Exemplu de calcul la colaps progresiv

27
Datele proiectului 5 travei 3 deschideri intermediare D inaltime stalp amplasament Bucuresti functionalitatea cladirii:cladire de birouri regim de inaltime : P+4E 2.1.Evaluarea incarcarilor 1.Evaluarea incarcarilor din zapada Evaluarea incarcarii din zapada s-a facut conform CR 1-1-3/2012,SR EN 1991-1-3/2005 si SR EN 1991-1-3/2005/NA:2006. Valoarea caracteristica a incarcarii din zapada pe acoperis se deteremina astfel: factor de importanta-expunere pentru actiunea zapezii - clasa de importanta-expunere III - coeficient de expunere - topografie normala a terenului - coeficient termic coeficient de forma - pentru panta de α<30 grade - valoarea caracteristica a incarcarii din zapada ,pentru localitatea Bucuresti 2.Evaluarea incarcarii din vant 2.1.Evaluarea incarcarii din vant pe peretii verticali Directia de actiune a vantului este X Dimensiunile cladirii: Cazul de distribuie a vantului pe inaltime: astfel exista o singura zona de presiune lungimea de rugozitate - categoria IV de teren - - categoria IV de teren -

description

Colaps progresiv dupa DoD si GSA in constructiile civile

Transcript of Exemplu de calcul la colaps progresiv

Page 1: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Datele proiectului

5 travei

3 deschideri intermediare D

inaltime stalp

amplasament Bucuresti

functionalitatea cladirii:cladire de birouri

regim de inaltime : P+4E

2.1.Evaluarea incarcarilor

1.Evaluarea incarcarilor din zapada

Evaluarea incarcarii din zapada s-a facut conform CR 1-1-3/2012,SR EN1991-1-3/2005 si SR EN 1991-1-3/2005/NA:2006.

Valoarea caracteristica a incarcarii din zapada pe acoperis se deteremina astfel:

factor de importanta-expunere pentru actiunea zapezii- clasa de importanta-expunere III -

coeficient de expunere- topografie normala a terenului -

coeficient termic

coeficient de forma- pentru panta de α<30 grade -

valoarea caracteristica a incarcarii din zapada ,pentru localitateaBucuresti

2.Evaluarea incarcarii din vant

2.1.Evaluarea incarcarii din vant pe peretii verticali

Directia de actiune a vantului este X

Dimensiunile cladirii:

Cazul de distribuie a vantului pe inaltime: astfel exista o singura zona de presiune

lungimea de rugozitate- categoria IV de teren -

- categoria IV de teren -

Page 2: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Viteza medie a vantului :

factor orografic

factor de rugozitate

Prima zona de presiune (z=h)

valoarea de referinta a presiunii dinamice a vantului- localitatea Bucuresti -

densitatea aerului

viteza de referinta a vantului

Turbulenta vantului:

factor de proportionalitate

Verificare:

Valoarea de varf a presiunii dinamice a vantului:

Page 3: Exemplu de calcul la colaps progresiv

factor de rafala pentru presiunea dinamica medie a vantului

Presiunea vantului pe suprafata exterioara :

factor de importanta-expunere- clasa III de importanta-expunere -

Zona:

Elevatie pentru:

Zona A:

Zona B:

Zona D:

Zona E:

3.Evaluarea actiunii seismice

Incarcarea seismica se va calcula conform prevederilor din P100/2006.Actiunea sesmica a fost surprinsa prin introducerea in programul de calcul automat

a perioadei proprii de vibratie T si a spectului normalizat β(T),valoarea masei structurii a fostcalculata automat de catre program.

