8/10/2019 Curs 8 arce
1/31
1
ARCE
8/10/2019 Curs 8 arce
2/31
2
ARCE GENERALITI
Din punct de vedere al consumului de oel, arcele sunt mai avantajoase dect structurile ncadre.
Sunt solicitate preponderent de eforturi axiale (compresiune), formnd aa numita curb depresiune. Ele transmit naterilor mpingeri laterale, preluate de tirani sau fundaii.
Dac reazemele nu pot mpiedica deplasrile laterale, dei curbe n planul sarcinii, arcele vor aveacomportare de grind.
Definiie: elemente structurale plane, cu axa neutr curb, ncrcate n planul lor.
ncrcare
8/10/2019 Curs 8 arce
3/31
3
ARCE
ntindere arc
f
Forma arcelor:
parabol construit dup curba de coinciden; parabol de grad 2, 3.
arc de cerc
Arce de coinciden arcele care au diagrama de moment nul, fiind solicitate doar la
for axial
Pentru ncrcare uniform distribuitp, arcul de coinciden are form parabolic
p
[kN/m]
Observatie:O curb de coinciden este specific unei anumite distribuii ancrcrii!!!
GENERALITI
Inlimea seciuniif = (1/40 ... 1/80)L arce cu seciune plin
= (1/25 ... 1/65)L arce cu zbrele
mpingeriorizontale
L
8/10/2019 Curs 8 arce
4/31
4
ARCE CLASIFICARE
Arce simple, rezemate direct pe fundaii la nivelul solului tribune, cldiri, anexelaterale)
Arce rezemate pe stlpi - Structuri cu cadre transversale la care acoperiul areelementul principal de rezisten compus dintr-un arc
cu seciune plin
cu zbrele
din tabl cutatformat la rece
8/10/2019 Curs 8 arce
5/31
5
ARCE
Deschidere
Arcele dublu ncastrate conduc la
solicitri mai reduse n
elementele metalice dar cer
fundarea pe un teren cu tasri
micii fundaii mai puternice.
Avantaje:
sunt suficient de elastice pentru a nu fiinfluenate de tasri ale reazemelor sau
deformaii datorate variaiilor de
temperatur.
nu transmit momente la fundaii
Ponderea ncrcrilor
Tehnologia de execuie
Schema static se alege n funcie de considerente funcionale:
Natura terenului
arc cu 2 articulaii
arc ncastrat
ARCE SIMPLE - SCHEME STATICE
8/10/2019 Curs 8 arce
6/31
6
ARCE
Cnd mpingerile laterale nu pot fipreluate de elementele pe care
reazem arcul.
Avantaje:
o Se folosesc n cazul terenurilor
slabe de fundare
o Necesit fundaii cu volum redus
Dezavantaje:o articulaia de la cheie introduce unele
complicaii de execuie i montaj i la
realizarea nvelitorii
o distribuie neraional a momentelor
ncovoietoare n lungul arcului.
Mai rar folosit dect arcul cu 2 articulaii
arce cu tirantarce cu 3 articulaii
ARCE SIMPLE - SCHEME STATICE
8/10/2019 Curs 8 arce
7/317
ARCEPanele structurilor cu arce se alctuiesc n funcie de distana dintre arce : cu zbrele,cu seciune plin sau ca grinzi cu goluri n inim.
dupschemastatic
simplurezemate
continue
dup forma iseciunea
transversal
cu seciuneplin
grinziajurate
cu zbrele
PANECLASIFICARE
8/10/2019 Curs 8 arce
8/318
ARCE
seciuni
ARCE CU SEC
IUNE PLIN
8/10/2019 Curs 8 arce
9/319
ARCE
se realizeaz de reguln acelai mod ca i grinzile cu zbrele plane cu unul sau doiperei.
zbrele
T. S
T. I
ARCELE CU ZBRELE PLANE
Sisteme de grinzi plane:
cu diagonale
cu diagonale i montani
ARCE CU ZBRELE
Forele tietoare au valori mici, rezultndeforturi reduse n diagonale, ceea ceconduce la zabrele cu seciuni mici.
