Studiu Comparativ Izolarea Bazei
-
Upload
toekes-tuende -
Category
Documents
-
view
243 -
download
2
Transcript of Studiu Comparativ Izolarea Bazei
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
1/105
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
2/105
2
CUPRINS
Lista figurilor..............................................................................................................................5
Lista tabelelor...........................................................................................................................101. PREZENTAREA STUDIULUI ACTUAL AL PROBLEMEI ANALIZATE N ROMNIA IN LUME............................................................................................................................ 10
1.1 Principii teoretice ale proiectarii tradiionale a cladirilor din beton armat........... 11
1.2 Aspecte teoretice ale proiectrii cu ajutorul izolrii bazei..................................... 13
1.2.1 Conceptul izolrii bazei.................................................................................. 13
1.2.2 Tipuri de izolatori .......................................................................................... 15
2 PREZENTAREA METODOLOGIEI DE LUCRU......................................................... 21
2.1 Alegerea structurilor pentru analiz ..................................................................... 21
2.2 Proiectarea tradiional a structurilor.................................................................. 25
2.2.1 Evaluarea ncrcrilor .................................................................................... 25
2.2.2 Evaluarea forei tietoare de baz................................................................... 26
2.2.3 Predimensionarea elementelor structurale ...................................................... 27
2.2.4 Proiectarea la fore laterale a structurii ........................................................... 28
2.2.5 Calculul elementelor structurale ..................................................................... 30
2.3 Proiectarea cldirilor izolate seismic.................................................................... 39
2.3.1 Predimensionarea i alegerea tipului de izolator ............................................. 39
2.3.2 Modelarea izolatorilor .................................................................................... 41
3 PREZENTAREA CONINUTULUI ANALIZELOR EFECTUATE N LUCRAREIREZULTATELE OBINUTE............................................................................................... 41
3.1 Rezultate obinute la cldirile neizolate................................................................. 41
3.2 Rezultate obinute la cldirile izolate .................................................................... 54
4 CONCLUZII.............................................................................................................. 102
5 BIBLIOGRAFIE........................................................................................................ 105
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
3/105
3
Lista figurilor
Figura 1.1 "Cutremur n Chile"................................................................................................12
Figura 1.2 "Cutremut 7 Martie 1977"......................................................................................13
Figura 1.3 "Metoda clasic de proiectare/consolidare"............................................................14
Figura 1.4 "Metoda de proiectare/consolidare prin izolarea bazei".........................................14
Figura 1.5 "Sistemul ideal al izolarii bazei".............................................................................15
Figura 1.6 "Sistemul real al izolarii bazei"...............................................................................15
Figura 1.7 "Principiul teoretic al izolrii bazei".......................................................................15
Figura 1.8 "Cladire proiectata traditional"...............................................................................16
Figura 1.9 "Cladire izolat la baz"..........................................................................................16
Figura 1.10 "Spectrul acceleraiilor"........................................................................................16Figura 1.11 "Spectrul deplasrilor"..........................................................................................16
Figura 1.12 "Sistemul de izolare a bazei folosit in Pasargadae (Iran)"....................................17
Figura 1.13 "Izolator din cauciuc natural" ..............................................................................18
Figura 1.14 "Izolator din cauciuc natural montat n sit"..........................................................18
Figura 1.15 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu proprieti de amortizare ridicat"........19
Figura 1.16 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu miez de plumb"....................................20
Figura 1.17 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu miez de plumb"....................................21Figura 1.18 "Izolatori cu frecare de tip pendul inversai"........................................................21
Figura 2.1 "Plan cladire circulara"...........................................................................................23
Figura 2.2 "Plan cladire dreptunghiular"................................................................................24
Figura 2.3 "Plan cladire dreptunghiular"................................................................................25
Figura 2.4 "Spectru de proiectare"...........................................................................................29
Figura 2.5 "Zonele potenial plastice din perete".....................................................................38
Figura 2.6 "Diagramele de moment si for tietoare"............................................................39
Figur 2.7 "Coparaie spectre".................................................................................................43
Figura 3.1 "Drift direcia X cladire S+P+4E circular"...........................................................44
Figura 3.2 "Drift direcia Y cladire S+P+4E circular"...........................................................44
Figura 3.3 "Drift direcia X cladire S+P+4E dreptunghiular"................................................45
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
4/105
4
Figura 3.4 "Drift direcia Y cladire S+P+4E dreptunghiular"................................................45
Figura 3.5 "Drift direcia X cladire S+P+4E ptrat"..............................................................46
Figura 3.6 "Drift direcia Y cladire S+P+4E ptrat"..............................................................46
Figura 3.7 "Drift direcia X cladire S+P+9E circular"...........................................................47
Figura 3.8 "Drift direcia Y cladire S+P+9E circular"...........................................................47
Figura 3.9 "Drift direcia X cladire S+P+9E dreptunghiular"................................................48
Figura 3.10 "Drift direcia Y cladire S+P+9E dreptunghiular"..............................................48
Figura 3.11 "Drift direcia X cladire S+P+9E ptrat"............................................................49
Figura 3.12 "Drift direcia Y cladire S+P+9E ptrat"............................................................49
Figura 3.13 "Drift direcia X cladire S+P+14E circular".......................................................50
Figura 3.14 "Drift direcia Y cladire S+P+14E circular".......................................................50
Figura 3.15 "Drift direcia X cladire S+P+14E dreptunghiular"............................................51
Figura 3.16 "Drift direcia Y cladire S+P+14E ptrat"..........................................................51
Figura 3.17 "Drift direcia X cladire S+P+14E dreptunghiular"............................................52
Figura 3.18 "Drift direcia Y cladire S+P+14E dreptunghiular"............................................52
Figura 3.19 "Perioade cladire S+P+4E circular"....................................................................57
Figura 3.20 "Spectru +perioade cladire S+P+4E circular".....................................................58
Figura 3.21 "Perioade cladire S+P+4E dteptunghiular".........................................................58Figura 3.21 "Spectru +perioade cladire S+P+4E dreptunghiular".........................................59
Figura 3.22 "Perioade cladire S+P+4E ptrat".......................................................................59
Figura 3.23 "Spectru +perioade cladire S+P+4E ptrat"........................................................60
Figura 3.24 "Perioade cladire S+P+9E circular"....................................................................60
Figura 3.25 "Spectru +perioade cladire S+P+9E circular".....................................................61
Figura 3.26 "Perioade cladire S+P+9E dreptunghiular".........................................................61
Figura 3.27 "Spectru +perioade cladire S+P+9E dreptunghiular".........................................62
Figura 3.28 "Perioade cladire S+P+9E patrat".......................................................................62
Figura 3.29 "Spectru +perioade cladire S+P+9E ptrat"........................................................63
Figura 3.30 "Perioade cladire S+P+14E circular"..................................................................63
Figura 3.31 "Spectru +perioade cladire S+P+14E circular"...................................................64
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
5/105
5
Figura 3.32 "Perioade cladire S+P+14E dreptunghiular".......................................................64
Figura 3.33 "Spectru +perioade cladire S+P+14E dreptunghiular".......................................65
Figura 3.34 "Perioade cladire S+P+14E patrat".....................................................................65
Figura 3.35 "Spectru +perioade cladire S+P+14E ptrat"......................................................66
Figura 3.36 "Reprezentarea perioadelor".................................................................................66
Figura 3.37 "Deplasarea laterala la baza S+P+4E circular"...................................................67
Figura 3.38 "Deplasarea laterala la baza S+P+4E dreptunghiular"........................................67
Figura 3.39 "Deplasarea laterala la baza S+P+4E ptrat"......................................................68
Figura 3.40"Deplasarea laterala la baza S+P+9E circular"....................................................68
Figura 3.41"Deplasarea laterala la baza S+P+9E dreptunghiular".........................................69
Figura 3.42"Deplasarea laterala la baza S+P+9E ptrat".......................................................69
Figura 3.43"Deplasarea laterala la baza S+P+14E circular"..................................................70
Figura 3.44"Deplasarea laterala la baza S+P+14E dreptunghiular".......................................70
Figura 3.45"Deplasarea laterala la baza S+P+14E patrat".....................................................71
Figura 3.46 "Comparaie deplasri maxime admisibile n izolatori".......................................71
Figura 3.47 " Deplasri maxime admisibile functie de tipul izolatorului"...............................72
Figura 3.48 " Deplasri relative de nivel S+P+4E circular"...................................................72
Figura 3.49 " Deplasri relative de nivel S+P+4E dreptunghiular".......................................73Figura 3.50 " Deplasri relative de nivel S+P+4E ptrat"......................................................73
Figura 3.51 " Deplasri relative de nivel S+P+9E circular"..................................................74
Figura 3.52 " Deplasri relative de nivel S+P+9E dreptunghiular".......................................74
Figura 3.53 " Deplasri relative de nivel S+P+9E ptrat"......................................................75
Figura 3.54 " Deplasri relative de nivel S+P+14E circular".................................................75
Figura 3.55 " Deplasri relative de nivel S+P+14E dreptunghiular".....................................76
Figura 3.56 " Deplasri relative de nivel S+P+14E ptrat"....................................................76
Figura 3.57 " Raportul deplasrilor relative de nivel pentru cldirile S+P+4E"......................77
Figura 3.58 " Raportul deplasrilor relative de nivel pentru cldirile S+P+9E"......................77
Figura 3.59 " Raportul deplasrilor relative de nivel pentru cldirile S+P+14E"....................78
Figura 3.60 " Raportul momentelor maxime pentru cldirile S+P+4E"..................................79
