Kober Dietlinde - Rezumat Torsiune Ansamblu

download Kober Dietlinde - Rezumat Torsiune Ansamblu

of 62

  • date post

    07-Dec-2014
  • Category

    Documents

  • view

    56
  • download

    7

Embed Size (px)

Transcript of Kober Dietlinde - Rezumat Torsiune Ansamblu

UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI FACULTATEA DE CONSTRUCII CIVILE, INDUSTRIALE I AGRICOLE

ING. DIETLINDE KBER

ASPECTE SPECIFICE ALE RSPUNSULUI SEISMIC DE TORSIUNE N DOMENIUL NELINIARREZUMAT TEZ DE DOCTORAT

CONDUCTOR TIINIFIC: PROF. DR. ING. TUDOR POSTELNICU

Bucureti 2010

Rezumat

CUPRINS1. Introducere ___________________________________________________________ 2. Stadiul cunotinelor n domeniul torsiunii generale a structurilor _____________ 2.1 Parametri care influeneaz comportarea structurilor nesimetrice aflate sub influena fenomenului de torsiune de ansamblu _________________ 2.2 Prevederile codurilor de proiectare cu privire la torsiunea de ansamblu a structurilor ____________________________________________________ 4 6 6 7

2.2.1 Norma european EN 1998-1:2004 [1] i codul de proiectare seismic P100-1/2006 [2] ____________________________________ 7 2.2.2 Norma neozeelandez NZS 1170_5 [3] _________________________ 8 2.2.3 Norme din SUA: Uniform Building Code 1997 [4], 2001 California Building Code [5], FEMA 368 [6], FEMA 273 [7], FEMA 440 [8] _________________________________ 9 2.2.4 DIN 4149 [9], [10] __________________________________________ 9 2.2.5 Exemple de aplicare a prevederilor din norme privind torsiunea de ansamblu a structurilor ____________________________________ 10 2.3 Metode simplificate de determinare a amplificrii deplasrilor structurale datorate torsiunii generale ________________________________ 13 2.3.1 Metoda MPA (Modal Pushover Analysis Procedure) ________________ 14 2.3.2 Metoda N2 ________________________________________________ 14 3. Evaluarea rspunsului structurilor nesimetrice n plan prin metode simplificate i exacte ___________________________________________________ 14 3.1 Calcul static elastic cu fore echivalente _______________________________ 15 3.2 Program de calcul dinamic neliniar al sistemelor cu 3 GLD Torsdin ________ 15 3.3 Metod simplificat de determinare a amplificrii deplasrilor structurale datorate torsiunii generale (SESA) __________________________ 16 3.3.1 Descrierea metodei ________________________________________ 3.3.2 Verificarea compatibilitii rezultatelor metodei SESA i ale calculului dinamic, n domeniul elastic de comportare _________ 3.3.3 Definirea structurii nlocuitoare _______________________________ 3.3.4 Metodologia de aplicare a calculului modal cu spectre de rspuns supraamortizate (SESA) _____________________ 3.3.5 Studiu comparativ privind aplicarea diferitelor metode pentru evaluarea rspunsului seismic de torsiune al structurilor din beton armat _________________________________ 4. Studiu parametric privind rspunsul seismic de torsiune obinut comparativ prin metode de calcul elastic simplificat i prin calcul dinamic neliniar ________________________________________________ 4.1 4.2 Introducere ___________________________________________________ 16 20 20 21 22

3.4 Concluzii asupra rezultatelor studiului comparativ _______________________ 27

28 28

Descrierea structurilor analizate ___________________________________ 29

2

Rezumat 4.3 4.4 4.5 4.6 Descrierea aciunii seismice ______________________________________ 30 Parametri analizai _____________________________________________ 32 Metoda excentricitii echivalente __________________________________ 33 Rezultatele studiului parametric ____________________________________ 35 36 37 4.7.1 Influena parametrilor analizai _____________________________

4.7 Concluzii _____________________________________________________

4.7.1.1 Influena factorului de curgere, c _____________________ 37 4.7.1.2 Influena factorilor x i y ______________________ 37 4.7.1.3 Influena factorilor e r i e p 4.7.1.4 Influena factorului y ________________________ 38 38 39 39 40 46 48 50 51 _____________________________ 38

4.7.1.5 Influena fraciunii din amortizarea critic, ___________ 4.7.1.6 Observaii generale ______________________________ 4.7.2 Rezultatele metodelor simplificate _________________________ 4.7.2.1 Rezultate grupate pe stri limit ____________________ 4.7.2.2 Rezultate grupate n funcie de caracteristicile aciunii seismice _______________________________________ 4.7.2.3 Rezultate grupate n funcie de forma structurii n plan ___ 4.7.2.4 Rezultate pentru structurile TI analizate la SLU _________ 4.7.2.5 Observaii generale _______________________________

5. Comportarea stlpilor de beton armat solicitai la compresiune excentric oblic ______________________________________________________ 52 5.1 5.2 5.3 5.4 Introducere _________________________________________________ Compresiune excentric oblic. Parametri analizai __________________ Definirea seciunilor de calcul ___________________________________ Rezultate obinute ___________________________________________ 5.4.1 5.4.6 5.4.7 5.5 52 53 55 57