Determinarea spectrului pentru localitatea Bucuresti

acceleratia terenului pentru proiectare

perioade de control(colt) ale spectrului de raspuns elastic pentrucomponentele orizontale ale acceleratiei terenului

factor de amplificare dinamica maxima a acceleratiei gravitationaleorizontale

Calculul spectrului normalizat de raspuns elastic pentrucomponentele orizontale ale acceleratiei terenului:

Page 4: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-factor de comportare

(sistem structural de tip pendul inversat,clasa de ductilitate H)

(sistem structural in cadre,clasa de ductilitate H)

Spectrul de proiectare pentru acceleratii este:

Page 5: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Actiunea sesmica a fost surprinsa prin introducerea in programul de calcul automat aperioadei proprii de vibratie T si a spectului normalizat β(T),valoarea masei structurii a fostcalculata automat de catre program;astfel este necesara determinarea valorii factorului pentruobtinerea valoarii fortei de baza seismice.

Determinarea factorului pentru spectruseismic:

Clasa de importanta si expunere la cutremur:clasa III,avand factorul de importanta:

Forta seismica de baza este:

factor de corectie

si cladire cu mai mult de doua niveluri

Determinarea factorului pentru obtinerea fortei seismice de baza:

2.3.Predimensionarea elementelor

1.Predimensionarea placilor

-conditii de rigiditate

-conditii de rezistenta la foc

R90

-conditii tehnologice

h.pl -multiplu de 10mm

-conditia de saiba rigida

Aleg:

2.Predimensionarea grinzilor

2.1.Predimensionarea grinzilor GR1

Page 6: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-conditia de rigiditate

Aleg

Aleg

-conditia de rezistenta la foc R120

-conditii tehnologice h-multiplu de 50mm

2.2.Predimensionarea grinzilor GR2

-conditia de rigiditate

Aleg

Aleg

3.Predimensionarea stalpilor

-conditii geometrice

-conditii de ductilitate

Elementele constructiei voi fi proiectate din clasa de ductilitate H,datorita amplasamentuluiacesteia in localitatea Bucuresti.

Se alege clasa minima de beton C20/25.

conditia care trebuie respectata:

aria sectiunii transversale a stalpului

Page 7: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Calcului efortului N se va face separat pe fiecare eraj,astfel:

coeficient partial de siguranta pentru actiuni permanente

coeficient partial de siguranta pentru actiuni variabile

-incarcari permanente

Incarcarile permanente sunt date de incarcarile din greutatea grinzilor,a placii si din greutateaplanseului terasa.

-incarcari utile

Incarcarile utile surprind si actiunea zapezii.

Incarcarea care ii revine stalpului central:

Aleg

Page 8: Exemplu de calcul la colaps progresiv

2.3.Dimensionarea armaturilor pentru grinzi

2.3.1.Dimensionarea armaturilor pentru grinda GR1

1.Determinarea stratului de acoperire cu beton

Betonul utilizat:C25/30Otel:S500Clasa de expundere :XC1Clasa structurala :S4Clasa de ductilitate:H

coeficienti de siguranta coeficient partial de siguranta pentru beton pentrusituatii de proiectare permanente si tranzitorii

coeficient partial de siguranta pentru armaturi pentrusituatii persistente sau tranzitorii

valoarea de calcul a rezistentei la compresiune a betonului

limita de curgere de calcul a armaturilor pentru betonularmat

factor care defineste inaltimea efectiva de calcul Xc a zonei comprimate debeton,pentru f.ck<=C50/60

coeficient de reducere a rezistentei betonului si tine cont de efectele de lungadurata si de efectele nefavorabile din modul de aplcare a incarcarii,f.ck<C50/60

diametrul armaturilor din grinda GR1

diametrul etrierilor

pentru clasa structurala S4 si clasa de expundere XC1

beton turnat monolit

Dimensiunile grinzii:

Dimensiune stalp:

Page 9: Exemplu de calcul la colaps progresiv

2.Dimensionarea armaturilor longitudinale

Reazemul 1

Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:

comb4,gruparea fundamentalaReazemul 2

Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:

2.1.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul 1

diametrul armaturii din grinda

Verificare:

Aleg 4Φ14

Verificari:

-aria de armatura

-coeficient de armare longitudinala

Page 10: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-momentul capabil

-distanta dintre armaturi

diametrul maxim al agregatului

La partea inferioara a grinzii se va dispune o arie de armatura egala cu jumatate dinaria armaturii intinse,dimensionate la momentul negativ de pe reazem,respectandu-se siconditia de ductilitate.