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
6/105
6
Figura 3.62 " Raportul forelor tietoare maxime pentru cldirile S+P+4E"...........................79
Figura 3.63 " Raportul forelor axiale maxime pentru cldirile S+P+4E"...............................80
Figura 3.64 " Raportul momentelor maxime pentru cldirile S+P+9E"..................................81
Figura 3.65 " Raportul forelor tietoare maxime pentru cldirile S+P+9E"...........................82
Figura 3.66" Raportul forelor axiale maxime pentru cldirile S+P+9E"................................82
Figura 3.67" Raportul momentelor maxime pentru cldirile S+P+14E".................................84
Figura 3.68" Raportul forelor tietoare maxime pentru cldirile S+P+14E"..........................85
Figura 3.69" Raportul forelor axiale maxime n perei pentru cldirile S+P+14E"................86
Figura 3.70" Raportul momentelor maxime n stlpi pentru cldirile S+P+4E"......................87
Figura 3.71" Raportul forelor taietoare maxime n stlpi pentru cldirile S+P+4E"..............87
Figura 3.72" Raportul forelor axiale maxime n stlpi pentru cldirile S+P+4E".................88
Figura 3.73" Raportul momentelor maxime n stlpi pentru cldirile S+P+9E"......................89
Figura 3.74" Raportul forelor tietoare maxime n stlpi pentru cldirile S+P+9E"..............89
Figura 3.75" Raportul forelor axiale maxime n stlpi pentru cldirile S+P+9E"..................90
Figura 3.76" Raportul momentelor maxime n stlpi pentru cldirile S+P+14E"....................92
Figura 3.77" Raportul forelor tietoare maxime n stlpi pentru cldirile S+P+14E"............92
Figura 3.78" Raportul forelor axiale maxime n stlpi pentru cldirile S+P+14E"................93
Figura 3.79" Raportul momentelor pozitive maxime n grinzi pentru cldirile S+P+4E".......94Figura 3.80" Raportul momentelor negative maxime n grinzi pentru cldirile S+P+4E"......94
Figura 3.81" Raportul forelor tietoare maxime n grinzi pentru cldirile S+P+4E".............95
Figura 3.82" Raportul momentelor pozitive maxime n grinzi pentru cldirile S+P+9E".......96
Figura 3.83" Raportul momentelor negative maxime n grinzi pentru cldirile S+P+9E"......97
Figura 3.84" Raportul forelor tietore maxime n grinzi pentru cldirile S+P+9E"...............97
Figura 3.85" Raportul momentelor pozitive maxime n grinzi pentru cldirile S+P+14E".....99
Figura 3.86" Raportul momentelor negative maxime n grinzi pentru cldirile S+P+14E"..100
Figura 3.87" Raportul forelot tietoare maxime n grinzi pentru cldirile S+P+14E"..........100
Figura 3.88" Eforturile axiale n izolatori functie de forma i regimul de nlime al
cldirilor"...........................................................................................................101
Figura 3.88" Eforturile axiale n izolatori functie regimul de nlime al cldirilor".............101
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
7/105
7
Figura 3.89" Curba presiunilor capabile i efective ale izolatorilr HDRB"...........................102
Figura 3.90" Curba presiunilor capabile i efective ale izolatorilr LRB"..............................103
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
8/105
8
Lista tabelelor
Tabel 2.1 "Incarcari nivel curent"............................................................................................27
Tabel 2.2 "Incarcari nivel curent"............................................................................................27
Tabel 2.3 "Valorile factorului de comportare q pentru structuri regulate n elevaie".............28
Tabel 3.1 "Seciuni elemente"..................................................................................................44
Tabel 3.2 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+4E".......................................................53
Tabel 3.3 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+4E".......................................................53
Tabel 3.4 "Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+4E......................................................53
Tabel 3.5 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+9E".......................................................53
Tabel 3.6 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+9E".......................................................54
Tabel 3.7 "Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+9E".....................................................54Tabel 3.8 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+14E".....................................................54
Tabel 3.9 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+14E".....................................................55
Tabel 3.10 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+14E"...................................................55
Tabel 3.11 "Armarea elementelor"...........................................................................................56
Tabel 3.12 "Tipuri de izolatori HDRB"...................................................................................56
Tabel 3.13 "Tipuri de izolatori LRB".......................................................................................57
Tabel 3.14 "Tabel deplasri laterale la baz"...........................................................................67Tabel 3.15 " Momente maxime n pereii cldirilor S+P+4E".................................................78
Tabel 3.16 " Fore taietoare maxime n pereii cldirilor S+P+4E".........................................79
Tabel 3.17 " Fore axiale maxime n pereii cldirilor S+P+4E".............................................79
Tabel 3.18 " Momente maxime n pereii cldirilor S+P+9E".................................................80
Tabel 3.19 " Fore tietoare maxime n pereii cldirilor S+P+9E".........................................80
Tabel 3.20 " Fore axiale maxime n pereii cldirilor S+P+9E".............................................81
Tabel 3.21 " Momente maxime n pereii cldirilor S+P+14E"...............................................83
Tabel 3.22 "Fore tietoare maxime n pereii cldirilor S+P+14E"........................................83
Tabel 3.23 "Fore axiale maxime n pereii cldirilor S+P+14E"............................................84
Tabel 3.24 "Momente maxime n stlpii cldirilor S+P+4E"..................................................86
Tabel 3.25 "Fore tietoare maxime n stlpii cldirilor S+P+4E"...........................................85
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
9/105
9
Tabel 3.26 "Fore axiale maxime n stlpii cldirilor S+P+4E"...............................................87
Tabel 3.27 "Momente maxime n stlpii cldirilor S+P+9E"..................................................88
Tabel 3.28 "Fore tietoare maxime n stlpii cldirilor S+P+9E"...........................................88
Tabel 3.29 "Fore axiale maxime n stlpii cldirilor S+P+9E"...............................................89
Tabel 3.30 "Momente maxime n stlpii cldirilor S+P+14E"................................................90
Tabel 3.31 "Fore taietoare maxime n stlpii cldirilor S+P+14E".........................................91
Tabel 3.32 "Fore axiale maxime n stlpii cldirilor S+P+14E".............................................92
Tabel 3.33 "Momente pozitive maxime n grinzile cldirilor S+P+4E"..................................93
Tabel 3.34 "Momente negative maxime n grinzile cldirilor S+P+4E".................................93
Tabel 3.35 "Fore tietoare maxime n grinzile cldirilor S+P+4E"........................................94
Tabel 3.36 "Momente pozitive maxime n grinzile cldirilor S+P+9E"..................................95
Tabel 3.37 "Momente negative maxime n grinzile cldirilor S+P+9E".................................95
Tabel 3.38 "Fore tietoare maxime n grinzile cldirilor S+P+9E"........................................95
Tabel 3.39 "Momente pozitive maxime n grinzile cldirilor S+P+14E"................................98
Tabel 3.40 "Momente negative maxime n grinzile cldirilor S+P+14E"...............................98
Tabel 3.41 "Fore tietoare maxime n grinzile cldirilor S+P+14E".....................................99
Tabel 4.1 "Rapoarte eforturi maxime n perei".....................................................................105
Tabel 4.2 "Rapoarte eforturi maxime n stlpi".....................................................................105Tabel 4.3 "Rapoarte eforturi maxime n grinzi".....................................................................105
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
10/105
10
1. PREZENTAREA STUDIULUI ACTUAL AL PROBLEMEI ANALIZATE N ROMNIA IN LUME
De-a lungul timpului s-au nregistrat numeroase cutremure n toat lumea. Majoritateaproducnd pagube materiale mari i pierderi de viei omeneti. Cel mai puternic cutremur
nregistrat pna n prezent este cutremurul din Chile din data de 22.05.1960, care a avut ointensitate de 9.5 i n urma cruia s-au nregistrat 1655 de mori, 3000 de ranii i 2000000de locuitori au rmas fr adpost.
Figura 1.1 "Cutremur n Chile"
Romnia se afla pe lista rilor cu activitate seismic. Principala surs de activitateseismic din Romnia se afl n zona Vrancea. Cutremurul din 26 Octombrie 1802 esteconsiderat ca fiind cel cel mai puternic cutremur din sursa seismic subcrustal Vranceapetrecut pn n ziua de astzi, dar nu si cel mai devastator. Cutremurul cu cele mai maripagube i daune este considerat cel din 4 Martie 1977, iar cutremurul din Noiembrie 1940este cel mai mai mare cutremur din sursa seismic subcrustal Vrancea masurat pn nprezent.
n timp s-au ncercat diverse metode de proiectare i execuie a cldirilor amplasate nzone seismice. Toate metodele au ca principiu de dezvoltare respectarea ecua iei
CAPACITATE>CETIN i au ca scop: evitarea colapsului, evitarea pe ct posibil adegradarilor n elementele structurale i nu n ultimul rnd evitarea pierderilor de vieiomeneti.
Ecuaia CAPACITATEA>CERINA a condus la dou abordri diferite:1. Abordarea tradiional: pornind de la premiza c n privina cerinei nu sepoate interveni. Aceast abordare trateaz strict problema capacitii.2. Abordarea alternativ: se dorete o reducere a cerinei prin introducereaunor dispozitive mecanice:
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
11/105
11
-Izolarea seismic a bazei;- Introducerea unor dispozitive de disipare a energiei, cu scopul de a
reduce rspunsul seismic i prin urmare, atenuarea daunelor.
Figura 1.2 "Cutremut 7 Martie 1977"
1.1 Principii teoretice ale proiectarii tradiionale a cladirilor din beton armatProiectarea tradiional se bazeaz n principal pe creterea capacitii proporional cucerina i creterea ductilitii. Sructurile sunt proiectate dup principiul "Stlpi puternici
grinzi slabe" astfel nct s se dezvolte un mecanism optim de plastificare. Un nivelacceptabil de performana al cladirii, n timpul unei micri seismice, const n capacitateaintrinsec a structurii de rezisten de a absorbi i disipa energie ntr-o manier ct mai stabili pentru ct mai multe cicluri. Disiparea energiei are loc, de exemplu, n zonele specialrealizate ale grinzilor unde apar articulaii plastice i la bazele stlpilor, elemente cu un rolimportant, nsa, i n sistemul pentru preluarea ncarcarilor gravitationale. Articulaiileplastice reprezint zone de concentrare a degradrilor care de obicei nu mai pot fi reparate.Ca urmare a faptului c sigurana vieii este asigurat, colapsul structurii este mpiedicat i,nu n ultimul rnd, ca urmare a unor factori economici, orientarea actuala n proiectareaseismica raionala a structurilor nu poate fi nlaturat, ea utilizndu-se pe scara larga att laproiectarea structurilor noi, ct si la consolidarea celor existente.
n esen proiectarea antiseismic, clasic, a structurilor se bazeaz pe conceptul decretere a rigiditii si capacitii de rezisten a acesteia mpotriva cutremurelor prinutilizarea de: pereti structurali, contravntuiri, camauiri, aceste metode tradiionale duc nsla acceleraii i deplasri mari pe vertical ale cldirilor. Din aceast cauz componenteleadiacente structurii pot suferi pagube majore chiar dac aceasta n ansamblu nu este prea mult
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
12/105
12
afectat, acest lucru nu este admis n cazul n care componentele adiacente sunt mai scumpedect nsi structura. Construciile care adpostesc utilaje de mare precizie i finee, cum arfi spitalele, seciile de poliie i pompieri, centrele de comunicaii, centralele electrice (hidro,termo i nucleare) trebuie s rmn operaionale inclusiv dup un cutremur.
De asemenea proiectarea tradiionala a cladirilor se bazeaz pe implicarea
suprastructurii n preluarea total a forelor i deplasrilor seismice, n scopul evitrii apariieicolapsului local-partial i apoi a colapsului progresiv pana la colapsul general. Implic deobicei elemente structurale robuste care s ofere att rigiditate la deplasri orizontale ct icapaciti de rezisten prin intermediul crora eforturile cerin ale cutremurelor s poat sfie preluate. Aceast metod const n scderea perioadei fundamentale de vibraie.