8/10/2019 Curs 8 arce
10/3110
ARCEAEZAREA PANELOR
PANE
n plan vertical
TRONSON I
TRONSON II
TRONSON I
perpendicular
pe axa arcului
TRONSON II
Montanii se executa fie normal pe ax, fie verticali.Alegerea soluiei depinde de poziia panelorcare se prevd perpendiculare pe axa sau verticale,n funcie de modul de aezare a nvelitorii .
8/10/2019 Curs 8 arce
11/3111
ARCE
Arce cu 3 sau 4 tlpi tlpi realizate din evi sunt deosebit de avantajoase la montaj i n exploatare,avnd o rigiditate sporit n raport cu solicitrile care produc fenomene de pierdere a stabilitii.
GRINZI CU ZBRELECU 3 TLPI
GRINZI CU ZBRELECU 4 TLPI
zbrele
ARCE CU ZBRELE
8/10/2019 Curs 8 arce
12/3112
ARCEPANE CU INIMA PLIN
contrafie
PANE
pane
Stabilitatea arcului n zona
comprimat :Cnd ambele tlpi rezult
comprimate: asigurarea stabilitiitlpii superioare este realizat depane, iar stabilitatea tlpii inferioarede contrafie.
8/10/2019 Curs 8 arce
13/3113
ARCEPANE CU INIMA PLIN
PANE
Soluia cu arce cuplate const n
realizarea unor grupuri de cte 2 arcelegate ntre ele prin contravntuiritransversale.
8/10/2019 Curs 8 arce
14/3114
ARCEPANE CU INIMA PLIN
PANE
bar de distanare
pan cuseciune plin
tirant
COT
CV
arcecuplate
Panele care se aeaz perpendicular pe axa arcului sunt supuse i la solicitritransversale provenind din componentele ncrcrilorn planul acoperiului i care devin
mari spre reazemele arcului. Pentru a micora acest efect se prevd tirani din oel rotund. Dac nvelitoarea constituie o aib care poate transmite toate forele din planulacoperiului la contravntuirile de margine, tiranii se prevd numai n scopul de a meninepanele n poziie corespunztoare pn la montarea nvelitorii.
8/10/2019 Curs 8 arce
15/3115
ARCEPANE CU ZBRELE
PANE
Pane cu zbrele dispuse la talpa superioar a arcului
prindere tabl
contrafi
8/10/2019 Curs 8 arce
16/3116
ARCE
Pentru a asigura stabilitatea n plan transversal al arcului, panele se prind i de talpainferioar a arcului .
PANE
COT
pan
bar de
distanare
pan cu zbrele
COT
CVbar de distanare
6 12 m 4 6 m4 6 m
arce
cuplate
PANE CU ZBRELE
8/10/2019 Curs 8 arce
17/3117
ARCE
Contravntuireaacoperiului
Contravntuirea acoperiului la hale cupuine travei.
1 mbinarea tronsoanelor arcului cuuruburi de nalta rezistent pretensionate sau cu
eclise sudate.
CONTRAVNTUIRI
Contravntuirile longitudinale din planulacoperiului se dispun la reazeme i la cheie.
Contravntuiri transversale se prevd nfrontoane i dac hala este lung (l > 60 m) iintermediar.
Uneori daca hala are puine travei seprevede numai o singur
contravntuiretransversal.
8/10/2019 Curs 8 arce
18/3118
ARCE CONTRAVNTUIRIArce cuplate
70
120m
nervuri
contrafi
arce cuplate
COT
CV
pan cu
zbrele
COT -TS
COT -Ti
COT -TS
COT -Ti
COL
9 18 m
Uneori n cazul unor travei mari se prevd pane tratate ca grinzicu zbrele, iar pe acestea se aseaz nervuri n lungul pantei, carese fixeaza n contravntuire; n acest caz tiranii nu mai suntnecesari.
8/10/2019 Curs 8 arce
19/31
19
ARCE CONTRAVNTUIRINERVURI
D.p.d.v. static, nervurile sunt arce cu mai multe articulaii.
qqy
qz
Componenta n planul acoperiului a
ncrcrii date de aciuni se cumuleaz spre
reazemele nervurii Nervurile se prevd
cu fundaii propriiTRONSON I
perpendicularpe axa arcului
TRONSON II
C ARTICULAII LA REAZEME
8/10/2019 Curs 8 arce
20/31
20
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
Articulaiile de la reazem se pot executa sub forma degenunchi sau sub forma de dispozitiv cu bol de articulaie.
