Verificarea sigurantei peretilor structurali

Verificarea sigurantei peretilor structurali se va realiza pentru :

-stările limită ultime de rezistenţă şi de stabilitate (ULS);

- starea limită de serviciu (SLS).

Combinarea efectelor încărcărilor verticale şi seismice se face conform Cap.3.-P100-

2006

1.Mecanism de disipare de energie -Dirijarea zonelor de dezvoltare a deformaţiilor inelastice în zona de la baza montanţilor (peste

secţiunea de "încastrare momentele încovoietoare capabile vor fi superioare, în toate secţiunile, valorii

momentului corespunzător plastificării din secţiunea de încastrare (conform Codului

P100-1/2006 );

capacitatea de rezistenţă la forţă tăietoare a pereţilor structurali va fi superioară, în

toate secţiunile, forţei tăietoare asociată capacităţii de rezistenţă la compresiune

excentrică;

prevederea măsurilor pentru asigurarea ductilităţii locale a pereţilor.

Se recomandă ca, pe fiecare direcţie principală, pereţii structurali să aibă capacităţi de rezistenţă

apropiate astfel încât cerinţele de ductilitate ale pereţilor să fie aproximativ aceleaşi.

-Cazul pereţilor cuplaţi cu rigle de cuplare executate integral din beton armat se poate accepta

formarea articulaţiilor plastice în rigle dacă:

cedarea din încovoiere a riglei precede:

­ cedarea montantului prin compresiune excentrică;

­ cedarea riglei prin forţă tăietoare;

­ cedarea riglei din forţă tăietoare precede cedarea reazemului riglei (montantului) prin

zdrobirea locală a zidăriei;

Deoarece implică cerinţe de ductilitate deosebit de mari, nu se vor proiecta clădiri pentru care, în

cazul cutremurului de proiectare, definit conform Codului P100-1/2006, mecanismele de disipare a

energiei conduc la dezvoltarea deformaţiilor inelastice în montanţii dintre ferestre la parter; Aceste

elemente vor fi proiectate pentru a rămâne în domeniul elastic de comportare.

2.Verificarea cerintei de rigiditate -Deformaţiile inelastice ale elementelor structurale, sub acţiunea cutremurului de proiectare pentru

ULS, să rămână în limite acceptabile (avariile rezultate să fie reparabile în condiţii tehnice şi

economice acceptabile

-Să fie satisfăcută cerinţa de limitare a degradărilor corespunzător cutremurului de proiectare pentru

SLS;

-Să se evite pericolul de ciocnire cu clădirile/tronsoanele alăturate.

C.6.8.2. (1) Verificarea cerintei de rigiditate, prin limitarea driftului, trebuie sa aiba în vedere si starea limita

în raport cu care se face verificare.

Pentru fiecare categorie de stare limita driftul admisibil este asociat unei anumite configuratii a

degradarilor exprimata prin distributia fisurilor si marimea reziduala a acestora.

În acest sens lucrarea [Alcocer,S.M.,Arias,J.G., Flores,L.E. Some developmentson performance-

based seismic design

of masonry structures Institute of Engineering, UNAM, Mexico, 2006] furnizeaza urmatoarele repere

provenite

din practica din Mexic:

• Starea limita de serviciu este considerata atinsa pentru driftul de 0.15% si este caracterizata prin

declansarea procesului de formare a fisurilor înclinate (este atinsa rezistenta de fisurare); deschiderea

fisurilor remanente este apreciata la 0.1 mm

• Limita avariilor reparabile este considerata atinsa pentru driftul de 0.25% si este caracterizata prin

dezvoltarea fisurilor înclinate pe toata suprafata peretelui, însotita de fisuri foarte subtiri (fir de par)

în elementele verticale de confinare si de declansarea

procesului de zdrobire a zidariei comprimate; deschiderea fisurilor remanente este apreciata la 2.0

mm

• Starea limita ultima este considerata atinsa pentru driftul de 0.40% si corespunde limitei de

rezistenta a peretelui când fisurile din zidarie patrund si în capetele stâlpisorilor de beton armat; se

produce curgerea armaturilor din stâlpisori datorita forfecarii precum si declansarea zdobirii

betonului din stâlpisorii comprimati; deschiderea fisurilor remanente este apreciata la 5 mm

Tot în lucrarea [Alcocer,S.M.,Arias,J.G., Flores,L.E. Some developmentson performance-based

seismic design of masonry structures Institute of Engineering, UNAM, Mexico, 2006] sunt propuse

urmatoarele valori ale driftului maxim admisibil în functie de tipul zidariei:

• Zidarie nearmata/neconfinata _ lim = 0.0015

• Zidarie armata _ lim = 0.0020

• Zidarie confinata cu elemente pline sau cu goluri si cu armaturi în rosturile orizontale _lim =

0.0025

• Panouri de umplutura la structuri din cadre _ lim = 0.0060

Structurile din zidărie trebuie să fie proiectate astfel ca valoarea deplasării relative de nivel d

r să nu

depăşească deplasarea relativă de nivel admisibilă stabilită . Cerinţa de rigiditate nu trebuie să fie

verificată prin calcul pentru clădirile cu pereţi deşi.

Pentru calculul deformatiilor si deplasarilor laterale ale peretilor de zidarie sub actiunea fortelor

seismice de proiectare se vor folosi:

Pentru zidarie nearmata ZNA:

-caracteristicile geometrice ale sectiunii nefisurate de zidarie;

-½ din valoarea modulului de elasticitate secant de scurta duarta al ziadriei (Ez) ;

-1/2 din valoarea modulului de elasticitate transversal;

Pentru zidaria confinata (ZC) si pentru zidaria cu inima armata (ZIA):

- caracteristicile geometrice ale sectiunii nefisurate de zidarie si de beton;

-½ din valoarea modulului de elasticitate longitudinal echivalent , de scurta durata, (EZC, (ZIA));

-1/2 din valoarea modulului de elasticitate transversal echivalent (GZC, (ZIA));

Peretii vor fi introdusi cu sectiunea compusa (L, T, I).

2.1) Verificarea la starea limită de serviciu (SLS)

Verificarea la deplasare se face pe baza expresiei: P100-1-2006, anexa E, E.1.(1).

SLS

rare

SLS

r dqdd (6.30)

d rSLS

-deplasarea relativă de nivel sub acţiunea seismica asociata SLS

ν factor de reducere care ţine seama de perioada de revenire mai scurtă a acţiunii seismice, asociata

SLS. Valoarea factorului este:

• 0.4 pentru clădirile încadrate in clasele I si II de importanta;

• 0.5 pentru clădirile încadrate in clasele III si IV de importanta.

q - factorul de comportare specific tipului de sistem structural;

dre -deplasarea relativa a aceluiaşi nivel, determinată prin calcul static elastic pentru încărcările

seismice de proiectare;

draSLS

- valoarea admisibila a deplasării relative de nivel. In lipsa unor valori specifice elementelor

nestructurale utilizate, determinate experimental, deplasarea admisă trebuie indicate de producator.

2.2) Verificarea la starea limită ultimă (ULS) Verificarea la deplasare se face pe baza expresiei:

UlS

rare

ULS

r dcqdd (6.31)

drULS

-deplasarea relativă de nivel sub acţiunea seismica asociata ULS

q -factorul de comportare specific tipului de sistem structural;

dre - deplasarea relativa a aceluiaşi nivel, determinată prin calcul static elastic pentru încărcările

seismice de proiectare; (conform P100-1/2006, anexa E, E.1.(2).

In lipsa datelor care să permită o evaluare mai precisă, rigiditatea la încovoiere a elementelor

structurale, utilizată pentru calculul valorii dr, se consideră egală cu jumătate din valoarea

corespunzătoare secţiunilor nefisurate, adică 0,5EcI

c

c- coeficient de amplificare al deplasărilor, care ţine seama că pentru T<Tc

(Tc

este perioada de

control a spectrului de răspuns) deplasările seismice calculate in domeniul inelastic sunt mai mari

decât cele corespunzătoare răspunsului seismic elastic. Valorile c se aleg conform relaţiei ;

25.231 cT

Tc (6.32)

draULS

=va fi indicata de producator

3.Verificarea cerintei de rezistenta Condiţia de rezistenţă este satisfăcută dacă în toate elementele structurii, în secţiunile cele mai

solicitate, capacitatea de rezistenţă este mai mare sau cel puţin egală cu eforturile secţionale de

proiectare, pentru toate grupările de încărcări stabilite conform Codului CR0-2005

3.1.Cerinta de rezistenta in raport cu solicitarea in planul peretelui

3.1.1.Elementele structurale şi nestructurale din zidărie vor fi proiectate pentru a

avea, în toate secţiunile, rezistenţele de proiectare la eforturi secţionale (NRd

, MRd

,

VRd

) mai mari decât eforturile secţionale de proiectare (NEd,

MEd

, VEd

) rezultate din

încărcările gravitaţionale şi efectele acţiunii seismice de proiectare stabilite conform

P100-1-2006.