Figura 1.3 "Metoda clasic de proiectare/consolidare"
Figura 1.4 "Metoda de proiectare/consolidare prin izolarea bazei"cresterea perioadei fundamentale de vibraie
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
13/105
13
1.2 Aspecte teoretice ale proiectrii cu ajutorul izolrii bazei1.2.1 Conceptul izolrii bazei
Principiul fundamental al izolrii bazei este acela de a modifica rspunsul cldiriiastfel nct terenul s se mite sub cldire fr a transmite micarea acesteia. Sistemul ideal arconsta ntr-o separaie total, dar, n realitate, este necesar s existe cteva zone de contact
ntre structuri teren.
Figura 1.6 "Sistemul real al izolarii bazei"
Figura 1.5 "Sistemul ideal al izolarii bazei"
Amplasarea izolatorilor seismici duce la o mrire a flexibiliti bazei n plan orizontal,n scopul creterii perioadei de vibratie, n aa fel nct acceleraia transmis structurii s fieconsiderabil redusa. Comparnd variaiile deplasrilor i ale forelor ce acioneaz asuprastructurii se constat c odat cu schimbarea perioadei de vibraie, la o crestere a deplasarilorla nivelul bazei corespunde o scadere a fortelor ce actioneaza asupra structurii.
Figura 1.7 "Principiul teoretic al izolrii bazei"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
14/105
14
Figura 1.8 "Cladire proiectata traditional" Figura 1.9 "Cladire izolat la baz"
Din figurile de mai sus se poate observa definirea conceptului de izolare a bazei i
implicit avantajul structurii izolate: deplasri relative de nivel mai mici, deformatii aproapeinexistente, elemente putin solicitate. Datorit rigiditii laterale sczute a stratului deizolare, structura are o perioad fundamental mult mai mare dect perioada fundamental aaceleiai structuri cu baza fix. Creterea perioadei fundamentale a structurii izolate conducela o reducere semnificativ a acceleraiilor impuse de seism structurii izolate (implicit aforelor). Acest fapt poate fi observat din spectrul elastic al acceleraiilor.
Figura 1.10 "Spectrul acceleraiilor"
Figura 1.11 "Spectrul deplasrilor"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
15/105
15
Analiznd spectrul de deplasri se poate observa c acest salt al perioadeifundamentale a structurii izolate conduce la o cerin de deplasare mult mai mare dect ncazul structurii cu baza fix.
Conceptul izolrii bazei nu este chiar nou, spturile arheologice recente indicnd caceast practic se folosea nca pe vremea vechiului imperiu Persan. Descoperirire fcute in
situl arheologic Pasargadae artnd c arhitecii din secolul 6 I.E.N. foloseau un sistem deizolare folosind dou pietre lefuite bine ca aparat de reazem (astfel ncat n timpul seismuluicasa "glisa" pe cele doua pietre, diminuandu-i fora seismic).
Figura 1.12 "Sistemul de izolare a bazei folosit in Pasargadae (Iran)"
Tot in vechiul imperiu Persan s-au mai gsit i vestigii ale unor cldiri a cror
fundaie se sprijinea pe un sistem format din 3 iruri de buteni, fiecare ir dispusperpendicular faa de cel adiacent. Astfel se obinea un sistem rudimentar i ieftin al uneiizolri la baz n cazul unor seisme.
1.2.2 Tipuri de izolatoriDispozitivele de izolare seismic sunt clasificate n dou mari categorii:
Izolatori (posed flexibilitate lateral pentru a realiza izolarea la micri laterale irigiditate mare pe direcie vertical pentru transferul ncrcrilor gravitaionale):
Izolatori din cauciuc natural (NRB) Izolatori din cauciuc natural cu miez de plumb (LRB) Izolatori cauciuc sintetic ce posed proprieti de amortizare (HDBR) Dispozitive ce permit alunecarea (SB)
Amortizori (disipatori de energie cu scopul de a reduce deplasarea relativ a stratuluide izolare i de a opri micarea)
Amortizori hidraulici amortizori vscoi Amortizori din plumb amortizori histeretici Amortizori din oel amortizori histeretici
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
16/105
16
A. NATURAL RUBBER BEARRING izolatori elastomerici din cauciuc natural
Figura 1.13 "Izolator din cauciuc natural"
Figura 1.14 "Izolator din cauciuc natural montat n sit"
Proprieti mecanice: Aceti izolatori sunt formai din mai multe straturi de cauciuc natural cu grosimi
cuprinse ntre 3 i 9 mm, intercalate cu plcute de oel cu grosimi ntre 2.5 i 4.5 mm. Diametrul unui izolator este ntre 500-1550 mm. Principalul parametru care controleaz rigiditatea vertical este coeficientul de form
S1= D/4tR, unde D este diametrul izolatorului i tr grosimea stratului de cauciuc;valorile uzuale ale lui S1 sunt cuprinse ntre 30 40. Raportul ntre diametrul unui izolator i numrul straturilor de izolare, representnd
coeficientul de formS2 = D/ntR este aproximativ egal cu 5. Modulul de elasticitate transversal poate fi ales ntre 0.4, 0.7 sau 1.1 N/mm. Efortul unitar de compresiune de lung durat variaz ntre 10 i 15 N/mm, iar cel de
scurt durat variaz ntre 20 i 30 N/mm.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
17/105
17
Deformaia de forfecare de proiectare este de aproximativ 250-300% (450 -550 mmpentru 800 mm diam.), iar deformaia de forfecare ultim, corespunztoare pierderiistabilitii generale, este n mod uzual egal cu 400% (550-800 mm).
Raportul rigiditilor verticale i laterale 2500-3000 Consolidarea rigiditii laterale dupa deformaii > 300% (6-8 ori)
Un dezavantaj al acestor tipuri de izolatori ar fi lipsa proprietilor de amortizare, iarn vederea obinerii unei amortizri suplimentare este necesar cuplarea lor cu alte dispozitivecu amortizare
B. HIGH DAMPING RUBBER BEARINGS - izolatori elastomerici din cauciucsintetic cu proprieti de amortizare ridicat
Figura 1.15 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu proprieti de amortizareridicat"
Proprieti mecanice: Acest tip de izolatori este similar din punct de vedere al alctuirii cu dispozitivele din
cauciuc natural. Diferena const n tipul de cauciuc utilizat care prezint proprietide amortizare superioare.
Proprieti de amortizare de pn la 20% din amortizarea critic.
Valorile coeficienilor de form S1= D/4tR sunt n general mai mici fa de NRB(cuprinse ntre 25 - 35) pentru a obine o proporie mai mare de cauciuc sintetic astfel
nct s se ating amortizarea necesar. coeficienii S2 = D/nt au valori cuprinse ntre 3 ~ 10. Efortul unitar unitar de compresiune maxim recomandat este de 10 N/mm pentru
ncrcri de lung durati cel pentru ncrcri de scurt durat variaz ntre 15 i 20N/mm, mai reduse n comparaie cu cele corespunztoare NRB.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
18/105
18
Rigiditatea lateral depinde n principal de deformaia transversal maxim, detemperaturi efortul de compresiune.
Amortizarea echivalent este n jur de 20% pentru valori ale deforma iei transversalede pn la 100%.Avantaje:
Eficiena ridicat n reducerea impulsului seismic i degradrilor. Capacitate de deformare lateral mare n condiiile unor ncrcri verticale ridicate. Amortizare vscoas ridicat. Capacitate de revenire la poziia iniial. Rigiditate lateral mic permind mrirea foarte mult a perioadei fundamentale.
Dezavantaje:
Probleme de stabilitate cnd deplasarea orizontal devine foarte mare. Probleme din cauza mbtrnirii materialului elastomer. Rigiditate lateral mic transpus n practic prin deplasri i pentru ncrcri mici.
C. LEAD RUBBER BEARINGS - dispozitive de izolare de cauciuc cu miez de plumb
Figura 1.16 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu miez de plumb"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
19/105
19
Figura 1.17 "Alctuirea unui izolator din cauciuc cu miez de plumb"
Proprieti mecanice:
Dispozitivul este un izolator din cauciuc de tip NRB n care este introdus un miez deplumb ce are rolul de a disipa histeretic energia indus.
LRB asigur flexibilitatea lateral (datorit proprietarilor elastice ale cauciucului)precum i amortizare histeretic (datorit deformaiilor plastice ale plumbului).
Limitele pentru efortul unitar de compresiune maxim precum i valorile rigiditiiverticale sunt similare cu cele corespunztoare NRB.
Modelul analitic de calcul folosit uzual este un model biliniar modificat cu coeficieniide dependen furnizai de productori n catalogul produselor.
Deformaiile maxime de proiectare i ultime sunt 400 500 mm i respectiv 600 700mm.
Fora lateral corespunztoare curgerii este de 100 KN (100 mm diametru miez deplumb)
Avantaje:
rigiditate lateral mare iniial (de 10 16 ori mai mare ca rigiditatea lateral post-curgere) asociat unor fore orizontale relativ sczute, produse n general de vnt.
comportament rigid-plastic al miezului de plumb la ncrcri mici comportament histeretic foarte stabil capacitate mare de amortizare ( = 30%)
plumbul are rezistena la oboseal ciclic ridicatDezavantaje:
probleme de stabilitate cnd deplasarea orizontal devine foarte mare probleme din cauza mbtrnirii materialului elastomer din cauza deformaiilor post elastice suferite de miezul de plumb cauciucul i
pierde capacitatea de revenire la poziia iniial
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
20/105
20
D. FRICTION PENDULUM BEARINGS izolatori cu frecare de tip pendul inversaiIzolatorii seismici cu frecare sunt probabil printre primele dispozitive propuse pentru
realizarea decuplrii suprastructurii de infrastructur. Sistemele FPB constau n blocuri dePTFE (politetrafluoretilen) ce alunec pe plci din oel inoxidabil. Principala caracteristic aFPB este rigiditatea lateral iniial mare, care scade semnificativ dup ce este iniiat
lunecarea.
Figura 1.18 "Izolatori cu frecare de tip pendul inversai"
1 - Placa superioar de ancoraj2 Suprafaa principal de frecare3 - Materialul de alunecare4 - Piesa mobil de articulaie5 Suprafaa de rotaie de alunecare6 - Placa inferioar de ancoraj
Proprietati mecanice: Rigiditate iniial foarte mare Rigiditate neglijabil dup iniierea micrii (folosite n conjuncie cu NRB, HDRB,
LRB) n principal adoptate pentru reducerea rigiditii la deplsari mari ale cladirilor
izolate. Coeficientul de frecare depinde n general de presiunea verticali de viteza micrii.
