Evaluarea incarcarilor climatice

Date de referinta ale cladirii:

- regimul de inaltime: P+4E+2M

- amplasamentul: Baia Mare

- inaltimea subsolului situate deasupra cotei terenului natural Hs = 0.70 m

- inaltimea nivelului curent: Hnivel = 2.80 m

- inaltimea sarpantei: Hsarpanta = 1.85 m

- dimensiunile in plan ale cladiri:

latime = 15.40 m

lungime = 45.80 m

- inaltimea cladirii: H= Hsubsol + Hparter + 4x Hetaj + 2xHmansarda + Hsarpanta =

0.70 + 2.80 + 4x 2.80 + 2x2.80 + 1.85 = 22.15 m

Evaluarea incarcarilor din zapada – CR 1-1-3-2005

Evaluarea incarcarilor caracteristice

Valoarea caracteristica a incarcari din zapada pe acoperis, sk [kN/m2 ] se determina

astfel:

sk = µi x Ce x Ct x s0,k [KN/m2 ]

Datorita acoperisului cu doua pante o sa avem 3 cazuri de incarcare din zapada

in functie de coeficientul µi. Distributia coeficientilor de forma µ1 si µ2 pe

acoperisurile cu 2 pante este data in figura de mai jos:

µi = coeficient de forma pentru incarcarea din zapada pe acoperis

Pentru α = 15° (respectiv 0° < 15° < 30°)

µ1 = 0.8

µ2 = 0.8 + 0.8 x (15/30) = 1.2

Ce = coeficient de expunere al amplasamentului constructiei

Ce = 1.0 (expunere partiala)

Ct = coeficient termic

Ct = 1.0 (acoperis cu termoizolatie uzuala)

s0,k = valoarea caracteristica a incarcari din zapada pe sol in

amplasamentul constructiei [KN/m2]

s0,k = 2.0 ( pentru Baia Mare)

µ1

µ2

0,5µ1

µ1

0,5µ1

µ2

In acest caz avem:

Sk1 = 0.8 x 1 x 1 x 2 = 1,6 KN/m2

Sk2 = 1.2 x 1 x 1 x 2 = 2.4 KN/m2

Evaluarea incarcarilor de calcul

Sd = γz x Sk

γz = coeficient partial de siguranta al incarcari din zapada

γz = 1.5

Sd1 = 2.4 KN/m2

Sd2 = 3.6 KN/m2

Evaluarea actiunilor din vant – NP-082-04

Evaluarea incarcarilor caracteristice

Incarcarea din vant pe acoperisul cu 4 pante

Presiunea vantului la inaltimea (z) deasupra terenului , pe suprafetele rigide

exterioare sau interioare ale cladiri se determina cu relatia:

w(z) = qref x ce(z) x cp [KN/m2 ]

z =distanta pe verticala masurata de la nivelul amplasamentului

z = 22.2 m

qref = presiunea de referinta a vantului (anexa A – NP082 – 04)

qref = 0.5 (pentru zona Baia Mare)

ce(z) = factor de expunere la inaltimea z deasupra terenului

ce(z) = cg(z) x cr(z) sau ce(z) = cg(z) x cr(z) x ct(z)

ce(22.2) = cg(22.2) x cr(22.2) x ct(22.2)

cg(z) = factor de rafala

cg(z) = 1 + g · [2·I(z)]

g = factor de varf g = 3,5 (valoarea recomandata)

I(z) = intensitatea turbulentei

√β = 2.12 (pentru zone urbane dens construite)

z0 = 1.0 m (pentru zone urbane dens construite)

1

2.22ln5.2

12.2I 2.22 0.273

cg(22.2) = 1+ 3.5· [2·0.273] = 2.91

cr (z) = factor de rugozitate

2

0

0

2

rr )z

z·(ln )(z k = (z) c

Iz

2.5 lnz

z0

kr = factor ce tine seama de conditiile de expunere

kr = 0.24 (zone urbane dens construite)