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
8/10/2019 Curs 8 arce
21/31
21
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
Articulaia cu balansier este folosit mai rar, n special la structuri care transmit foreimportante n articulaii.
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
8/10/2019 Curs 8 arce
22/31
22
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
cu bulon de articulaie
prindere cu rezemare direct i suprafa decontact mare, de form cilindriccu plac curb i tachei
reazeme cu genunchicu balansier
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
8/10/2019 Curs 8 arce
23/31
23
ARCE ARTICULAII LA REAZEME
Articulaia de la cheie poate fi realizata de asemenea cu urub dearticulaie sau printr-un dispozitiv sub forma de genunchi .
ARCE ACIUNI SOLICITRI ALE ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
24/31
24
ARCE
greutate proprie, altencrcri permanente ncrcare simetric
ACIUNI, SOLICITRI ALE ARCELOR
ACIUNI PERMANENTE, VERTICALE
verticale, n general simetrice => genereaz N, V i M (la arcele care
nu au forme de coinciden)
ARCE ACIUNI SOLICITRI ALE ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
25/31
25
ARCE
verticale, simetrice sau nesimetrice: utile, zpadorizontale, nesimetrice: vnt variaii de temperatur (exterioar, interioar) tasri de reazeme
CR 1-1-3-2012 CR 1-1-4-2012
ACIUNI VARIABILE
ACIUNI, SOLICITRI ALE ARCELOR
ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
26/31
26
ARCE
verticale, simetrice sau nesimetrice (utile, zpad) => N, V, M orizontale (vnt, seism) => N, V, M
SOLICITRI ALE ARCELOR
VARIAII DE TEMPERATUR ale arcului sau ale tirantului (doar la arce
static nedeterminate):
cretere a temperaturii arcului => dilatare => cretere N => cretereampingerilor i a reaciunilor verticale
scdere a temperaturii arcului => contracie => scdere a N =>scderea mpingerilor i a reaciunilor verticale
ACIUNI VARIABILE
ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
27/31
27
ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR
DIFERENA DE TEMPERATUR NTRE EXTERIORUL I
INTERIORUL ARCULUI
cretere a temperaturii interioare => dilatarea intradosului => eforturi decompresiune pe fibra inferioar => ntindere pe fibra superioar =>
diagrama de moment se translateaz spre exterior
ACIUNI VARIABILE
ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
28/31
28
ARCE SOLICITRI ALE ARCELOR
ACIUNI VARIABILE
TASRI ALE REAZEMELOR
efect semnificativ la arce dublu ncastrate, efecte neglijabile la arce cu 3
articulaii => la terenurile dificile i / sau cu tasri mari sunt recomandabilearcele cu 3 articulaii
mpingerea reazemului spre exterior => scdere a N, translatare adiagramei de moment spre faa interioar
ARCE STABILITATEA ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
29/31
29
ARCE STABILITATEA ARCELOR
Datorit faptului c principala solicitare este fora axial (compresiune),apare pericolul pierderii stabilitii arcelor.
Pierderea stabilitii poate aprea:
Pentru a impiedica pierderea stabilitii n plan perpendicular pe planul arcului se dispun contravntuiri.
n planul arcului (a) sau
perpendicularpe planul arcului (b)
ARCE STABILITATEA ARCELOR
8/10/2019 Curs 8 arce
30/31
30
ARCE STABILITATEA ARCELOR
s este jumatate din lungimea arcului (la arcele pleostite cu
l/f
8/10/2019 Curs 8 arce
31/31
31
ARCE STABILITATEA ARCELOR
2 2
11
20 5 1 ( 0 2), ,
y
cr cr
A f 1
N N
c
cr
N
yI2
cr cr c2
cr
EN = N(L )
c yN A f
cr= coeficient de multiplicare al ncrcrilor de calcul pentrua provoca instabilitatea elastic a structurii (valoarea proprie a
modului de vibraie obinut prin modelare cu elemente finite) .
Ed Ed
b,Rd,
N M 11N
(1 )by Rd
cr
M
Ed b, Rd yN N A f
Lcr= lungimea arcului ntre 2 reazeme laterale.
Pi and Trahair
Stabilitate la efort axial
Stabilitate la interaciuneefort axial + moment ncovoietor