Avantaje:
curba histeretic stabil
capacitate ridicat de revenire la poziia initial rigiditate mare la ncrcri mici (vnt) reducerea deplasrilor n stadiul ultim datorit frecrii
Dezavantaje:
cost ridicat de producie probleme n definirea coeficientului de frecare datorit sensibilitii la coroziune sensibilitate ridicat la ncrcri verticale mari (suprafaa oval se poate deforma) degradarea suprafeelor de glisare dup cteva cicluri de ncrcare
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
21/105
21
2 PREZENTAREA METODOLOGIEI DE LUCRU2.1 Alegerea structurilor pentru analiz
Pentru prezentul studiu s-a dorit analizarea a 9 modele de structuri, diferena ntre elefiind forma i regimul de nalime. Modelarea structurilor s-a efectuat cu ajutorul programulETABSastfel:
S-au realizat 9 modele de analiz pentru suprastructuri cladire form ptrat (cu 3regimuri de nlime: S+P+4, S+P+9, S+P+14), cldire form dreptunghiular (cu 3regimuri de nlime: S+P+4, S+P+9, S+P+14), cldire form rotund (cu 3 regimuride nlime: S+P+4, S+P+9, S+P+14), ncastrarea suprastructurii considerndu-se lacota planeului peste subsolul 1.
S-au realizat 9 modele de analiz cu aceleai tipuri de cldiri, lund n consideraremodelarea interaciunii teren-structur.
S-au realizat 9 modele de analiz cu aceleai tipuri de cldiri, lund n considerareizolarea bazei.
Plan etaj curent cldire circular
Figura 2.1"Plan cladire circulara"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
22/105
22
Figura 2.2"Plan cladire dreptunghiular"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
23/105
23
Figura 2.3"Plan cladire dreptunghiular"
Memoriu Tehnic
Cldirile au funciunea de birouri i sunt amplasate n Bucureti. Sistemul structuraleste realizat din radier general, perei, stlpi i grinzi din beton armat, cu acoperi tip teras.Pereii exteriori i interiori sunt realizai din zidrie de BCA. Tmplria este realizat din
PVC cu geam termopan, pardoselile vor fi finisate cu gresie n spa iile umede i parchet iplci ceramice n rest. Circulaia pe vertical este asigurat de o scr n dou rampe i o unlift.
n conformitate cu normativul P100-1/2006, cldirea se ncadreaz n clasa deimportan III cu =1.
Din punct de vedere al aciunii seismice, conform Codului de proiectare seismic Partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri, perioada de col corespunztoare oraului
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
24/105
24
Bucureti este Tc=1,6 sec, iar valoarea acceleraiei terenului pentru proiectare ag, pentru uncutremur cu IMR de 100 de ani este ag=0.24g, acceleraia gravitaional g=9.81 m/sec
2;Conform codului de proiectare Evaluarea aciunii zpezii asupra construciilor,
indicativ CR1-1-3-2005, valoarea caracteristic a ncrcrilor din zpad la sol pentru
municipiul Bucureti, pentru un IMR de 50 de ani este s0,k =2,0 kN/m2;
Valoarea caracteristic a presiunii vntului pentru un IMR de 50 de ani este qref=0,5kN/m2, conform codului de proiectare Bazele proiectrii i aciunii asupra construciilor.
Structura de rezisten a cldirilor sunt de tip dual din beton armat turnat monolit,fundaie tip radier, ce reflect principiile de proiectare la aciuni gravitaionale i seismice,recunoscute n practica inginereasci precizate n prescripii.
Se utilizeaz beton de clasa C20/25 (Bc30) i oel PC52.Se urmrete ca prin forma planeului i prin plasarea adecvat a golurilor (pentru
scar i instalaii), s nu se slbeasc planeul dup anumite seciuni, evitnd apariia unorruperi n lungul acestora la aciunea unor cutremure de intensitate ridicat.
De asemenea, s-a urmrit asigurarea unei variaii continue a rigiditii de nivel de la
un nivel la altul. Pe ct a fost posibil au fost evitate schimbrile brute n capacitile derezisten ale elementelor structurale pe nlimea cldirii, n vederea obinerii uneicomportri favorabile n domeniul postelastic de deformare.
Eforturile unitare i deplasrile n elementele de construcie, att n grupareafundamental de ncrcri ct i n gruparea special ce conine aciunea seismic, se
ncadreaz n valori admisibile.Calculul structurii respect prevederile Legii nr. 10/1995 privind calitatea n
construcii, cu privire la realizarea i meninerea pe ntreaga durat de existen a construcieia cerinelor de rezisteni stabilitate.
S-a ales ca soluie de fundare radierul general pentru a evita riscul producerii de tasridifereniate semnificative.
Pe terenul de fundare s-a considerat o presiune convenional de calcul Pconv=450 KPapentru sarcini din gruparea fundamental de calcul.
n jurul construciei se vor prevedea trotuare i o sistematizare vertical care sndeprteze apele meteorice de construcie.
Adncimea de nghe n Bucureti este de 0.90 m, conform STAS 6054-77.Nivelul hidrostatic al apelor freatice se situeaz, conform studiului geotehnic, la
adncimea de 8.50m, putnd avea variaii de 1.50m.nainte de nceperea lucrrilor propriu-zise executantul se va asigura c nu exist pe
amplasament reele subterane care ar putea fi afectate prin lucrrile de terasamente ce se vorexecuta.
Prin soluia de execuie a noii construcii nu se va modifica gradul de asigurare laseism a construciilor nvecinate.
Spturile se vor executa n mediu uscat, iar eventualele cantiti de ap meteorice sevor nltura imediat prin pompare si evacuarea ei la canalizare.
Se va turna betonul n radier dup ce, n prealabil s-a revizuit trasarea.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
25/105
25
Dup realizarea fundaiilor se va ncepe executarea infrastructurii formate din pereiide beton armat, grinzi de beton armat i a suprastructurii cldirii formate din stlpi i grinzide beton armat.
Pentru lucrul la nivelul planeelor i grinzilor monolite se vor utiliza eafodaje delucru stabile i cu parapei de protecie solizi.
Valori de proiectare ale rezistenelor materialelorPentru beton C20/25 (conform STAS 10107/0-90 i NE 012/99)
fcd = Rc*= 13.33 N/mm
2.
fctd= Rt
*= 1.10 N/mm
2.
Pentru oeluri- PC52
fyd= Ra
= 300 N/mm
2.
2.2 Proiectarea tradiional a structurilor2.2.1 Evaluarea ncrcrilorncrcrile au fost date din tema de proiect, acestea sunt sistematizate n
urmatoarele tabele: Tabel 2.1, Tabel 2.2 .
IncarcareVal.
Carcat.niGF
Val.
Calcul
GF
niGS
Val.
Calcul
GS
PLACA
NIVELCURENT
Gr. Pr. Placa 3.25 1.35 4.39 1.00 3.25Pardoseala 1.50 1.35 2.03 1.00 1.50Pereti desp. 0.50 1.35 0.68 1.00 0.50
Instalatii 0.50 1.35 0.68 1.00 0.50Incarcare
utila 2.00 1.50 3.00 0.40 0.80
GRINZI
PeretiInchidere 10.63 1.35 14.34 1.00 10.63
Tabel 2.1 "Incarcari nivel curent"
IncarcareVal.
Carcat.niGF
Val.
Calcul
GF
niGS
Val.
Calcul
GS
GRINZI
PeretiInchidere 10.63 1.35 14.34 1.00 10.63
PLACA
ULTIMUL
NIVEL
Gr. Pr. Placa 3.75 1.35 5.06 1.00 3.75Termi-Hidro 3.00 1.35 4.05 1.00 3.00
Zapada 2.00 1.35 2.70 0.40 0.80Instalatii 0.50 1.35 0.68 1.00 0.50
GRINZI Atic 5.00 1.35 6.75 1.00 5.00Tabel 2.2 "Incarcari ultimul nivel"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
26/105
26
Evaluarea ncrcrilor s-a realizat conform CR0-2005.
2.2.2 Evaluarea forei tietoare de bazFora tietoare de baz corespunztoare modului propriu fundamental, pentru fiecare
direcie orizontal principal considerat n calculul cldirii, se determin dupa cum urmeaz:
Fb = 1Sd(T1)mUnde:Sd(T1) ordonata spectrului de rspuns de proiectare corespunztoare perioadefundamentale T1
0 < T < TB = 1 +
T > TB =
T1 perioada proprie fundamental de vibraie a cldirii n planul ce conine direciaorizontal consideratm masa total a cladirii calculat ca suma maselor de nivel mi1 factorul de importan-expunere al construciei factor de corecie care ine seama de contribuia modului propriu fundamental prinmasa modal efectiv asociat acestuia, ale crui valori sunt:
= 0.85 dacT1 < Tci cldirea are mai mult de 2 nivele i = 0.85 n celelalte situaii.
Evaluarea factorului de comportare pentru aciuni seismic orizontale q conform P100-2006
Tabel 2.3 "Valorile factorului de comportare q pentru structuri regulate n elevaie"
q =5 u/1Raportulu/1 reprezinta raportul ntre fora tietoare de baz obinut printr-un calcul staticneliniar i fora taietoare de baza corespunzatoare apariie primei articulaii plastice
u/1 = 1.15q = 4.6In studiul de faa modelarea aciunea seismic s-a evaluat pe baza spectrlor de rspuns
corespunztoare micrilor de translaie unidirecionale ale terenului descris prinaccelerograme.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
27/105
27
Figura 2.4 "Spectru de proiectare"
2.2.3 Predimensionarea elementelor structurale
Etapa de predimensionare a elementelor structurale are o importan deosebit, deoarecegreutatea lor reprezint o fraciune important din ncrcrile gravitaionale i din masacldirii. Pe de alt parte, predimensionarea permite stabilirea iniial a rigiditaii elementelornecesar n calculul structural.
Criteriile de predimensionare sunt condiii de rigiditate (sagei admisibile), de ductilitate,sau pot fi cerine arhitecturale sau tehnologice.Predimensionare plac
Predimensionarea s-a facut pe baza criteriilor de rigiditate i izolare fonica.Lmax = 5.00 m, tmax = 5.00 m
P = 2 (Lmax + tmax) = 20 m
= + 1 13 hsl =13 cmPredimensionare grinzi
n cazul grinzilor, dimensiunile acestora au fost stabilite preliminar considernd criterii derigiditate i arhitectur.
Se adopt o seciune constant pe lungimea construciei, pentru a evita variaiarigiditii i pentru uurina proceselor tehnologice de realizare a grinzilor.
= , = , = 0.5 hwl = 0.5 m
= bwl = 0.25 m
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 1 2 3 4
T (s)
Spectru de proiectare
(T)
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
28/105
28
Predimensionare stlpi
Se adopt o seciune constant a stlpilor pe nlimea construciei, pentru a evitavariaia (slbirea) accentuat a rigiditii i rezistenei etajelor.
Dimensiunile sectiunilor stalpilor se determina din conditia limitarii efortului axialnormalizat:
N/ x
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
29/105
29
avnd o probabilitate de apariie mai mare dect cel asociat starii limit ultime (perioadamedie de revenire 30 ani).
Verificarea la deplasare se face pe baza expresieidr
SLS= q dr< dra
SLS
dr- deplasarea relativ de nivel sub aciunea seismic asociata SLS
- factor de reducere care ine seama de perioada de revenire mai mic acutremuruluiValoarea factorului este: 0,4 pentru cladirile ncadrate n clasa III de
importan.q - factorul de comportare specific tipului de structurdr
- deplasarea relativ a aceluiai nivel, determinat prin calcul static elastic sub
ncrcri seismice de proiectaredra
SLS- valoarea admisibil a deplasrii relative de nivelValorile deplasrilor dr
se calculeaz folosind ipoteze de calcul a rigiditii
elementelor structurale conforme cu starea efectiv de fisurare a acestora, functie de gradulde interaciune ntre elementele structurale i cele nestructurale (compartimentri i
nchideri). La aciunea unui cutremur moderat ca intensitatea este de presupus ca legturilentre elementele de nchidere i compartimentare i stlpi i grinzi s nu fie compromise, iardegradrile elementelor nestructurale n discuie s fie nesemnificative ca urmare a condiiilorde limitare a deplasrilor laterale. n aceste condiii, este justificat considerarea aportuluielementelor nestructurale la rigiditatea global a structurii. ntruct nu se pot construi modeleriguroase dar suficient de simple ale conlucrrii structura elemente de compartimentarepentru practica proiectrii, se permite, n mod simplificat, evaluarea global a rigiditiistructurii prin considerarea proprietilor de deformaie a seciunilor nefisurate (stadiul I decomportare) a elementelor structurale i neglijarea n compensaie, a aportului elementelornestructurale. n cazul n care elementele nestructurale nu se deformeaz solidar cu structur,
rigiditatea structurii se evalueaz considernd proprietile de deformaie a elementelorstructurale n stadiul fisurat.
Aadar, n cazul de fa valorile drse estimeaz n ipoteza rigiditii secionale a
elementelor structurale n stadiul nefisurat:(EI)conv
= Ec
Ic
unde:Ec - Modulul de elasticitate al betonului
Ic
- Momentul de inerie al seciunii brute de beton
Perioada corespunztoare modului propriu de vibraie este T = 0.998 sec.Valorile admisibile ale deplasrii relative de nivel pentru cazul n care sunt
ataate elemente nestructurale cu cedare fragil: 0.005 h (h nlimea etajului).
Verificarea la starea limit ultim (ULS)
Verificarea de deplasare la starea limit ultim are drept scop principal prevenireaprabuirii nchiderilor i compartimentrilor, limitarea degradrilor structurale i a efectelorde ordinul III.
Cutremurul asociat acestei stri limit este cutremurul considerat pentru calcululrezistenei la fore laterale a structurii cutremurul de cod.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
30/105
30
Verificarea la deplasare se face pe baza expresiei E.2, Anexa E, Cod P100-1/2006:
drULS
= c q dr < dra
ULS
drULS
- deplasarea relativ de nivel sub aciunea seismic asociat ULS
q - factorul de comportare specific tipului de structur
dr- deplasarea relativ a aceluiai nivel, determinat prin calcul static elastic subncrcrile seismice de proiectarec - coeficient de amplificare al deplasrilor, care ine seama c pentru T < Tc
deplasrile seismice calculate n domeniul inelastic sunt mai mari dect celecorespunztoare rspunsului seismic elastic.dra
ULS valoarea admisibil a deplasrii relative de nivel, egal cu 2.5%He.
n cazul aciunii unui cutremur puternic, rar, ce va produce degradri semnificative aleelementelor de compartimentare si nchidere este de presupus c legturile dintre acestea ielementele structurale vor fi puternic afectate. Prin urmare, aportul elementelor nestructuralela rigiditatea globala a structurii, poate fi neglijat, iar valorile dr
vor trebui calculate n
ipotez rigiditii corespunztoare stadiului fisurat a elementelor structurale. Se admite a seevalua rigiditatea structurii considernd jumtate din valorile modulelor de deformaie aelementelor structurale n stadiul nefisurat.
2.2.5 Calculul elementelor structuraleCalculul elementelor structurale s-a realizat conform principiului grizi slabe i stlpi
puternici, iar placa este considerata diafragm rigid. Eforturile secionale ale elementelorau fost determinate cu ajutorul programului de calcul ETABS.
Dimensionarea grinzilorArmare longitudinal
Momentele ncovoietoare de proiectare pentru grinzi se obin direct din nfurtoareacombinaiilor de ncrcri.
Algoritm de calcul
Notaii:M
ed= momentul de proiectare din diagramele infurtoare;
hw = 0.60 m = nlimea grinzii;bw
= 0.30 m = limea grinzii;
bc= limea stlpului;
hsl= grosimea plcii;
As2
= armtura de la partea superioar, ntins de momentele negative;
As1= armtura de la partea inferioar, ntins de momentele pozitive;
a2= acoperirea cu beton a armturilor longitudinale la partea superioar;
a1= acoperirea cu beton a armturilor longitudinale la partea inferioar;
ds= distana ntre axele armturilor As1
i As2;
fcd= 13.33 N/mm2
valoarea de proiectare a rezistenei la compresiune abetonului;
fyd= 300 N/mm
2 valoarea de proiectare a rezistenei de curgere a oelului;
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
31/105
31
A.1. Armare la moment pozitiv: seciune T dublu armat
Deoarece|MEd
(-)| > |MEd(+)|, rezult AS2 > AS1
i
x < 2a2 iar
=
Se alege armtura efectiv AS1AS1nec
Momentul capabil pentru momente pozitive este obinut cu relaia:MRb
= AS1
fyd
ds
A.2. Armare la moment negativ: seciune dreptunghiular dublu armat de
dimensiuni bwhw
Se presupunexu = 2a1
Se calculeaz:
= +
> < 2 iar = Se alege armtura efectiv AS2AS2
nec
Momentul capabil pentru momente negative este obinut cu relaia:MRb
= AS2
fyd
ds
< > 2 iar = 1 1
=
Se alege armtura efectiv AS2AS2nec
Momentul capabil pentru momente negative este obinut cu relaia:
= + Armare transversal
Ruperea din for tietoare este o rupere de tip fragil cu caracter neductil, care poatempiedica mobilizarea mecanismului de plastificare dorit, astfel dimensionarea la foratietoare se face superior celei de moment incovoietor cu sau fr for axial. n calcule se
va ine cont de forele tietoare asociate mecanismului de plastificare, nu cele rezultate dincalculul structural determinate cu ajutorul programului ETABS.
Algoritm de calcul
a. Determinarea forei tietoare de calcul = +
Unde: - se ia din ETABS din combinaia de incrcare de lung durat (VLD)
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
32/105
32
= Unde: - factor de suprarezisten datorat efectului de consolidare a otelului
= 1.2 = 1, = = 1, =
Unde: - suma momentelor capabile la nivelul nodului n stalp - suma momentelor capabile la nivelul nodului n grinzi
Concluzia este valabil deoarece n concepia noastr de proiectare grinzile sunt maislabe dect stlpii in vederea obinerii mecanismului de plastificare pe structur.
b. Calculul efectiv la for tietoare , =
Dac , 1 folosim mai departe , = = ,
Dac , 1 etrierii se dispun constructiv
, 2 n zonele critice, se mrete seciunea de beton astfel nct , < 2, 4 n zonele curente, se mrete seciunea de beton astfel nct , < 4
= 100 [%] = ,. 100 [%] Verificare:
= . 2.5
Dac: 2.5
este calculat corect
Dac: > 2.5 se considersi = 2.5di se determinpe
Unde: s pasul etrierilor
ne numrul de brae intersectate de fisur
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
33/105
33
Ast aria seciunii unui etrier
c. Condiii constructive etr arm. long
Pentru bw < 400 mm, ne = 2
Zona critic
Pe 0.2 %
s min(hw/4, 150 mm, 7dbl)
dbl diametrul armturii longitudinale comprimate
etr 6 mm
Lcr = 1.5h
Zona curent
Pe 0.1 %
s min(3/4hw, 300 mm, 15dbl)
dbl diametrul armturii longitudinale comprimate
etr 6 mm
Dimensionarea stlpilor
Armare longitudinal
Calculul stlpului se face la ncovoiere cu for axial.
Algoritm de calcul
= Unde: - coeficient de suprarezisten, surprinde efectul consolidrii armturii
- structur n clasa de ductilitate H = 1.3 - moment ncovoietor efectiv rezultat din calculul structural
- suma momentelor capabile n grinzi pe un nivel pentru sensulconsiderat al seismului
- suma momentelor efective n grinzi rezultate n calculul structural peun nivel al pentru sensul seismului considerat.Notm:
=
= +
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
34/105
34
Unde : = - efectul axial indirectVerificare: = 0.4Reguli constructive de armare
Procentul minim i maxim de armare coeficient de armare total = [0.01, 0.04]
Minim 3 bare pe latura stalpuluiCalculul efectiv al armturii longitudinale
Presupunem: xmin = 2a2
Calculm: As1 = As2 =
Dac: < atunci =
> atunci =
Calculul efectiv al armturii longitudinale
Pentru ariile de armtura necesare negative se dispune armtur din procentul minimde armare min = 0.01.
Propun o armruta de 1625 cu o arie de 7854 mm2
, arie care satisface si condiia depricent minim, Amin = 6400 mm
2i necesarul de armatur din tabel, Amax.nec = 1456 mm2.
Armare transversal
Valorile de proiectare ale forelor tietoare se determin din echilibrul stlpului lafiecare nivel, sub momentele de la extremiti, corespunznd, pentru fiecare sens al aciuniiseismice, formrii articulaiei plastice care apare n grinzile sau n stlpii conectai n nod.
Algoritm de calcul
= ,, Unde: Mdc,jos i Mdc,sus reprezint momentele capabile ale stlpului pentru calculul
forei tietoare.
,, = ,, 1, Unde: - coeficient ce ine seama de efectul de consolidare al oelului i de fretarea
betonului n zona comprimat.
= 1.3 - pentru baza primului nivel = 1.2 - pentru restul nivelelor
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
35/105
35
- suma momentelor capabile ale grinzilor care intr n nod - suma momentelor capabile ale stlpilor ce intr n nod.Notm:
=- acest coeficient se aplic deoarece n momentul formrii
articulaiei plastice n grind, aceasta nu mai poate prelua un efort mai mare,iar momentul trece la stlp.
1 . 5 ; Unde: q factor de amplificare seismic
q = 6.75
- fora tietoare rezultat din calculul structural sub ncrcrile seismice deproiectare.
Verificare: 2Condiii constructive
Lcr= max(1.5hc, l0/6, 600 mm)
Zona critico e 0.005 pentru baza primului nivelo e 0.0035 pentru restul niveleloro min(bc/3, 125 mm, 6dbl) distana ntre etrieri pentru baza primului
nivelo
min(bc/3, 125 mm, 7dbl) distana ntre etrieri pentru restul nivelelor Zona curent
o e 0.0015o min(100 mm, 15dbl)
Distana maxim aflat ntre dou bare aflate n col de etrier sau legate cuagraf este de 200 mm.
Dimensionare perei
La proiectarea constructiilor cu pereti structurali se va avea n vedere satisfacereaunor conditii care s confere acestor elemente o ductilitate suficient, iar pentru structura n
ansamblu s permit dezvoltarea unui mecanism structural de disipare a energiei favorabil.Principalele masuri legate de dimensionarea i armarea peretilor structurali prin care seurmarete realizarea acestei cerine sunt urmatoarele:
adoptarea unor valori ale eforturilor de dimensionare care sa asigure, cu un grad marede credibilitate, formarea unui mecanism structural de plastificare ct mai favorabil;
moderarea eforturilor axiale de compresiune n elementele vertical i, mai general,limitarea dezvoltrii zonelor comprimate ale sectiunilor;
eliminarea fenomenelor de instabilitate;
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
36/105
36
moderarea eforturilor tangentiale medii n beton n vederea eliminarii riscului ruperiibetonului la eforturi unitare principale de compresiune;
asigurarea lungimii de ancorare si a lungimii de suprapunere, la nnadire suficientepentru armaturile longitudinale si cele transversale ale elementelor structural;
folosirea unor oteluri cu suficienta capacitate de deformare plastica (OB 37,PC 52, PC
60) la armarea elementelor n zonele cu solicitari importante la actiuni seismice (nzonele plastice potentiale);
prevederea unor procente de armare suficiente n zonele ntinse pentru asigurarea uneicomportari specifice elementelor de beton armat.Condiiile de dimensionare i cele de alctuire constructiv se difereniaz, n
conformitate cu prevederile P100/1992, n funcie de zona seismic de calcul, precum ifuncie de categorie (participante sau neparticipante la actiuni seismice) si de clasa (a, b sauc) din care face parte elementul, conform STAS 10107/0-90.
De asemenea, condiiile mentionate se diferentiaza ntre zonele n care se ateapt sse produc deformaiile plastice ("zonele plastice potentiale") si restul zonelor apartinnd
unui anumit element structural.Zonele plastice, n cazul peretilor structurali, sunt considerate urmatoarele:
la grinzile de cuplare, ntreaga deschidere libera (lumina), daca lo 3hg;
la peretii structurali, izolati sau cuplati, zona de la baza acestora (situata deasupranivelului superior al infrastructurii), avnd lungimea:
lp = 0.4h + 0.05Hn cazul cladirilor etajate, aceast dimensiune se rotunjeste n plus la un numar ntreg
de niveluri, daca limita zonei plastice astfel calculate depaseste naltimea unui nivel cu maimult de 0,2Hnivel i n minus, n cazul contrar. Zona de la baza peretelui structural delimitata
n acest fel, avnd cerinte de alcatuire specifice, este denumite n prezentul Ghid deproiectare, zona A; restul peretelui cu solicitari mai mici si cerinte de alcatuire mai redusefata de cele ale zonei A este denumita zona B. [CR2-1-1.1]
Figura 2.5 "Zonele potenialplastice din perete"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
37/105
37
Determinarea valorilor eforturilor sectionale de dimensionare
a) Determinarea valorilor momentelor incovoietoare in sectiunile orizontale ale peretilorstructurali se determina astfel:
- in suprastructura pentru zona A:
M=MS0
-in suprastructura pentru zona B:
M=kM x x MS MS0 x
MS- momentul incovoietor din incarcarile seismice de calcul (la baza peretelui acestaare valoarea MS0)
- raportul dintre valoarea momentului capabil de rasturnare, Mo,cap , calculat labaza suprastructurii (la baza zonei A), asociat mecanismului de plastificare a pereteluistructural, individual sau cuplat, ai valoarea momentului de rasturnare, Mo , corespunzator
ncarcarilor seismice de calcu;
=, =, 4
Mi,cap- momentul capabil la baza montantului i;Ni - efortul axial din montantul i, produs de fortele orizontale corespunzatoare
formarii mecanismului de plastificare al peretelui;Li = distantele de la axa montantului i pana la un punct, convenabil ales, n raport cu
care se calculeaza momentele fortelor axiale Ni;kM = coeficient de corectie a eforturilor de ncovoiere din pereti (fig. 6.3.d).
kM = 1,30 pe naltimea zonei B;kM = 1,00 pe naltimea zonei A;
kM = 1,10 n elementele infrastructurii.Momentul de rasturnare Mo este definit aici ca momentul fortelor orizontale seismice
de calcul aplicate peretelui considerat (sau, dupa caz, structurii n ansamblu) n raport cusectiunea de la baza. Aceasta se poate calcula indirect prin momentul reactiunilor (momente
ncovoietoare si forte axiale) n aceeasi sectiune, care echilibreaza momentul fortelororizontale.
Figura 2.6 "Diagramele de moment si for tietoare"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
38/105
38
Diagramele de moment si forta taietoare sub cota teoretica de ncastrare a pereteluisunt desenate principial pentru cazul unei infrastructuri rigide cu 2 niveluri, considernd ungrad oarecare de deformabilitate a terenului.
b) Determinarea valorilor fortelor taietoare in sectiunile orizontale ale peretilor structurali (incazul in care acestia preiau practice in totalitate fortele taietoare) se determina astfel:
1.5xQsQ=kQxxQs4QsQs-forta taietoare din incarcarile seismice de calcul;kQ-coeficient de corectie a fortelor taietoare
kQ=1.2;
c) Determinarea valorilor fortelor taietoare de calcul pentru grinzile de cuplare se determinaastfel:
Q=1.25x||| |
M;|M |-Valorile absolute ale momentelor capabile in sectiunile de laextremitatile grinzii de cuplare;l- deschiderea grinzii de cuplare;
Calculul armaturilor longitudinale si transversale din peretii structurali
a) Calculul armaturilor longitudinaleCalculul la compresiune (ntindere) excentrica al peretilor structurali se face n
conformitate cu ipotezele si metodele prescrise n STAS 10107/0-90. n calcul se va lua nconsiderare aportul talpilor intermediare si al armaturilor verticale dispuse n inima pereteluisi n intersectiile intermediare cu peretii perpendiculari pe peretele structural care se
dimensioneaza.Se recomanda aplicarea metodei generale de calcul prin utilizarea unui program de
calcul automat adecvat (Xtract). [CR2-1-1.1].
b) Calculul peretilor structurali la for tietoareCalculul la for taietoare se face n seciuni nclinate i n seciunile orizontale de la
nivelul rosturilor de turnare.n cazul peretilor structurali cu raportul ntre naltimea n elevatie a peretelui si
naltimea sectiunii H / h >= 1, dimensionarea armaturii orizontale Aao la forta taietoare nsectiunile nclinate se face pe baza relatiei:
Q = + 0,8 , unde: - suma sectiunilor armaturilor orizontale intersectate de o fisura nclinata la 45, incluzndarmaturile din centuri si armatura continue din zona aferenta de placa (nglobnd douagrosimi de placa de fiecare parte a peretelui) a planseului, daca fisura traverseaza planseul;
- forta taietoare preluata de beton, care se ia cu valorile: = 0.3 b h 0 0 n zona
B;0 - efortul unitar mediu n sectiune;
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
39/105
39
Fractiunea din o corespunzatoare ncarcarilor verticale se obtine prin raportareantregii ncarcari verticale la nivelul considerat la aria totala a sectiunilor orizontale efectiveale tuturor peretilor verticali.
Calculul la forta taietoare
n cazul structurilor la care fortele seismice sunt preluate practic n totalitate de peretiistructurali, valorile de dimensionare Q ale fortelor taietoare n peretii verticalise determina cu relatia:
1.5 x
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
40/105
40
dispunerea izolatorilor n structur s se fac n aa fel nct s se pstreze centrulmaselor = cu centrul rigiditailor, fiind evitat torsiunea
suprastructura sa rmn n domeniul elastic (q=1.5)
n studiul de fa s-au folosit izolatori de tip HDRB i LRB de la productorulALGASim. Aceste tipuri de izolatori pot fi tot timpul modelai liniar. Pentru a efectua
calculul liniar echivalent cu metoda spectrului de rspuns trebuie s urmrim paii urmtori:
determinai spectrul de rspuns pentru amplasamentul cldirii, n cazul nostruacesta este Bucureti;
alegei o valoare de referin pentru perioada proprie de vibraie, perioad lacare se dorete s se ajung dup izolare, n cazul nostru am ales T=3s pentrutoate cldirile analizate;
determinai masa total a cldirii, mas corespunztoare gruprilor seismice dencrcri;
determinai centrul masei al cladirii;
avnd perioada de vibraie a cladirii i masa putem determina rigiditatea totalde care avem nevoie cu ajutorul ecuaiei
= alegei tipul de izolator, innd cont ca suma tuturor izolatorilor sa fie in jurul
valori rigiditii toatele, determinat cu formula de mai sus, de asemeneatrebuie avut n vedere respectarea eforturilor axiale capabile ale izolatorului ideplasarea maxim.
dispunei izolatorii n structur astfel ncat centrul maselor sa fie pe cat posibilde aproape de centrul de rigiditate. n acest fel n timpul cutrmurului o sa fieactivate doar modurile de translaie n timp ce modurile de torsiune se vor
neglija. Modurile de translaie au avantajul de a solicita toi izolatorii nacelai fel;
o data ce izolatorii au fost alei trebuie s modificai spectrul de raspuns prininserarea amortizrii efective a izolatorilor, folosind urmatorul factor:
55.0)5(10 += eff
Fora tietoare de baz se evalueaz cu urmtoarea formul:
MaFeffTgIb=
Izolatorii alei n acest studiu au amortizri de 16% ce HDRB i 28% cei LRB.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
41/105
41
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 1 2 3 4
(T)
T (s)
Comparatie spectre
Sd HDRB (16%)
Spectru proiectare
Sd LRB (28%)
Figur 2.4 "Coparaie spectre"
2.3.2 Modelarea izolatorilorPentru modelarea sistemului de izolare a bazei, n ambele variante, s-a considerat
structura asezata pe un radier din beton arma. Sistemul de izolare este realizat dintr-un numrde izolatori sabilit pentru fiecare cldire in parte. S-au folosit dou tipuri de izolatori,anumeizolatori cu amortizare ridicata (HDRB - High Damping Rubber Bearing) i LRB (LeadRubber Bearings) nlocuiti pentru modelare cu elemente de tip link, pentru calculconsiderndu-se un coeficient de amortizare = 16% respectiv = 28% din amortizarea
critica.
3 PREZENTAREA CONINUTULUI ANALIZELOR EFECTUATE N LUCRAREIREZULTATELE OBINUTE
3.1 Rezultate obinute la cldirile neizolaten urma predimensionrii s-au obinut urmtoarele rezultate:
- grosimea plcii este de Hpl=13cm pentru toate cldirile analizate
- seciunea grinzilor este de 25x50 cm pentru toate cldirile dreptunghiulare iptrate
- la cldirile circulare s-au ales 3 seciuni: 25x65cm, 25x50cm i 25x30cm
- seciunile stlpilor i pereilor sunt prezentate n urmtorul tabel
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
42/105
42
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001
E4
E3
E2
E1
P
Cladirea S+P+4E circulara
Drift directia X
Drift x
SLS
SLU
Sectiuni S+P+4E S+P+9E S+P+14E S+P+4E S+P+9E S+P+14E S+P+4E S+P+9E S+P+14E
Pereti 15cm 25cm 30cm 15cm 25cm 30cm 15cm 25cm 30cm
Stalpi 35x35cm 50x50cm 60x60cm 35x35cm 50x50cm 60x60cm 35x35cm 50x50cm 60x60cm
Circulara Dreptunghiulara Patrata
Tabel 3.1 "Seciuni elemente"
Verificarea deplasrilor laterale s-a facut conform capitolului 2.2.4. n continuare suntprezentate rezultatele acestor verificri.
Figura 3.1 "Drift direcia X cladire S+P+4E circular"
Figura 3.2 "Drift direcia Y cladire S+P+4E circular"
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008
E4
E3
E2
E1
P
Cladirea S+P+4E circulara
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
43/105
43
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008
E4
E3
E2
E1
P
Cladirea S+P+4E dreptunghiulara
Drift directia X
Drift x
SLS
SLU
Figura 3.3 "Drift direcia X cladire S+P+4E dreptunghiular"
Figura 3.4 "Drift direcia Y cladire S+P+4E dreptunghiular"
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008
E4
E3
E2
E1
P
Cladirea S+P+4E dreptunghiulara
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
44/105
44
Figura 3.5 "Drift direcia X cladire S+P+4E ptrat"
Figura 3.6 "Drift direcia Y cladire S+P+4E ptrat"
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+4E patrata
Drift directia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+4E patrata
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
45/105
45
Figura 3.7 "Drift direcia X cladire S+P+9E circular"
Figura 3.8 "Drift direcia Y cladire S+P+9E circular"
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+9E circulara
Drift directia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+9E circulara
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
46/105
46
Figura 3.9 "Drift direcia X cladire S+P+9E dreptunghiular"
Figura 3.10 "Drift direcia Y cladire S+P+9E dreptunghiular"
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1P
Cladire S+P+9E dreptunghiulara
Drift derectia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+9E dreptunghiulara
Drift derectia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
47/105
47
Figura 3.11 "Drift direcia X cladire S+P+9E ptrat"
Figura 3.12 "Drift direcia Y cladire S+P+9E ptrat"
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+9E patrat
Drift directia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025
E9E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+9E patrat
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
48/105
48
Figura 3.13 "Drift direcia X cladire S+P+14E circular"
Figura 3.14 "Drift direcia Y cladire S+P+14E circular"
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004
E14
E13
E12
E11
E10
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1P
Cladire S+P+14E circulara
Drift directia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004
E14E13
E12
E11
E10
E9
E8
E7
E6
E5
E4
E3
E2
E1
P
Cladire S+P+14E circulara
Drift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
49/105
49
Figura 3.15 "Drift direcia X cladire S+P+14E dreptunghiular"
Figura 3.16 "Drift direcia Y cladire S+P+14E dreptunghiular"
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004
E14E13E12E11E10E9E8E7E6E5E4E3E2E1
P
Cladire S+P+14E dreptunghiulara
Drift directia X
Drift X
SLS
SLU
0 0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025 0.003 0.0035 0.004
E14
E13E12E11E10E9E8E7E6E5E4E3E2E1
P
Cladire S+P+14E dreptunghiularaDrift directia Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
50/105
50
Figura 3.17 "Drift direcia X cladire S+P+14E dreptunghiular"
Figura 3.18 "Drift direcia Y cladire S+P+14E dreptunghiular"
0.0000 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040
E14E13
E12E11
E10E9E8
E7E6E5E4E3
E2E1
P
Cladire S+P+14E patrata
Drift directie X
Drift X
SLS
SLU
0.0000 0.0010 0.0020 0.0030 0.0040
E14
E13E12E11E10
E9E8E7E6E5E4E3E2E1
P
Cladire S+P+14E patrata
Drift directie Y
Drift Y
SLS
SLU
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
51/105
51
Cldirile au fost modelate cu ajutorul unui program cu elemente finite, ETABS. Aurezultat urmatoarele eforturi maxime n elemente, sintetizate n tabelele urmtoare.
Eforturi maxime n perei cldirilor S+P+4E
M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E4 1281.713 471.81 -427.49 642.895 261.92 -536.65 608.648 162.75 -284.32E3 3438.277 796.63 -838.64 1669.5 439 -1027.69 1720.798 347.55 -558.64
E2 6188.765 1019.21 -1243.76 2962.693 551.5 -1511.25 3209.613 488.9 -829.36
E1 9364.081 1173.9 -1644.08 4573.064 662.46 -1986.01 5032.192 609.51 -1097.67
P 12765.28 1229.37 -2036.53 6518.477 748.63 -2447.85 7105.622 682.43 -1362.52
Circulara P5 Dreptunghiulara P10 Patrata P8
Tabel 3.2 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+4E"
Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+4E
M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E4 36.563 26.34 -191.1 37.309 28.59 -139.58 34.229 25.92 -137.86
E3 33.074 21.76 -411.68 31.196 20.26 -294.54 29.15 19.01 -287.55
E2 33.056 21.95 -631.78 30.618 20.35 -449.57 28.828 19.09 -438.79
E1 33.639 21.79 -851.35 29.533 18.94 -606.36 28.255 18.03 -592.93
P 14.812 12.36 -1067.84 15.339 11.43 -765.24 15.094 11.05 -751.94
Circulara C4 Dreptunghiulara C40 Patrata C9
Tabel 3.3 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+4E"
Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+4E
M+ [kNm - [kNm] V [kN] + [kNm - [kNm] V [kN] + [kNm - [kNm] V [kN]
E4 101.545 -108.716 104.7 49.939 -101.866 96.95 46.655 -111.236 99.57
E3 101.518 -147.199 126.54 46.835 -98.077 91 44.334 -101.312 91.32
E2 102.553 -140.571 124.86 46.14 -92.599 88.35 44.045 -97.049 89.36
E1 102.467 -132.394 122.38 46.097 -85.795 85.4 44.601 -89.393 86.31P 104.313 -119.315 119.02 45.489 -76.223 81.03 44.832 -80.438 82.56
Circulara B13 Dreptunghiulara B71 Patrata C10
Tabel 3.4 "Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+4E
Eforturi maxime n perei cldirilor S+P+9E
M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E9 983.244 290.27 -501.03 910.957 194.77 -621.83 987.515 197.57 -633.92
E8 2030.905 653.72 -969.91 1247.835 464.25 -1196.42 1283.737 472.6 -1220.57
E7 3911.67 1002.46 -1432.94 1991.456 634.46 -1767.67 1987.953 666.81 -1804.27
E6 6773.159 1337.22 -1892.51 3227.297 774.51 -2335.37 3302.395 817.3 -2383.85
E5 10583.13 1648.83 -2348.95 4900.981 895.34 -2898.06 5096.286 948.4 -2957.81E4 15285.84 1933.29 -2803.74 6976.785 1007.8 -3454.58 7331.978 1076.72 -3524.71
E3 20804.09 2179.9 -3258.66 9460.469 1116.64 -4003.63 10028.56 1203.46 -4083.02
E2 27006.91 2367.71 -3715.89 12372.76 1222.52 -4543.88 13215.88 1324.8 -4631.16
E1 33711.18 2477.57 -4178.08 15799.13 1347.71 -5074.03 16977.84 1460.42 -5167.33
P 40567.08 2449.58 -4646.28 19585.9 1396.62 -5592.24 21178.25 1532.27 -5690.25
Circulara P6 Dreptunghiulara P10 Patrata P2
Tabel 3.5 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+9E"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
52/105
52
Eforturi maxime n stlpii cladirilor S+P+9E
Etaj M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E9 147.529 113.73 -167.77 115.782 90.72 -134.18 117.353 92.51 -193.18
E8 136.951 90.63 -358.97 103.181 67.73 -289.5 104.541 68.4 -355.05
E7 139.593 93.63 -550.63 106.245 71.44 -443.2 109.426 73.58 -519.6
E6 138.867 92.46 -743.68 105.57 70.26 -596.99 109.441 72.61 -686.77
E5 135.05 89.19 -938.98 102.824 67.81 -751.18 107.523 70.63 -857.81
E4 127.187 83.04 -1137.51 97.012 63.12 -906.46 102.29 66.2 -1033.71
E3 114.58 73.57 -1340.34 87.598 55.88 -1063.66 93.312 59.1 -1215.57
E2 96.543 60.29 -1548.68 74.127 45.73 -1223.76 79.661 48.75 -1404.55
E1 70.441 42.07 -1763.96 54.177 31.59 -1387.94 60.153 34.59 -1601.73
P 57.101 27.33 -1987.37 42.708 19.56 -1557.47 47.237 21.45 -1809.44
Circulara C9 Dreptunghiulara C18 Patrata C16
Tabel 3.6 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+9E"
Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+9E
Etaj + [kNmM- [kNm V [kN] + [kNmM- [kNm] V [kN] + [kNmM- [kNm V [kN]E9 87.129 -221.367 92.06 73.675 -168.171 77.51 74.608 -170.852 108.29
E8 113.942 -270.858 111.27 95.356 -181.855 78.41 107.197 -185.964 112.71
E7 112.327 -268.976 112.15 93.807 -181.917 79.48 105.366 -186.233 112.36
E6 111.577 -267.813 113.21 93.087 -180.796 80.81 105.012 -185.615 112.14
E5 107.963 -262.223 113.55 89.552 -176.231 81.25 100.928 -181.431 110.31
E4 100.996 -251.518 112.86 83.191 -167.743 80.6 93.053 -173.159 106.72
E3 89.976 -234.567 110.83 73.383 -154.568 78.55 80.489 -159.935 100.99
E2 74.278 -210.37 107.16 59.606 -135.992 74.83 62.47 -140.946 92.76
E1 53.157 -178.022 101.58 41.407 -111.325 69.13 38.249 -115.376 81.7
P 27.395 -136.689 94.23 18.334 -79.633 61.47 7.284 -82.28 67.46
Circulara B19 Dreptunghiulara B36 Patrata B7
Tabel 3.7 "Eforturi maxime n grinzile cldirilor S+P+9E"
Eforturi maxime n perei cldirilor S+P+14E
Etaj M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E14 2852.705 646.75 -767.86 2415.263 469.67 -675.86 2534.532 498.19 -684.14
E13 4668.414 472.51 -1574.26 2996.79 395.01 -1303.57 3276.733 339.93 -1321.86
E12 5520.025 649.02 -2378.25 3061.522 622.04 -1929.3 3336.684 582.88 -1957.91
E11 5678.265 989.33 -3183.73 2974.29 793.96 -2553.09 3024.186 766.98 -2591.88
E10 5928.97 1360.44 -3988.65 3140.67 949.97 -3174.08 2711.289 944.13 -3222.9
E9 7428.605 1717.01 -4790.57 3980.779 1093.45 -3791.66 3199.497 1117.53 -3850.24
E8 10667.05 2051.01 -5586.5 5582.972 1229.86 -4405.14 4878.081 1280.85 -4473.14
E7 15396.04 2365.18 -6372.98 7831.007 1359.51 -5013.79 7409.548 1430.67 -5090.8
E6 21346.37 2663.6 -7146.02 10619.28 1479.67 -5616.89 10547.72 1566.67 -5702.39E5 28374.7 2948.42 -7901.19 13891.32 1592.62 -6213.68 14193.34 1689.99 -6307.06
E4 36398.81 3215.89 -8633.61 17632.01 1700.95 -6803.35 18312.33 1804.49 -6903.88
E3 45335.05 3453.16 -9337.9 21854.94 1807.12 -7385.09 22917.1 1918.56 -7491.87
E2 55050.51 3636.73 -10008.2 26623.9 1926.28 -7957.99 28090.93 2049.91 -8069.99
E1 65358 3742.5 -10638 32100.17 2086.17 -8521.21 34027.35 2228.01 -8637.12
P 75838.89 3690.46 -11221.1 37882.26 2087.6 -9073.39 40354.65 2258.96 -9192.08
Circulara P6 Dreptunghiulara P9 Patrata P7
Tabel 3.8 "Eforturi maxime n pereii cldirilor S+P+14E"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
53/105
53
Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+14E
Etaj M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN] M [kNm] V [kN] N [kN]
E14 293.34 226.05 -171.01 232.969 128.8 -134.71 231.541 136.94 -129.14
E13 269.195 177.78 -370.34 142.843 95.48 -291.52 151.147 101.11 -279.4
E12 276.533 186.14 -572.26 148.515 101.87 -446.12 158.359 108.81 -428.94E11 281.032 188.68 -776.04 154.431 105.37 -599.96 164.842 112.4 -579.35
E10 284.496 190.65 -982.31 160.217 108.41 -752.98 171.666 116.08 -730.89
E9 285.593 190.81 -1191.41 165.081 110.46 -905.42 177.526 118.6 -883.98
E8 283.551 188.71 -1403.57 168.38 111.11 -1057.61 181.759 119.66 -1038.99
E7 277.588 183.84 -1618.91 169.523 110 -1210.03 183.657 118.78 -1196.29
E6 266.983 175.72 -1837.42 167.96 106.77 -1363.23 182.57 115.54 -1356.15
E5 251.022 163.88 -2059.03 163.161 101.05 -1517.91 177.88 109.56 -1518.8
E4 228.989 147.83 -2283.53 154.612 92.51 -1674.87 169.021 100.44 -1684.42
E3 200.176 127.09 -2510.65 141.766 80.75 -1835.03 155.33 87.76 -1853.23
E2 163.825 101.12 -2740.02 124.272 65.46 -1999.47 136.586 71.26 -2025.54
E1 116.701 68.53 -2971.3 96.048 44.29 -2169.37 105.496 48.11 -2201.74
P 85.549 40.2 -3203.42 103.217 35.44 -2346.42 115.955 39.68 -2382.57
Circulara C1 Dreptunghiulara C3 Patrata C20
Tabel 3.9 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+14E"
Eforturi maxime n stlpii grinzile cladirilor S+P+14E
Etaj + [kNm - [kNm] V [kN] + [kNm - [kNm] V [kN] + [kNm - [kNm] V [kN]
E14 201.707 -367.711 154.83 174.253 -248.336 137.17 166.545 -258.154 149.91
E13 264.947 -443.159 189.59 203.893 -277.057 159.74 203.752 -276.4 156.35
E12 263.228 -443.4 189.36 204.09 -279.313 160.3 205.672 -280.659 157.75
E11 269.149 -449.397 191.22 207.832 -282.898 161.96 211.087 -285.999 160.2
E10 273.047 -453.514 192.47 210.221 -285.347 163.06 214.725 -289.847 161.9
E9 274.494 -455.09 192.94 210.869 -285.971 163.35 216.603 -291.788 162.77
E8 272.28 -452.824 192.24 208.967 -283.978 162.47 215.793 -290.983 162.4
E7 265.406 -445.634 190.05 203.86 -278.68 160.1 211.597 -286.696 160.47
E6 252.909 -432.487 186.06 194.912 -269.421 155.97 203.301 -278.195 156.65
E5 233.853 -412.38 179.96 181.51 -255.565 149.77 190.221 -264.775 150.63
E4 207.3 -384.309 171.46 163.041 -236.482 141.24 171.689 -245.748 142.1
E3 172.289 -347.251 160.24 138.883 -211.528 130.07 147.045 -220.434 130.74
E2 127.842 -300.152 145.98 108.388 -180.039 115.99 115.602 -188.138 116.25
E1 72.78 -241.96 128.35 70.894 -141.335 98.67 76.697 -148.143 98.32
P 65.275 -172.028 107.4 26.607 -94.908 78.05 30.018 -99.493 76.66
Circulara B10 Dreptunghiulara B27 Patrata B7
Tabel 3.10 "Eforturi maxime n stlpii cldirilor S+P+14E"
n urma acestor rezultate s-au realizat armarile elementelor manual i cu ajutorul
programului de calcul Xtract. Calculele explicite vor fi atasate lucrrii ca anexe.
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
54/105
54
Nr. Etaje Forma Bulb Inima Transversal Long. Transv. Long. Transv
Circular 814 8/100 12/10/150/300 816 10/100/200320 sus
316 jos8/100/200
Drept. 814 8/150 10/150/300 816 10/100/200320 sus
316 jos8/100/200
Patrat 814 8/100 10/150/300 816 10/100/200
320 sus
316 jos 8/100/200
Circular 1625 16/100 14/12/100/250 1220 10/100/200425 sus
416 jos8/100/200
Drept. 1220 12/100 10/100/300 1220 10/100/200325 sus
320 jos8/10/20
Patrat 1225 8/100 10/100/300 1220 10/100/200325 sus
320 jos8/10/20
Circular 3225 316/10 14/12/100/200 1625 10/100/200625 sus
425 jos8/10/20
Drept. 2825 314/100 10/100/300 1625 10/100/200
425
+216 sus
425 jos
8/10/20
Patrat 3225 314/100 10/100/200 1625 10/100/200
425
+216 sus
425 jos
8/10/20
S+P+14E
Perete Stalpi Grinzi
S+P+4E
S+P+9E
Tabel 3.11 "Armarea elementelor"
3.2 Rezultate obinute la cldirile izolaten urma calculelor de predimensionare s-au ales urmtoarele tipuri de izolatori pentru
cladirile analizate.
Izolatori de tip HDRB
Nr. Etaje
Tip izolator PmaxSLU 22050 Tip izolator PmaxSLU 20150 Tip izolator PmaxSLU 18900
HDH800x128 PmaxSeism 19500 HDH750x135 PmaxSeism 14700 HDH750x165 PmaxSeism 10900
Nr. Izolatori Kr 5.5 Nr. Izolatori Kr 4.58 Nr. Izolatori Kr 3.75
16 16 16
Smax [mm] 260 Smax [mm] 270 Smax [mm] 330
Tip izolator PmaxSLU 36050 Tip izolator PmaxSLU 22050 Tip izolator PmaxSLU 20650
HDH1000x180 PmaxSeism 26600 HDH800x128 PmaxSeism 19800 HDH750x150 PmaxSeism 12450
Nr. Izolatori Kr 6.11 Nr. Izolatori Kr 5.5 Nr. Izolatori Kr 4.12
16 16 16
Smax [mm] 360 Smax [mm] 260 Smax [mm] 300
Tip izolator PmaxSLU 47600 Tip izolator PmaxSLU 40050 Tip izolator PmaxSLU 28000
HDH1200x168 PmaxSeism 47600 HDH1100x154 PmaxSeism 40050 HDH900x144 PmaxSeism 25200
Nr. Izolatori Kr 9.42 Nr. Izolatori Kr 8.64 Nr. Izolatori Kr 6.19
16 16 16
Smax [mm] 340 Smax [mm] 310 Smax [mm] 290
S+P+9E
8 8 8
S+P+14E
8 8 8
Circulara Dreptunghiulara Patrata
S+P+4E
4 4 4
Tabel 3.12 "Tipuri de izolatori HDRB"
-
7/27/2019 Studiu Comparativ Izolarea Bazei
55/105
55
Izolatori de tip HDRB
Nr. Etaje
Tip izolator PmaxSLU 14800 Tip izolator PmaxSLU 2000 Tip izolator PmaxSLU 9650
LRN900x162 PmaxSeism 10800 LRS450x96 PmaxSeism 1150 LRS1000x180 PmaxSeism 7100
Nr. Izolatori Kr 5.23 Nr. Izolatori Kr 0.89 Nr. Izolatori Kr 240
28 28 28
Smax [mm] 330 Smax [mm] 200 Smax [mm] 360Tip izolator PmaxSLU 36250 Tip izolator PmaxSLU 5350 Tip izolator PmaxSLU 18900
LRN1400x252 PmaxSeism 26750 LRS750x135 PmaxSeism 3900 LRN1000x200 PmaxSeism 11600
Nr. Izolatori Kr 8.16 Nr. Izolatori Kr 1.8 Nr. Izolatori Kr 5.23
28 28 28
Smax [mm] 510 Smax [mm] 270 Smax [mm] 400
Tip izolator PmaxSLU 26450 Tip izolator PmaxSLU 7500 Tip izolator PmaxSLU 25550