55.0)1

22.2·(ln 0.24 = (22.2) c 22

r

ct= factor topografic

ct= 1.0

ce(22.2) = 2.91 x 0.55 x 1 = 1.60

cp = coeficient aerodinamic de presiune care depinde de marimea ariei expuse

(cpi – pentru suprafete interioare, cpe pentru suprafete exterioare)

cp = cpe,1 A ≤ 1 m2

cp = cpe,1 + (cpe,10 – cpe,1) log10A 1 m2 < A < 10 m

2

cp = cpe,10 A ≥ 10 m2

Pentru determinarea valorilor coeficientilor aerodinamici de presiune se va tine cont

de prevederile pentru acoperisuri cu patru pante (Cap. 12.2.6 – NP – 082 – 04) iar

notatiile folosite vor fi in conform figurii 12, pagina 24 din normativ.

z = h = 22.2 m

L= lungimea constructie

b = L= 42.60 m

Coeficienti de presiune pentru acoperisuri cu patru pante (NP – 082 – 04):

Unghiul de

panta a

acoperisului

Zona pentru directia vantului

F G H I J K L M

15° -0.9 -0.8 -0.3

-0.5 -1.0 -1.2 -1.4 -0.6 +0.2 +0.2 +0.2

Pe panta expusa vantului, valorile presiuni schimba rapid semnul in jurul unui unghi

ascutit de α=15° ÷ 30° si de aceea sunt date atat valori pozitive cat si valori negative.

Rezulta o presiune pentru fiecare zona a acoperisului conform schitei urmatoare:

Zona F:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.9) = - 0.72 [KN/m2 ], w(22.2) = 0.5 · 1.6 · 0.2 = 0.16 [KN/m

2 ]

Zona G:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.8) = -0.64 [KN/m2 ], w(22.2) = 0.5 · 1.6 · 0.2 = 0.16 [KN/m

2 ]

Zona H:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.3) = -0.24 [KN/m2 ], w(22.2) = 0.5 · 1.6 · 0.2 = 0.16 [KN/m

2 ]

Zona I:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.5) = -0.4 [KN/m2 ],

Zona J:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-1.0) = -0.8 [KN/m2 ],

Zona K:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-1.2) = -0.96 [KN/m2 ],

Zona L:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-1.4) = -1.12 [KN/m2 ],

Zona M:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.6) = -0.48 [KN/m2 ],

Incarcarea din vant pe suprafetele verticale ale cladiri

1. Cazul in care vantul actioneaza pe directia transversala a cladiri

(perpendicular pe latura lunga a cladirii (L) si paralel cu latura scurta a

cladiri (l))

Presiunea vantului la inaltimea (z) deasupra terenului , pe suprafetele rigide

exterioare sau interioare ale cladiri se determina cu relatia:

w(z) = qref x ce(z) x cp [KN/m2 ]

z =distanta pe verticala masurata de la nivelul amplasamentului

ze = h = 22.2 m

b = latura perpendiculara pe directia de actiune a vantului

b = L = 45.80 m

h = 22.2 < b = 45.80 m

d = l = 15.40 m

69.02.22

40.15

h

d <1

h2

b min. = e

m2.222

m80.45.mine m4.44e > d = 15.40

qref = presiunea de referinta a vantului (anexa A – NP082 – 04)

qref = 0.5 (pentru zona Baia Mare)

ce(z) = factor de expunere la inaltimea z deasupra terenului

ce(z) = cg(z) x cr(z) sau ce(z) = cg(z) x cr(z) x ct(z)

ce(22.2) = cg(22.2) x cr(22.2) x ct(22.2)

cg(z) = factor de rafala

cg(z) = 1 + g · [2·I(z)]

g = factor de varf g = 3,5 (valoarea recomandata)

I(z) = intensitatea turbulentei

√β = 2.12 (pentru zone urbane dens construite)

z0 = 1.0 m (lungimea de rugozitate pentru zone urbane dens

construite)