Aleg 3Φ14

diametrul armaturii din grinda

Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii

2.2.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul 2

diametrul armaturii din grinda

Page 11: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Verificare:

Aleg 2Φ14+2Φ12

-momentul capabil

La partea inferioara a grinzii pe reazemul 2 se vor dispune o arie de armatura egalacu jumatate din aria armaturii dimensionate la moment negativ ,respectantu-se si conditia deductilitate(incadrarea intre valorile ariei minime si maxime).

Aleg 3Φ14

Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii

2.3.Dimensionarea armaturilor longitudinale din camp

diametrul armaturii din grinda

Page 12: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Verificare:

Aleg 3Φ14

-momentul capabil

Aria armaturii din camp se alege conform P100/1-2006 ,aria armaturii din camp este50%din aria armaturii de pe reazeme.Armaturile de la partea inferioara (3Φ16) se vor ducecontinue pe toata deschiderea grinzii.

In camp la partea superioara se vor dispune,astfel incat sa se respecte urmatoareleprescriptii,conform P100/2006:-se vor dispune cate 2ϕ14 minim-minim 1/4 din armatura maxima de la partea superioara a grinzilor se prevede continua petoata lungimea grinzii

Minim 1/2 din armatura de la partea intinsa se va dispune si pe partea comprimata.

Se vor dispune 3Φ14 in camp la partea superioara a grinzii,avand o arie efectiva de9.10cmp.

3.Dimensionarea armaturilor transversale

1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor

reprezinta raportul dintre sumele valorilor de proiectare ale momentelor capabile alestalpilor si grinzilor care intra in nod,valori asociate sensului considerat al actiunilorseismice

pentru a fi indeplinita conditia formarii articulatiilor plastice in grinda si nu instalp

factor de suprarezistenta datorat efectului de consolidare a otelului,pentru clasa Hde ductilitate

Page 13: Exemplu de calcul la colaps progresiv

valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i,in sensul momentuluiasociat sensului de actiune a fortelor

1.1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens orar

1.2.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens antiorar

2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare

A.Sens orar

2.1.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea speciala

incarcare uniform distribuita din incarcarile gravitationale

incarcare uniform distribuita din incarcarile utile

aria care descarca pe grinda

din GF

incarcare liniara din incarcarile gravitationale ce revin grinzii

Reazemul 1:

2.2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea fundamentala

Page 14: Exemplu de calcul la colaps progresiv

proiectia pe orizontala a fisurii la 45 grade

Reazemul 2:

B.Sens antiorar

Reazemul 1:

Reazemul 2:

2.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 1

Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.

Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:

unde:

-coeficient de armare longitudinala

unde:

Page 15: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-pentru beton greu avem urmatoarele valori:

-coeficient de reducere a rezistentei betonului fisurat la forta taietoare ν

rezulta

rezulta

Verificare:

Verificare:

-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare

Determinarea valorii unghiului θ:

Page 16: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:

Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.

distanta dintre etrieri

3.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 2

Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.

Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:

unde:

-coeficient de armare longitudinala

unde:

-pentru beton greu avem urmatoarele valori:

Page 17: Exemplu de calcul la colaps progresiv

rezulta

rezulta

Verificare: rezulta

-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare

Determinarea valorii unghiului θ:

Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:

Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.

distanta dintre etrieri

diametrul maxim al armaturii longitudinale de rezistenta

Distante minime si maxime intre etriei:

-distanta pe zona centrala:

Page 18: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Aleg:

-distanta pe zona critica:

Aleg:

-lungimea zonei critice

Verificarea procentului minim de armare:

2.3.2.Dimensionarea armaturilor pentru grinda GR2

1.Determinarea stratului de acoperire cu beton

Dimensiunile grinzii:

2.Dimensionarea armaturilor longitudinale

Reazemul B

Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:

comb4,gruparea fundamentalaReazemul C

Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:

2.1.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul B

Page 19: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Verificare:

Aleg 3Φ14

Verificari:

-aria de armatura

-moment capabil

Aria de armatura de la partea inferioana

Aleg 2Φ14+1Φ12

Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii

Page 20: Exemplu de calcul la colaps progresiv

2.2.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul C

Aleg 3Φ14

Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii

Aria de armatura de la partea inferioana

Aleg 2Φ14+1Φ12

Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii

2.3.Dimensionarea armaturilor longitudinale din camp

diametrul armaturii din grinda

Page 21: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Aleg 2Φ14+1Φ12

-momentul capabil

Aria armaturii din camp se alege conform P100/1-2006 ,aria armaturii din camp este50%din aria armaturii de pe reazeme.Armaturile de la partea inferioara (4Φ16) se vor ducecontinue pe toata deschiderea grinzii.

In camp la partea superioara se vor dispune,astfel incat sa se respecte urmatoareleprescriptii,conform P100/2006:-se vor dispune cate 2ϕ14 minim-minim 1/4 din armatura maxima de la partea superioara a grinzilor se prevede continua petoata lungimea grinzii

Minim 1/2 din armatura de la partea intinsa se va dispune si pe partea comprimata.

Se vor dispune 3Φ14 in camp la partea superioara a grinzii,avand o arie efectiva de4.62cmp. Armaturile se vor duce continue pe toata deschiderea grinzii.

3.Dimensionarea armaturilor transversale

1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor

reprezinta raportul dintre sumele valorilor de proiectare ale momentelor capabile alestalpilor si grinzilor care intra in nod,valori asociate sensului considerat al actiunilorseismice

pentru a fi indeplinita conditia formarii articulatiilor plastice in grinda si nu instalp

factor de suprarezistenta datorat efectului de consolidare a otelului,pentru clasa Hde ductilitate

valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i,in sensul momentuluiasociat sensului de actiune a fortelor

1.1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens orar

Page 22: Exemplu de calcul la colaps progresiv

1.2.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens antiorar

2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare

A.Sens orar

2.1.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea speciala

incarcare uniform distribuita din incarcarile gravitationale

incarcare uniform distribuita din incarcarile utile

aria care descarca pe grinda

din GF

incarcare liniara din incarcarile gravitationale ce revin grinzii

Reazemul 1:

2.2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea fundamentala

proiectia pe orizontala a fisurii la 45 grade

Reazemul 2:

Page 23: Exemplu de calcul la colaps progresiv

B.Sens antiorar

Reazemul 1:

Reazemul 2:

2.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 1

Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.

Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:

unde:

-coeficient de armare longitudinala

unde:

-pentru beton greu avem urmatoarele valori:

Page 24: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-coeficient de reducere a rezistentei betonului fisurat la forta taietoare ν

rezulta

rezulta

Verificare:

Verificare:

-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare

Determinarea valorii unghiului θ:

Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:

Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.

Page 25: Exemplu de calcul la colaps progresiv

distanta dintre etrieri

3.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 2

Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.

Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:

unde:

-coeficient de armare longitudinala

unde:

-pentru beton greu avem urmatoarele valori:

rezulta

rezulta

Page 26: Exemplu de calcul la colaps progresiv

Verificare: rezulta

-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare

Determinarea valorii unghiului θ:

Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:

Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.

distanta dintre etrieri

diametrul maxim al armaturii longitudinale de rezistenta

Distante minime si maxime intre etriei:

-distanta pe zona centrala:

Aleg:

-distanta pe zona critica:

Aleg:

Page 27: Exemplu de calcul la colaps progresiv

-lungimea zonei critice

Verificarea procentului minim de armare: