Grinzi de Beton Armat

download Grinzi de Beton Armat

of 46

  • date post

    17-Feb-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.298
  • download

    34

Embed Size (px)

description

Grinzi de Beton Armat

Transcript of Grinzi de Beton Armat

NOIUNI INTRODUCTIVEENCIPEDIA > EDUCATIONAL > GRINZI DE BETON ARMATPUBLICAT LA 28.09.2012SCRIS DE VIOREL POPA

Grinzile sunt elemente de tip bar supuse la ncovoiere sau ncovoiere cu for tietoare. Prin element de tip bar se neleg corpurile la care una dintre dimensiuni (lungimea) este mult mai mare dect celelalte dou. Fora axial, dac exist, are valori reduse conducnd la valori ale efotului axial mediu de compresiune mai mici dect 0,1fcd putnd fi neglijat n calcul. Din punct vedere al raportului dintre deschiderea grinzii, l, i nlimea seciunii transversale, h, grinzile se pot clasifica, n mod convenional, n: grinzi scurte, dac raportul l/h3 grinzi lungi, dac raportul 3l/h20.

Pentru calculul grinzilor lungi se admit n calcul ipoteze simplificatoare cum este ipoteza geometric a seciunilor plane a lui Bernoulli sau neglijarea eforturilor unitare y(orientate perpendicular pe axa barei). Aceste ipoteze simplificatoare nu mai sunt acceptate n cazul grinzilor scurte, astfel c acestea prezint particulariti importante de calcul i detaliere. n practic se ntlnete o varietate larg de forme de grinzi n elevaie sau seciune transversal. Grinzile se pot realiza, de exemplu, cu seciune constant sau variabil, cu ax dreapt, frnt sau curb. Grinzile se pot realiza astfel nct s formeze o legtur de moment cu elementele de reazem sau pot fi articulate la capete.

Un caz particular este cel al grinzilor compuse care sunt alctuite din diferite elemente structurale avnd n ansamblu comportare de grind cum sunt grinzile cu zbrele sau ginzile cadru (Vierendeel).

Grinzile turnate monolit au avantajul c se pot executa cu mijloace tehnice minime i pot lua practic orice form i dimensiuni. Cea mai mare parte a structurilor pentru cldiri civile se execut n mod monolit. n cazul elementelor executate monolit, legturile de moment dintre acestea se rezolv n mod natural, deoarece se poate realiza cu uurin continuitatea armturii longitudinale. Executarea structurilor n mod monolit permite rectificarea uoar a abaterilor dimensionale la execuie. Pentru a putea fi realizate pe antier se recomand ca seciunile transversale ale grinzilor turnate monolit s fie ct mai simple. Cel mai des ntlnite sunt seciunile dreptunghiulare sau seciunile n form de T, acolo unde grinzile conlucreaz cu plcile mpreun cu care au fost turnate.

Grinzile prefabricate pot realiza uzinat (elementele se execut n standuri de prefabricate) sau preturnat (betonul se toarn pe antier dar nu n poziia prevzut n proiect; se monteaz n structur dup ntrirea betonului). Grinzile prefabricate uzinat trebuie s aib grad mare de repetitivitate. Pentru cofrare se utilizeaz tipare metalice. Prefabricarea uzinat are urmtoarele avantaje: Crete eficiena muncii prin utilizarea forei de munc specializate i se realizeaz Crete viteza de execuie prin folosirea tehnologiilor pentru reducerea timpului de ntrire Se pot executa grinzi cu forme variate i complicate. Astfel, se pot mobiliza la maxim elemente de calitate ridicat. Controlul calitii execuiei se poate realiza n condiii optime. a betonului (de exemplu, tratament termic) rezistenele materialelor i se reduce greutatea proprie a elementelor. Principalul dezavantaj al utilizrii grinzilor prefabricate const n dificultatea realizrii legturilor de moment dintre elemente n condiiile n care, de regul, nu exist continuitate a armturii longitudinale. Greutatea i dimensiunile elementelor prefabricate uzinat trebuie stabilite astfel nct s se ncadreze n gabaritele maxime admise la transport i manipulare.

COMPORTAREA SUB NCRCRI MONOTON CRESCTOAREENCIPEDIA > EDUCATIONAL > GRINZI DE BETON ARMATPUBLICAT LA 28.09.2012SCRIS DE VIOREL POPA

Se prezint exemplificativ rspunsul unei grinzi de beton armat ncrcat monoton cresctor cu sarcini verticale. Grinda este simplu rezemat la capete i ncrcat cu dou fore concetrate egale, amplasate simetric fa de seciunea median a grinzii. n zona central grinda este solicitat la ncovoiere pur. Pe zonele marginale situate ntre reazeme i punctele de aplicare a ncrcrilor este solicitat la ncovoiere cu for tietoare. Aceast schem de ncrcare este des utilizat pentru a surpinde rspunsul elementelor de beton armat la ncovoiere, fr influena forei tietoare.