Observaii generale _____________________________________ 57 Comparaie nre comportarea seciunilor ptrate i comportarea seciunilor dreptunghiulare _____________________ 58 Influena considerrii legii constitutive cu degradare pentru beton __________________________________________ 59

Observaii privind rezultatele obinute numeric, fa de cele experimentale, pentru seciuni ptrate solicitate la compresiune excentric oblic ___________________________________ 59 5.5.3 Studiu experimental privind efectele nesimetriei structurale, [24] ptrate solicitate la compresiune excentric oblic ____________ 59 61 62 62 62

5.6

Concluzii ___________________________________________________

Direcii viitoare de cercetare ____________________________________________ Contribuii personale __________________________________________________ Bibliografie __________________________________________________________

3

Rezumat

1

Introducere

Cuplarea existent ntre micarea de translaie i cea de torsiune n cazul unei structuri asimetrice n plan, duce inevitabil la cerine neuniforme de deplasare n elementele structurale. n vederea nelegerii influenei asimetriei structurale asupra deplasrilor unei structuri, cercetrile efectuate pn nu demult au fost limitate la rspunsul structural elastic i au determinat formularea majoritii prevederilor referitoare la torsiune, din codurile de proiectare. La ora actual metodele de proiectare au n vedere un rspuns inelastic. Metoda obinuit de calcul presupune reducerea forelor de rspuns elastic cu un factor de comportare q i acceptarea incursiunilor n domeniul postelastic de comportare. Rspunsul inelastic al structurilor depinde de mult mai muli factori, comparativ cu rspunsul structural elastic. Contrar rspunsului elastic, care poate fi definit prin fore globale de revenire, rspunsul inelastic este caracterizat prin deplasri i cerine de ductilitate la nivel local. n plus, combinarea rspunsului global de translaie i a celui de torsiune n cazul structurilor neregulate n plan, face mai greu de justificat proporionalitatea propus de codurile de proiectare ( reprezentat de factorul q ) ntre rspunsul structural elastic i cel inelastic. Calculul dinamic neliniar tridimensional reprezint la ora actual cel mai performant instrument pentru evaluarea comportrii reale a structurilor din beton armat. Calculul dinamic neliniar ns, poate fi aplicat doar unor structuri deja dimensionate, iar complexitatea rezultatelor obinute duce la un volum de lucru considerabil (uneori excesiv) pentru interpretarea lor. Proiectarea curent trebuie s se bazeze pe instrumente de calcul uor de aplicat, care, chiar dac pierd din exactitate, ofer rezultate suficient de riguroase cu un consum de timp mult mai mic. Din aceast cauz, una din direciile de cercetare din domeniu se refer la elaborarea unor metode mai simple, cu aplicabilitate practic, care s nlocuiasc calculul dinamic neliniar. Studiul de fa i propune s analizeze efectele torsiunii de ansamblu asupra structurilor supuse aciunii seismice, aplicnd i comparnd rezultatele obinute prin patru metode de calcul: Calculul static elastic cu fore echivalente, prevzut n codurile de proiectare n vigoare pentru evaluarea rspunsului structurilor nesimetrice n plan. O metod simplificat de determinare a amplificrii deplasrilor structurale datorate torsiunii generale, SESA, care se bazeaz pe metoda spectrului capacitii i este n msur s estimeze amplificarea rspunsului seismic structural datorit torsiunii de ansamblu, meninnd totodat simplitatea calculului spectral (n domeniul elastic). O metod de calcul cu excentriciti echivalente, ce identific valoarea excentricitii necesare pentru a aplica cu acuratee sporit calculul static elastic cu fore echivalente la determinarea rspunsului structurilor nesimetrice n plan. O metod de calcul dinamic neliniar [18]. Toate metodele analizeaz rspunsul de torsiune al structurilor cu un singur nivel i neregulate n plan, ce surprind suficient de exact comportarea structurilor cu mai multe niveluri care ndeplinesc urmtoarele condiii: la toate nivelurile, centrul maselor (CM) i centrul de rigiditate (CR) se situeaz aproximativ pe aceeai vertical (structuri monotone pe vertical), rigiditatea plcilor n planul lor este mare comparativ cu rigiditatea lateral a elementelor structurale verticale. Datorit fenomenului de torsiune de ansamblu, elementele verticale ale unei structuri nesimetrice n plan ajung s fie solicitate la compresiune excentric oblic chiar dac aciunea orizontal este

4

Rezumat unidirecional. Ultimul capitol al acestei lucrri i propune s evidenieze influena solicitrii oblice asupra deformabilitii stlpilor de beton armat (deplasare ultim i rigiditate). Mai exact, studiul efectuat ncearc s rspund la ntrebarea dac deplasarea unui element solicitat la compresiune excentric oblic se produce pe direcia forei, sau nu.

2

Stadiul cunotinelor n domeniul torsiunii generale a structurilor

Capitolul al doilea al tezei prezint parametrii implicai n com