacitate de rotire limitată din cauza pierderii stabilităţii locale.Clasa 3 - sunt acelea care permit dezvoltarea numai a momentului de încovoiere elastic al secţiunii, dar pentru care pierderea stabilităţii locale poate împiedica dezvoltarea momentului plastic.pClasa 4 - sunt acelea pentru care pierderea stabilităţii locale se produce în unul sau mai mulţi pereţi ai secţiunii transversale, înainte de a atinge limita de curgere


înainte de a atinge limita de curgere.

Clasificarea secţiunilor Clasificarea secţiunilor transversale:

In continuare se prezinta modul de comportare al uneigrinzi solicitata la incovoiere prin diagrama M-F pentrucele 4 clase ale sectiunilor trnsversale definite mai sus.a a u o a d a u

M O M

MM l

1234

M M

plel

O


Va multumim pentru atentie!

Prof.dr.ing. Vasile PacurarIng Gabriel UrianIng. Gabriel UrianIng. Mihai Senila

Curs1

Documents

Transcript of Curs1