1

2.22ln5.2

12.2I 2.22 0.273

cg(22.2) = 1+ 3.5· [2·0.273] = 2.91

cr (z) = factor de rugozitate

2

0

0

2

rr )z

z·(ln )(z k = (z) c

kr = factor ce tine seama de conditiile de expunere

kr = 0.24 (zone urbane dens construite)

55.0)1

22.2·(ln 0.24 = (22.2) c 22

r

ct= factor topografic

ct= 1.0

ce(22.2) = 2.91 x 0.55 x 1 = 1.60

Pentru cazul in care d < e avem urmatoarea distributie a coeficientilor de

presiune pentru peretii verticali :

Coeficienti de presiune pentru peretii verticali ai cladirilor cu forma dreptunghiulara

in plan (NP – 082 – 04):

Iz

2.5 lnz

z0

Zona Zona pentru directia vantului

A B D E

d/h<1 -1.0 -0.8 +0.8 -0.3

Rezulta o presiune pentru fiecare zona a peretilor exteriori conform schitei

urmatoare:

Zona A:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-1.0) = - 0.8 [KN/m2 ]

Zona B:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.8) = - 0.64 [KN/m2 ]

Zona D:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · 0.8 = 0.64 [KN/m2 ]

Zona E:

w(22.2) = 0.5 · 1.6 · (-0.3) = - 0.24 [KN/m2 ]

2. Cazul in care vantul actioneaza pe directia longitudinala a cladiri

(paralel pe latura lunga a cladirii (L) si perpendicular cu latura scurta a

cladiri (l))

Presiunea vantului la inaltimea (z) deasupra terenului , pe suprafetele rigide

exterioare sau interioare ale cladiri se determina cu relatia:

w(z) = qref x ce(z) x cp [KN/m2 ]

z =distanta pe verticala masurata de la nivelul amplasamentului

ze = h = 22.2 m

b = latura perpendiculara pe directia de actiune a vantului

b = l = 15.40 m

b = 15.40 m < h = 22.2 m < 2 h = 2 · 22.2 m (doua zone de presiune)

d = L = 45.80 m

06.22.22

80.45

h

d > 1

2h

b min. = e

m2.222

m40.15.mine m40.15e < d = 45.80m

qref = presiunea de referinta a vantului (anexa A – NP082 – 04)

qref = 0.5 (pentru zona Baia Mare)

ce(z) = factor de expunere la inaltimea z deasupra terenului

ce(z) = cg(z) x cr(z) sau ce(z) = cg(z) x cr(z) x ct(z)

ce(22.2) = cg(22.2) x cr(22.2) x ct(22.2)

cg(z) = factor de rafala

cg(z) = 1 + g · [2·I(z)]

g = factor de varf g = 3,5 (valoarea recomandata)

I(z) = intensitatea turbulentei

√β = 2.12 (pentru zone urbane dens construite)

z0 = 1.0 m (lungimea de rugozitate pentru zone urbane dens construite)

1

2.22ln5.2

12.2I 2.22 0.273

cg(22.2) = 1+ 3.5· [2·0.273] = 2.91

cr (z) = factor de rugozitate

2

0

0

2

rr )z

z·(ln )(z k = (z) c

kr = factor ce tine seama de conditiile de expunere

kr = 0.24 (zone urbane dens construite)

55.0)1

22.2·(ln 0.24 = (22.2) c 22

r

ct= factor topografic

Iz

2.5 lnz

z0

ct= 1.0

ce(22.2) = 2.91 x 0.55 x 1 = 1.60

Pentru cazul in care e <d avem urmatoarea distributie a coeficientilor de

presiune pentru peretii verticali :

Coeficienti de presiune pentru peretii verticali ai cladirilor cu forma dreptunghiulara

in plan (NP – 082 – 04):

Zona

Zona pentru directia vantului

A B C D E

d/h<1 -1.0 -0.8 +0.8 -0.3