12

5.5 Cei doi perei structurali de pe contur- pe direcia y preiau fora seismic pe aceast direcie i, datorit braului de prghie mare (distana dintre aceti perei) pot prelua si o eventuala torsiune

8.2 8.2.a - Dac avem torsiune, pereii din fig.8.2.a nu ofer rezisten la torsiune, deoarece sufer ncovoiere.

8.2.b - Rezisten foarte bun la torsiune (bra de prghie mare ntre pereii de pe cele 2 direcii)

13

8.3 Cnd cldirea are tendina de a se roti (aici n sens orar), fiecare perete de pe contur dezvolt fore de reaciune, care se opun ( n sens antiorar) tendinei de rsucire a cldirii.

8.4 a) Cei 4 perei dispui suplimentar la interior, nu aduc aport semni- ficativ n preluarea torsiunii (dac aceasta ar aprea), datorit bra-

ului de prghie mic (contribuie de aproximativ 25%) b) Configuraia din fig.8.4.b este de 2 ori mai slab (mai flexibil tor- sional) dect cea

din fig.8.2.b ; aceast configuraie poate fi adecvat numai dac structura n cadre perimetrale (care preiau numai fore gravitaionale) poate prelua deplasri fr a se avaria.

Pereii vor trebui s fie considerabil mai rezisteni ( deci cu grosime mai mare)

14

8.5 Dac unul din pereii de pe contur (de pe direcia x) este mai puternic solicitat, putnd ajunge n domeniul postelastic (la curgerea armturii), rigiditatea sa scade, iar C.R. se mut brusc spre peretele opus, cldirea devenind instabil. Peretele longitudinal (unic) nu va putea prelua torsiunea.

8.6 Cei 2 perei, proiectai ca perei antifoc, pot fi deosebit de rigizi i C.R. se va afla n colul cldirii (excentricitate mare, de pn la 50% din dimensiunea cldirii)

15

8.7;8.8;8.9 Situaia din fig.8.6 se poate ameliora prin nlocuirea pereilor puternici cu cadre umplute cu materiale rezistente la foc (8.7). sau prin separarea pereilor fa de restul structurii (8.8). n cazul nucleelor asimetric dispuse, se pot nlocui pereii nucleelor cu cadre sau cu perei nestructurali, din materiale uoare.

16

8.10; 8.11 Cnd fora seismic acioneaz pe direcia y", aripa din stnga este mult mai rigid i aripa din dreapta se comport ca i cum s-ar roti n jurul aripii din stnga, putnd duce la avarii majore.

8.12; 8.13 Se consider neregularitate cnd A>0,15B (8.12) Dac aceast condiie nu se poate ndeplini, vom separa cldirea prin rosturi (8.13)

17

/

/

Plan

X

\

Plan

8.14

8.14 Discontinuitile (golurile) n diafragma planeului creeaz probleme de transmitere a forelor ntre elementele verticale ( n figur elementele de pe direcia y .

Plan (b)

A 8.1 S

8.15 a; 8.15.b Dac golul este absolut necesar (luminozitate sau servicii), putem recurge la contravntuiri n plan (8.15.a) sau grind Vierendeel (8.15.b ), care conecteaz peretele cu restul planeului.

18

Plan

8.16

8.16. Dac golul este pentru casa scrii, soluiile din fig.8.15 sunt inaccep-tabile. n acest caz putem realiza un perete structural nou (vezi figura), iar peretele de pe contur poate deveni perete nestructural, pentru a nu se deplasa C.R. ctre dreapta.

8.17a; 8.17.b Dac golul este necesar n zona de mijloc a planeului, nu vom putea introduce contravntuiri (d.p.d.v. arhitectural) i atunci vom separa cele 2 pri ale cldirii (structuri independente). Pereii structura-li din capete vor trebui nlocuii cu cadre, pentru a minimiza torsiunea ( 8.17.b). Rosturile vor fi detaliate adecvat.

19

8.18; 8.19 O alt discontinuitate serioas este decalarea ( step") planeu-lui pe vertical. Planeul este frnt i nu este capabil s transfere fore ( 8.19).

8.20a; 8.20.b O alt problem cauzat de decalare este mpiedicarea trans-ferrii forei de inerie pe direcia x" la cei 2 perei de pe aceast di-recie (8.20 a). Putem separa cldirea n 2 pri (ca mai sus) sau, putem introduce un perete structural (sau n cadru) pe linia decalajului (la mij-loc, fig. 8.20.b) i s reconfigurm pereii structurali pe direcia x (fig. 8.20.b ).

20

10.8 i pereii de umplutur din zidrie din ochiurile cadrelor produc excentriciti dac nu sunt plasai simetric. (fig.10.8 b i c n comparaie cu 10.8 a)

10.19 Casa scrii - dac este rigid n raport cu restul structurii, poate cauza

10.20

10.20 avarii.

21

A 10.21 10.21 O soluie pentru a preveni deteriorarea pedestului scrii ( suprafa de

alunecare din material plastic)

* * *

F=MA force mass acceleration

4.1 F = M.a legea a 2-a a mecanicii. M= masa ; a= acceleraia Fora seismic este o for de inerie i se determin cu ajutorul acestei relaii :

? 9 9

M = G/g g = acceleraia gravitii = 9,81m/ s ( cca 10m/s ) G = greutatea cldirii

Deci F = G/g . a a = acceleraia terenului.

9 "g" air force display team human perception

4.2 Exemple de acceleraii tipice, n raport cu g"

22

4.3 Perioada fundamental de oscilaie ( perioada natural) este unica pentru un corp care are o anumit greutate i o anumit rigiditate.

4.4 Exemple de perioade de oscilaie pentru diferite cldiri, n funcie de nlimea cldirii.

23

4.5 Perioada fundamental a cldirilor nu trebuie s fie apropiat de perioada de oscilaie a terenului, deoarece se creeaz pericolul de intrare n rezonan.

4.6 Primele 3 moduri de vibraie; n modul 1, toate punctele structurii deformate se afl de aceeai parte.

4.13 Rezisten i rigiditate. Exemplul arat o diferen mare de rigiditate.

4.14 Analogie ntre un corp conectat la un perete printr-o grind rigid i una flexibil (sus) i aceeai situaie pentru desenul rotit cu 900. Este evident c peretele rigid se va ncrca cu o for mai mare.

25

4.15 Rigiditatea stlpului variaz aproximativ cu cubul nlimii lui.

4.17 Situaie evident de torsiune generat de existena unui perete mult mai rigid dect restul structurii, plasat asimetric.

4.18 Cele 3 sisteme constructive capabile sa preia aciuni seismice ( cadre cu noduri rigide, cadre contravntuite, perei structurali)

Fig 5-4

5.4 Aceleai sisteme (spaial)

350 x 350 mm 4.2 x 0.5 m 1050x630 mm

20 m

20 m

Y

500 x 500 mm 8.0 x 0.45 m 1 3 0 0 x 8 0 0 mm

Poz.91 - fig.6.1 Comparaie ntre structuri care preiau numai sarcini gravitaionale i structuri ( cu perei)

care preiau i sarcini seismice (se observ diferena de arii - n m2)

1300 square columns at corners

1300 x 800 columns

text]

Fig.6.2 Structur n cadre (8 nivelejcare necesit dimensiuni mari

ale stlpilor ; de asemenea, este discutabil din punct de vedere

Fig. 6.3 Diverse posibiliti de plasare a

pereilor ( se arat numai

direcia x) , valabile toate din punct

de vedere al torsiunii.

Fig.6.4 Utilizarea de cadre - pe o

direcie - (x sau y) , care pot

prelua sarcini seismice.

Fig.6.5 Un exemplu de configurare a

pereilor structurali, care evit

torsiunea i creeaz posibilitatea de a

se utiliza un spaiu mai

deschis ( nu este artat n figur

Idea/ Concept

Program \ P l a n n i n 9 ' S.ructure

^Architectur; form

Model A

Idea/ Concept

Planning Program

.Structure

Model B (Recommended)

Fig.6.6 Scheme de abordare a proiectrii, privind structura

antiseismic

Fig.6.7 Posibiliti de separare ntre

structura antiseismic i cea 9

gravitaional.

Fig.6.11 Relaia ntre structur i

fincionalitate (circulaii, servicii)

Exemple

Fig.6.12 Exemple de configurri diferite n funcie de materiale de

construcie (grele, medii, uoare )

Plan (a) Four storey, heavy

construction

I i i

Plan (b) Eight storey, same

weight as for (a)

4.2 x 0.5 m shear wall

1.05 x 0.63 m column

7.8 x 0.3 m shear wall

1.12 x 0.67 m column

6.13

Fig.6.13 Exemple de configurri diferite n funcie de nlimea

cldirii (aceleai materiale constructive)

y,

X

Plan

A 6.16

Fig.6.16 ; poz. 103- fig.6.18 Abordare simplificat a vizualizrii

rezistenei pe ambele direcii

5.11

Ainsi, le btiment de la Figure 5.12, dont la structure primaire de contreventement est un noyau

continu en beton arme, et dont la structure secondaire est une ossature beton peripherique comportant

des remplissages, a subi quelques degradations de ses remplissages, mais il a evite non seulement la

ruine globale mais meme des deformations permanentes significatives.

5.2.5 Principe 5 - Raideur et resistance a la torsion.

On a explique en 4.1. pourquoi un seisme peut soumettre un btiment a des sollicitations importantes

de torsion. La distribution des contraintes dans un solide soumis a torsion est telle qu'il faut que les

elements susceptibles de donner la raideur/resistance torsionnelle a la structure soient portes le plus

possible vers la peripherie du btiment pour atteindre leur effet maximal. En effet, pour un moment

de torsion M t donne, la resultante de cisaillement V dans chaque contreventement sera deduite de

l'equilibre des moments, c'est a dire d'une relation du type V= M t / d et plus d sera grand plus V sera

petit. Figures 5.13 et 5.14.

Une resistance et une rigidite appropriees a la torsion sont necessaires pour limiter les mouvements du

btiment et les sollicitations des elements structuraux dus a la torsion.

La disposition constructive, classique en zone non sismique, ou un seul noyau central (cage d'escalier

et ascenseur) constitue le seul contreventement, offre peu de raideur torsionnelle et peut conduire a des

sollicitations elevees des portiques peripheriques.

petits bras de levier

A eviter grands bras de levier

A preferer

Figure 5.13.a) Une grande distance entre les elements paralleles favorise la resistance de la structure

a la torsion grce a un bras de levier important dans le plan horizontal.

5.12

Mouvais

Figure 5.13.b) Dispositions des contreventements pour la reprise de la torsion.

action

_ 11

i \ reactions decentrees

u 1 _ - - A eviter A preferer

Figure 5.14. Une position decentree des elements de contreventement est a l'origine d'une

sollicitation du btiment en torsion (enplus d'un bras de levier tres faible) (AFPS, 2002).

5.2.6 Principe 6 . Diaphragmes efficaces.

Les diaphragmes d'un btiment sont les structures horizontales qui reportent l'action horizontale,

resultant de la mise en mouvement des masses des planchers et de leurs charges, vers les structures

verticales de contreventement.

Les diaphragmes doivent etre peu deformables dans leur plan, de maniere assurer une distribution

efficace de l'action horizontale entre les differentes structures verticales. Idealement, ils assurent

chaque niveau ou ils sont presents une absence de deplacement horizontal relatif entre les structures

verticales.

y X

* X X

Plan V!

x

8.22

A 8.21

fig.8.21; poz.128 - fig.8.22 Configurri cu subansambluri

verticale neparalele.

Vizualizarea pereilor structurali (fig.8.22) considerndu-i vectori

ce se descompun pe 2 direcii ortogonale.

partea14..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_114..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_124..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_134..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_144..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_154..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_164..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_174..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_184..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_194..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_204..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_21

partea24..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_224..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_234..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_244..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_254..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_264..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_274..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_284..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_294..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_304..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_31

partea44..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_324..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_334..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_344..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_354..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_364..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_374..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_384..fIGURI_COMENTATE_26.01.2014_39