3.1.2.Formarea mecanismului de disipare a energiei seismice prin localizarea

zonelor plastic potentiale la baza montantilor,conform CR6-2006, 2.2.1.(2), este

favorizata de faptul ca pentru cazul cladirilor regulate se poate demonstra ca valoarea raportului

dintre momentul capabil într-o secţiune la cota z şi momentul capabil în secţiunea de încastrare este

superioara valorii raportului între momentul de rasturnare în secţiunea respectiva şi momentul de

rasturnare la baza. Gradul de acoperire a diagramei de momente de răsturnare depinde de valoarea

raportului între efortul unitar de compresiune din încărcările verticale (σ0) şi efortul unitar de

proiectare la compresiune (fd) şi este mai mare în cazul clădirilor cu nniv≥ 3

MM

MM

zr

zr

zcap

zcap

)0(

)(

)0(

)(

Relaţia reprezintă o premiză de realizare a cerinţei de dirijare a zonelor de

dezvoltare a deformaţiilor inelastice în secţiunea de la bază. Gradul de acoperire a diagramei de momente de răsturnare depinde de valoarea raportului

între efortul unitar de compresiune din încărcările verticale (σ0) şi efortul unitar de proiectare la

compresiune (fd) şi este mai mare în cazul clădirilor cu nniv≥ 3.

3.1.3. În starea limită ultimă (SLU), valoarea rezistenţei de proiectare la

forţă tăietoare, VRd ,

a fiecărui perete structural, trebuie să satisfacă relaţiile:

- În cazul pereţilor structurali a căror rezistenţă de proiectare la încovoiere M

Rd

îndeplineşte condiţia :

MRd

≥ qMEd

unde MEd

este momentul încovoietor determinat prin calculul structurii în domeniul elastic liniar,

rezistenţa de proiectare la forţă tăietoare VRd

va fi limitată la:

VRd

= qVEd

Mr,o

Mr,cap,o

Mr,cap,z

Mr,z

lp

Mr,o

Mr,cap,o

lp

Mr,cap,z

Mr,z

Sectiunea 0

Sectiunea z

P

E1

E2

E3

lw

Z

MRd

VRd ≥ 1.25 VEdu VEdu =MRd /z

VEdu

- valoarea forţei tăietoare asociată rezistenţei la încovoiere a

secţiunii din zidărie simplă, confinată sau cu inimă armată, determinată

ţinând seama de suprarezistenţa armăturilor;

VRd

≤ qVEd

VEd

- valoarea forţei tăietoare determinată prin calculul structurii în

domeniul elastic liniar;

q - factorul de comportare utilizat pentru calculul structurii.

Zona potential plastica Zona de comportare elastica

NRd>

NEd lc(zona comprimata) 0.3* lw

MRd MEd

VEd

≤ VRd

≤ qVEd

VRd ≥ 1.25 VEdu

Daca: MRd

≥ qMEd ,forta taietoare

VRd

= qVEd

- Pentru parter, rezistenta de proiectare a panoului

de zidarie se va lua egala cu 30% din valoarea data

de relatia (6.31)-corespunzator zidariei ZNA) din

CR6-2006(conform, P100-1-2006, cap8, punctul

8.7.3.(2).

NRd>

NEd

MRd MEd

MM

MM

zr

zr

zcap

zcap

)0(

)(

)0(

)(

VEd

≤ VRd

≤ qVEd

Daca: MRd

≥ qMEd

,forta taietoare V

Rd = qV

Ed

3.2.Cerinta de rezistenta in raport cu solicitarile perpendiculare pe planul

peretelui

Pentru panourile din zidărie fără goluri de uşi sau ferestre, momentele încovoietoare

de proiectare produse de forţele seismice perpendiculare pe planul peretelui (MExd1

şi

MExd2

) vor calculate conform prevederilor din CR6-2006, 6.4.2, prin analogie cu o

placă elastică, ţinând seama de condiţiile efective de fixare de la extremităţile

panourilor.

Cerinţa de rezistenţă la acţiunea forţelor seismice perpendiculare pe plan, este

îndeplinită dacă sunt satisfăcute relaţiile:

MRxd1

≥ MExd1

MRxd2

≥ MExd2

unde MRxd1

şi MRxd2

sunt rezistenţele pe proiectare la încovoiere perpendicular pe planul

peretelui din zidărie determinate conform CR6-2006, 6.6.6.