La valori mici ale ncrcrii beton este nefisurat iar armtura rspunde n domeniul elastic. Creterea ncrcrii produce atingerea deformaiei specifice ultime n beton ntins, care se rupe, grinda de beton armat fisurnd (b). Fisurarea are ca efect reducerea ariei seciunii de beton i, ca urmare, reducerea rigiditii de ansamblu a elementului. Se observ, pentru elementul analizat, c primele fisuri care se formeaz sunt cele cauzate de ncovoiere, normale la axa barei. Dac ncrcarea sporete, se produc n zonele marginale fisurile nclinate cauzate de aciunea combinat a momentului ncovoietor i a forei tietoare. n acest timp, deformaiile specifice ale armturii ntinse cresc, atingndu-se deformaia de curgere n dreptul fisurilor din zona de moment maxim (c). Dup curgerea armturilor longitudinale, valoarea ncrcrii aplicate rmne practic constant pn la ruperea elementului. Odat cu sporul de deformaie specific a armturii ntinse se nregistreaz i creterea deformaiilor n betonul comprimat. Se produce astfel zdrobirea betonului comprimat la fibra extrem, dup depirea deformaiilor specifice ultime ale betonului (d). n lungul armturii longitudinale ntinse se formeaz fisuri longitudinale de despicare, asociate lunecrii armturii n beton dup curgerea sever din ntindere. Zona comprimat de beton migreaz de la partea de sus ctre centrul seciunii pe msur ce fibrele de beton maxim comprimate se zdrobesc. Aceast migrare a zonei comprimate are ca efect reducerea braului de prghie al eforturilor interioare i a capacitii de rezisten la ncovoiere (e). n unele situaii, mai ales atunci cnd la armare s-a utilizat oel cu ductilitate redus, se poate produce i ruperea armturii ntinse. Din reprezentrile la scar de mai sus se observ c aceast grind lung, care rspunde predominant la ncovoiere, are ductilitate ridicat, deformaia ultim fiind considerabil mai mare dect cea de la iniierea curgerii. n cazul grinzilor la care influena forei tietoare este important se poate produce ruperea din for tietoare, nainte de curgerea din moment ncovoietor. Ruperea din for tietoare are caracter fragil, fr avertizare. De exemplu, dac se sporete nlimea seciunii transversale a grinzii se obine un element cu sensibilitate la aciunea forei tietoare. Practic, creterea momentului capabil al seciunii din zona median a grinzii conduce la creterea forelor care ncarc grinda la rupere. Crete astfel fora tietoare i se poate produce ruperea prin fisuri diagonale care pornesc din punctele de aplicare a ncrcrilor i se ndreapt ctre zonele de rezemare (vezi figura urmtoare). Pe lng fisurile critice diagonale, grinda prezint i fisuri normale la axa grinzii, cauzate de momentul ncovoietor. Pot aprea fisuri orizontale cauzate de lunecarea armturii longitudinale n zonele de la capetele grinzii.

Legile for-deplasare pentru cele dou elemente sunt prezentate comparativ in figura urmtoare:

CALCULUL EFORTURILORENCIPEDIA > EDUCATIONAL > GRINZI DE BETON ARMATPUBLICAT LA 28.09.2012SCRIS DE VIOREL POPA

1.2.

Metoda echilibrului elastic Metoda echilibrului limit

Calculul eforturilor n grinzi care nu sunt ncrcate cu momente la capete din conlucrarea cu stlpii se poate face rapid aplicnd metoda echilibrului elastic sau metoda echilibrului limit.

Metoda echilibrului elasticn continuare este descris aplicarea metodei echilibrului elastic pentru grinzi continue. Aceast metod se poate aplica numai grinzilor secundare continue ncrcate normal pe axa, dac deschiderilor lor nu difer cu mai mult de 20% ntre ele. Dup stabilirea schemei de calcul a fiei de lime unitar, a deschiderilor de calcul i a naturii reazemelor, i dup identificarea celor mai defavorabile ipoteze de dispunere a ncrcrii variabile se poate trece la calculul eforturilor. Acestea pot fi calculate cu ajutorul metodelor specifice de calcul pentru grinzi continute studiate la Statica Construciilor. Alternativ, se poate utiliza si Metoda Elementului Finit, prin intermediul programelor de calcul automat. Aceste soluii se pot dovedi ns laborioase datorit n special numrului mare de ipoteze de dispunere a ncrcrii variabile. De aceea, n practica inginereasc curent pentru determinarea valorilor caracterisitice ale diagramei nfurtoare de moment pentru grinda continu se utilizeaz calculul pe baza coeficienilor lui Winkler. Relaiile pentru calculul momentelor momentelor maxime pozitive sau negative sunt:

unde, a, b,c coeficienii de influen pentru grinda continu (vezi tabelul) g q valoarea de calcul a ncrcrii permanente valoare de calcul a ncrcrii variabile

Pentru seciunile care corespund momentelor maxime pozitive i negative (1,2,3 i b,c) valorile coeficienilor sunt date n tabel:

Relaiile de determinare a forelor tietoare sunt similare celor de la calculul momentelor:

, i g q l

coeficieni de influen pentru grinda continu conform tabelului 2.2 valoarea de calcul a ncrcrilor permanente valoarea de calcul a ncrcrilor temporare deschiderea de calcul

n cazul grinzilor principale sau a grinzilor care sunt ncrcate cu momente la capete ca urmare a conlucrrii cu stlpii, calculul cu ajutorul coeficienilor de influen nu mai este posibil. n acest caz calculul se poate face automat, cu ajutorul programelor de calcul structural, prin luarea n considerare a celor mai defavorabile combinaii de ncrcri posibil s apar.

Metoda echilibrului limitPentru ncrcri gravitaionale, singurele elemente care se admite a fi calculate prin metoda echilibrului limit (n domeniu postelastic) sunt grinzile secundare ale planeelor fr ncrcri concentrate mari. n acest caz se admite o redistribuie a momentelor de pe reazem n cmp pentru a se putea obine o distribuie uniform a armturii longitudinale.

n figura de m