Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Proiectarea structurilor în cadre de beton armat - Prev Prevede ederi rile le codul codului ui și exemplu de calcul -
Dr. Ing.Viorel Popa
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Alcătuirea generală a structurii • • 0 0 , 5
•
0 0 , 6
• •
0 0 , 5
• 5,00
6,00
6,00
5,00
•
S+P+8E Clasa a II-a de importană Regularitate a structurii în plan și elevaie Omogenitate structurală X, Y Reea ortogonală de axe C25/30 (f cd=16,67N/mm2) BST500 (f yd=435 N/mm2)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Alcătuirea generală a structurii • • 0 0 , 5
•
0 0 , 6
• •
0 0 , 5
• 5,00
6,00
6,00
5,00
•
S+P+8E Clasa a II-a de importană Regularitate a structurii în plan și elevaie Omogenitate structurală X, Y Reea ortogonală de axe C25/30 (f cd=16,67N/mm2) BST500 (f yd=435 N/mm2)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Schema generală de proiectare Predimensionare • • • •
Alcătuire iniiala a structurii Identificare aciuni, evaluare Evaluare preliminară fore axiale în stâlpi Verificare pr preliminară stâlpi
Calcul static • Definitivare aciuni • Calculul static • Identi Identific ficare areaa valori valorilor lor efortu eforturilo rilorr de proiec proiectare tare rezult rezultate ate direct
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Schema generală de proiectare Verificarea erificarea deplas ărilor laterale ale structurii • SLS/ULS • Calib Calibra rare reaa dim dimen ensi siun unilo ilorr elem elemen entel telor or str struc uctu tura rale le Armarea pentru rezisten ă la încovoiere • Armarea grinzilor • Calc Calcul ulul ul fact factor oril ilor or de supr suprar arez ezis iste tennă la încovoiere • Dete Determ rmin inar area ea mo mome ment ntelo elorr înc încov ovoi oiet etoa oare re de proiectare în stâlpi • Armarea stâlpilor
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Schema generală de proiectare Armarea pentru rezisten ă la foră tăietoare • Determinarea forelor tăietoare de proiectare în grinzi • Dim Dimensi ensioonare narea/ a/vverif erific icar areea armăturilor transversale în grinzi • Determinarea forelor tăietoare de proiectare în stâlpi • Dim Dimensi ensioonare narea/ a/vverif erific icar areea armăturilor transversale în stâlpi • Determinarea forelor tăietoare de proiectare în noduri • Verificarea se seciunii de beton a nodurilor • Dimensionarea armăturilor transversale în noduri Calculul infrastructurii Detalierea armăturilor
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Aciuni Gruparea: CR0-2005 • 1 grupare care conine aciuni G şi Q n
Gk + 1,5Qk 1
1,35 j =1
• 1 grupare care conine şi aciunea seismică n
∑G j=1
m
k , j
+ γ I A Ek +
∑ ψ
2, i
i =1
Q k , i
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Aciuni Valori informative
Încărcare totală “to ită” 13,2kN/m2 Greutate totală construcie 39000kN Fora seismică 3860kN c=10% q=6,75
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Predimensionare Stâlpi
Condiia de ductilitate:
Stâlp de col Stâlp central
N kN 1095 2890
ν =
bdf cd
0.25 . 0.35 hw ≅
< 0,4
f cd N/mm2
ν
Grinzi Condiie de rigiditate:
N Ed
b=h mm 600
704
700
.
l0
10
Verificarea deplasărilor laterale Stâlpi: 750x750
b≈d mm 513
Grinzi: 300x650
ν
0.19 . 0.37
Seciuni: 30x55
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale
Regula deplasarilor egale (Newmark, 1962): Deplasarile sistemelor inelastice sunt mai mici decat cele ale sistemelor inelastice echivalente
SA
(T>Tc)
T
qF b
Tc
T>T c
qF b T>T c
T
F y F b
F y F b d re
qd re
d in ≈ cqd re
d re
d in ≈ d re q
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale
SLU: ULS
d r
F
= c q d re ≤ d r ULS ,a
1 ≤ c = 3 − 2,5
FULSel= qFb
T
T c d r ULS ,a = 2,5%h
FSLSel Fy
≤2
SLS: SLS
d r
Fb
= ν q d re ≤ d r SLS ,a
d r SLS ,a = 0,8% h dre
νqdre
qdre
cqdre
d
SLS d r ,a = 0,5% h
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale SLS d re = 4,7mm d r = 0,5 ⋅ 6,75 ⋅ 4,7 = 15,9mm d r SLS ,a = 0.005 ⋅ 3300 = 16,5mm SLS
d r ≤ d r ,a
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale SLU
EI
0,5 EI
=2
d re = 2 ⋅ 4,7mm
= ,
= ,
1 < c = 1,21 < 2 d r = 1,21⋅ 6,75 ⋅ (2 ⋅ 4,7) = 77,1mm ULS
d r ,a = 0.025⋅ 3300 = 82,5mm d r ≤ d r ULS ,a
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Eforturi de proiectare Mecanismul de plastificare Proiectarea elementelor în zonele plastice Valorile de proiectare ale momen e or ncovo e oare rezultate din calculul convenional, elastic, sub aciunea forelor seismice de proiectare Eforturile de dimensionare la foră tăietoare trebuie să corespundă situaiei în care în articulaiile plastice s-au dezvoltat momentele încovoietoare de plastificare. Aceste momente trebuie calculate inând cont de suprarezistena armăturii.
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Eforturi de proiectare Mecanismul de plastificare
Proiectarea elementelor în afara Valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare și ale forelor tăietoare sunt cele asociate formării mecanismului de plastificare global, care in cont de suprarezistena zonelor plastice
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Valoarea de proiectare a efortului; valoarea rezultat ă din calculul static
M’Edb Din efectul acţ iunilor (actions efects)
Notaii
Semnific ă faptul că efortul e rezultat direct din calculul static. Lipse şte pentru eforturile care se utilizează direct în calculele de dimensionare.
Valoarea de proiectare (design value)
Grindă (beam). Pentru stâlpi e înlocuit cu litera “c” (column)
Efortul capabil (resistance)
MRdb
Valoarea de proiectare a efortului capabil
Grindă (beam). Pentru stâlpi e înlocuit cu litera “c” (column)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Eforturi de proiectare
Mai 2011
Gruparea fundamentală
Gruparea specială Seism
Seism
Momente încovoietoare grinzi Diagrama înf ăşurătoare Moment de proiectare reazem, stânga
Moment de proiectare, reazem, dreapta
Moment de proiectare câmp
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Eforturi de proiectare Momente încovoietoare grinzi
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Dimensionare
As =
Încovoiere - grinzi 407
361
380
377
M
(d − a ) f yd 377
380
407
361
M’ Ed (kNm)
286
M Ed
-407 330
233
-361 -380 334 286
216
-377 -377 291 291
216
-380 -361 286 334
233
-407 330
(kNm)
As nec (mm2)
1762
1562 1643 1444
1631 1631 1261
1643 1562 1261
1762 1444
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Dimensionare
M = As (d − a ) f yd
Încovoiere - grinzi Aseff
3D25+ 1D20
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20 3D25
1D20+1D25
2D25 3D25
M Rd
413
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20 2D25+ 1D20
2D20
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20 2D25+ 1D20
2D20 3D25+1D20
372 372 340
3D25
2D20
2D25
3D25+1D20
372 372 299
3D25+ 1D20
1D20+1D25
3D25
372 372 299
413 340
(kNm)
M Ed (kNm)
-407 330
233
-361 -380 334 286
216
-377 -377 291 291
216
-380 -361 286 334
233
-407 330
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Dimensionare
Catedra de Construcii de Beton Armat 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12
2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12
Încovoiere - grinzi 3D20
3D20 3D20 2D20+1D12
4D20
3D20 4D20 3D20
3D25
3D20 3D20 2D20+1D12
3D20 3D20 2D20+1D12
4D20 4D20 3D20
3D20 2D20+1D12
4D20 3D20 3D20
4D20 3D20
2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 3D25 2D25+1D20 2D25+1D16 2D25+1D16 2D25+1D20
2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20
3D25+1D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 3D25+1D20 3D25 2D25+1D20 2D25+1D20 3D25
3D25+1D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 3D25+1D20 3D25 3D25 3D25 3D25
3D25
3D25 3D25 2D25+1D20
3D25 3D25 3D20
3D25 3D25 3D20
3D25 2D25+1D20
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Condiţ ia de verificare pe nod M Rc
∑ M
Rc
≥ γ Rd
∑ M
Rb
M Rb M
1,2 (factor de suprarezistenţă)
M Rc
Relaţ ie utilă pentru dimensionare M Rb ' Ω = M Edc = Ω γ Rd M Edc ' M Edb Factor de suprarezistenţă a grinzii la încovoiere (datorat supraarmării)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Evaluarea factorului global pe grindă Sensul forei seismice
M Rb
M Rb
M Edb
M Edb
M Edb
M Edb
M Rb
M Rb
M ∑ Ω= ∑ M
Rb
Edb
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Evaluarea factorului global pe grindă MRd
413
372 372 340
372 372 299
372 372 299
413 340
(kNm)
MEd
-407 330
233
-361 -380 334 286
216
-377 -377 291 291
216
-380 -361 286 334
233
-407 330
(kNm)
Ω=
340 + 372 + 299 + 372 + 299 + 372 + 340 + 413 330 + 361 + 286 + 377 + 291 + 380 + 334 + 407
=
2807 2764
= 1.015
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Sensul forei seismice Nivel „n”
i i ′ i Ω iγ Rd M Edc = M Edc
Ω n , γ Rd =1,0 Ωi
Nivel „i”
, γRd i
, γ Rd = ,
M ′ Edc
Ω i-1 , γRd i-1
Nivel 1
Ω 1 , γ Rd =1,3 1, γ Rd =1,0
i−
i−
i−
′ 1Ω i −1γ Rd 1 M Edc1 = M Edc
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
8 0 . 3 = Ω
Eforturi de proiectare
5 6 . 1 = Ω
Momente încovoietoare din calcul static - stâlpi
7 0 . 1 = Ω
3 1 . 1 = Ω
7 0 . 1 = Ω 5 0 . 1 = Ω 1 0 . 1 = Ω 2 0 . 1 = Ω 1 0 . 1 = Ω 0 0 . 1 = Ω
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
M’ Ed
Eforturi de proiectare
(kNm) 162
Momente încovoietoare din calcul static - stâlpi
210
127 262
266
399
242 436
245
400
245
242
400
436
266
399
127
162
262
210
′ Ω i −1γ Rd = 162 ⋅ 1,01 ⋅ 1,3 = 212 kNm M Edc = M Edc
M Ed (kNm)
Ω = 1,01
Rd
= 1,3
Rd
= 1,3 Ω = 1,02 278
212
167 348
350
529
318 578
322
530
322
318
530
578
350
529
167
212
348
278
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
��� -249
��� -467
��� -481
-45 ���� ��� -173
25 ���� ��� -266
152 ���� ��� -320
172 ��� ��� -336
146 �� ��� -255
-10 ��� ��� -141
129 ���� ��� -242
191 ���� ��� -278
212 ���� ��� -293
92 �� ��� -206
���
Eforturi de proiectare Momente încovoietoare de proiectare -
-20
Mai 2011 �� -325
54 ����
229 ����
280 ����
307 ����
��� -158
��� -274
��� -301
��� -320
��� -215
118 ���� ��� -173
327 ���� ��� -309
366 ���� ��� -329
400 ���� ��� -352
211 ���� ��� -228
172 ���� ��� -178
405 ���� ��� -326
432 ���� ��� -339
471 ���� ��� -364
259 ���� ��� -229
152
���
216 ����
460 ����
473 ����
517 ����
294 ����
��� -167
��� -318
��� -322
��� -350
��� -212
278 ���� ��� -122
529 ���� ��� -273
530 ���� ��� -270
578 ���� ��� -300
348 ���� ��� -163
369 ���� �� -52
611 ���� �� -32
599 ���� �� -24
652 ���� �� -51
438 ���� �� -87
557 ����
613 ����
610 ����
622 ����
574 ����
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Dimensionare Încovoiere - stâlpi
Arie de armătură minimă:
min
= 0,01
5250 mm 2 As (min) =
Arie de armătură totală:
As = 4 D 25 + 8 D 20 + 4 D16
Din care, pe latură:
As = 2 D 25 + 2 D 20 + 1D16 (constant, pe toată înălimea stâlpului)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
���� -774
��� -249
Eforturi de proiectare
-785 ���� ���� -836
25 ���� ��� -266
-847 ���� ���� -902
129 ���� ��� -242
Momente capabile
-913 ���� ���� -959
229 ���� ��� -274
-967 ���� ���� -1015
327 ���� ��� -309
M Rd
-1024 �����
405 ����
����� -1074
��� -326
-1081 ����� ����� -1121
460 ���� ��� -318
-1127 ����� ����� -1168
529 ���� ��� -273
-1175 ����� ����� -1214
611 ���� �� -32
-1221 �����
613 ����
(kNm) C2
Mai 2011
M Ed (kNm)
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare
∑ M
Rc
≥ γ Rd
∑ M
M Rdb
M Rdc
(kNm)
(kNm)
Rb
γ Rd
-1081����� 372
���
-3.0
��� 299
���� �����-1121
Minim admis 1,3
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - grinzi q V Edb
V Edb
st jos M db
V Edb
dr sus
M db
V Edb
l o
qlo
lo
2
st jos dr sus + M db + M db = V Edb lo
V Edb = q
V Edb
lo
2
+
st jos dr sus M db + M db
lo
gravitatio nal seism V Edb = V Ed + V Ed st jos dr sus M M + gravitatio nal db = V Ed + db lo
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - grinzi
M db M db
M db =
Rd
M Rd
M db = γ Rd M Rd
M db,i
dacă se plastifică grinzile
∑ M
Rc
dacă se plastifică stâlpii
∑ M Rc = γ Rd M Rb,i min1, ∑ M Rb
1,2 (factor de suprarezistenţă) Momentul capabil al grinzii la capătul considerat
Factor care limitează valoarea momentului maxim în grinzi la valoarea momentului asociat plastificării stâlpilor, dacă aceştia se plastifică primii. De regula însă, funcţ ia min returnează valoarea 1 (stâlpi puternici, grinzi slabe).
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - grinzi
M Rdb 413
372 372 340
(kNm)
299
⇒
seism Ed
V seism V Ed
γ Rd (kN)
372 372
177 168
=
=
Rd
M db =
Rd
db
168 128 177 128
299
Rd
= , ⋅
=
413 340
m
M Rd = 1,2 ⋅ 299 = 358kNm
st jos dr sus M db + M db
lo
372 372
= 1,2
372 + 299 5,25
128 128 128 128
= 1,2 ⋅ 128 = 153kN
128 168 128 177
177 168
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - grinzi
seism V Ed
177 168
168 128 177 128
128 128 128 128
128 168 128 177
grav V Ed -48
-57
-55
-36
γ Rd
177 168
(kN)
(kN)
gravitatio nal seism V Edb = V Ed + V Ed
V Edb (kN)
260 153
237 210 176 97
208 208 98 98
210 237 97 176
260 153
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - stâlpi
M sus db
V Edc
V Edc =
sus M db jos + M db
lcl
l cl
M jos db
V Edc
dc ,i
=
Rd
Rc ,i
1,3 pentru nivelul de la baza construcţ iei şi 1,2 în rest (factor Momentul capabil de suprarezistenţă) al stâlpului la capătul considerat
min 1,
∑ M
Rc
Factor care limitează valoarea momentului maxim în stâlpi la valoarea momentului asociat plastificării grinzilor, dacă acestea se plastifică primele. De regula, funcţ ia min returnează valori subunitare (stâlpi puternici, grinzi slabe). Momentele din stâlpi astfel obţ inute sunt cele corespunzătoare mobilizării mecanismului de plastificare în suprastructură.
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - stâlpi
M Rdc (kNm)
Ωγ Rd
M ∑ = ∑ M
Rc
M db
V Edc
Rb
(kNm)
(kN)
.
����� -1074 ���
���� -498
� ��� -365
-469����
-365����
2.7
-1081�����
���
M db = γ Rd M Rdc
∑ M ∑ M
Rb Rc
= γ Rd
M Rdc
Ωγ Rd
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - noduri N s
V jhd = C b + T b − V c
V c
T b =
As1 f yd
Rd
C = T b
C b
V c N i
V jhd =
Rd
V jhd =
s
y
As1 + As2 f yd − V c
As1 f yd − V c
Rd
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore tăietoare - noduri As1 , As 2 (mm2 )
�
2D25+2D20
����
V Edc (kN )
-365
-3 1
V jhd (kN )
1829 1914
2D25+1D20
V jhd =
Rd
As1 + As2 f yd − V c
V jhd = 1,2( A
2D25+ 2D20
V jhd = 1,2( A
+ A2D25+1D20 ) ⋅ 435 − 365
+ A2D25+2D20 ) ⋅ 435 − 361
3D25
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificare Fore tăietoare - noduri σ y = −
σ x = −
N Ac
Metoda convenională RM = −ν f cd v j =
V jhd b j h jc
v j
Ash f yw b j h jw
σI
σ II ≥ −η f cd
σII
h jw
= − ρ jh f yw
• Verificarea eforturilor unitare principale de compresiune:
σ II σI
v < η f cd 1 −
v j
η = 0,6(1 − • Verificarea eforturilor unitare principale de întindere: V
ρ jh f ywd ≥
2 j
f ctd + ν d f cd
− f ctd
Ash f ywd b j h jw
υ d η fck
250
)
σ I < f ctd ≥
( V jhd / b j h jc ) 2 f ctd + ν d f cd
− f ctd
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificare Fore tăietoare - noduri xc hc
Asb1f yd
α
Cb
Asb2f yd
(a) Forele care încarcă nodul
Ash f ywd ≥
(b) Mecanismul diagonalei comprimate
(c) Mecanismul de grindă cu zăbrele
Rd ( Asb1 + Asb 2 ) f yd (1 − 0,8ν d )
Fora tăietoare de proiectare
ν d =
N Ac f cd
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Verificare Fore tăietoare - noduri Limitarea efortului în diagonala comprimată:
υ d f ck σ II ≤ η f cd = 0,61 − f cd ⇒ V jhd ≤ η f cd b j h j 1 − η 250
ν d
-0.15 -0.14
-0.13
-0.17
V jhd (kN )
1829
1914
υ d η f cd b j h j 1 − (kN ) η
3375
3358
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Dimensionare Armătura transversală - noduri 0,8(1 − 0,8υ d )( As1 + As 2 )
As1 , As 2 mm
ν d
-0.15 - 0.14
f ≤ Ash f ywd
Rd yd
- 0.13
-0.17
Ash ≥ 0,85( A
3 D 25
���������
2D25+2D20
����
Ash mm
2480
2640
2D25+1D20
. D10 / 10 cu 6 ramuri + A2 D 25+2 D 20 ) ≈ 2640mm 2 ⇒ 7 etr
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Eforturi de proiectare Fore axiale - stâlpi
VEdb Seism
Nivelul „i”
VEdb
ore t etoare asoc ate plastificării grinzilor la capete Edb
Pi Încărcări gravitaionale concentrate la noduri (de ex., înc. aduse de grinzile orientate perperpendicular) ' Ω ≅ 1 ⇒ N Edc = N Edc
Ω >> 1 ⇒ N Edc =
∑
i V Edb +
∑
P
i
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Curs P100-1/2006
Catedra de Construcii de Beton Armat
Mai 2011
Calculul infrastructurii
•
Infrastructură rigidă comparativ cu suprastructura Model structural separat de suprastructur ă Fundaie de tip tălpi continue sub pereii perimetrali și fundaii izolate sub stâlpii centrali e ncarc cu e or ur e asoc a e mo z r mecan smu u e plastificare din suprastructur ă Rezemare pe mediu elastic
•
Structura în cadre încarc ă uniform infrastructura
• • •
•
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul static neliniar
o
o
o
o
o
o
o
0.15
0.30
Deplasarea la varf (m)
Starea initiala. Toate elementele răspund în domeniul elastic.
0.45
-
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
0.15
0.30
0.45
Deplasarea la varf (m)
Grinzile şi stâlpii intră în curgere. Se observă o reducere a rigidităţ ii laterale a structurii.
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
�
�
-
o
o
�
-
�
0.15
�
0.30
�
�
0.45
Deplasarea la varf (m)
Cea mai mare parte a grinzilor şi stâlpilor au intrat în curgere.
-
�
�
0.15
�
0.30
�
0.45
Deplasarea la varf (m)
Mecanismul de plastificare optim a fost mobilizat.
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul static neliniar
Metoda de proiectare a produs rezultatele aşteptate: -Mecanismul optim de plastificare a fost mobilizat -Rotirile plastice în articula ţ iile formate sunt apropiate ca valori -S-a evitat formarea mecanismelor de etaj
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul dinamic neliniar
-Mecanismul de plastificare nu corespunde în totalitate cu cel considerat optim la proiectare -Se mobilizează articulaţ ii plastice la capetele riglelor şi la baza stâlpilor de la parter -Apar articulaţ ii plastice şi la partea superioară a stâlpilor de la etaje -Nu sunt evidenţ iate mecanisme de etaj �
θ<0.5%
�
0.5%<θ<1.5%
�
1.5%<θ<2.5%
�
2.5%<θ
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul dinamic neliniar
-Rotirile plastice în stâlpii de la etaj sunt reduse ca valori (sub 1.5%)
-Calculul dinamic neliniar pune în evideţă un răspuns bun al structurii proiectată prin metoda proiectării capacităţ ii de rezistenţă
�
θ<0.5%
�
0.5%<θ<1.5%
�
1.5%<θ<2.5%
�
2.5%<θ
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Factori de comportare
Tipul de structură a re Hale parter, cu diafragmă orizontală și stâlpi având νd ≤ 0,4 (hale parter)
DCH αu α1
3,5
q DCM , αu α1
DCL ,
3,0
2,0
S-a introdus clasa de ductilitate joasă - DCL • Se poate folosește în zone cu ag ≤ 0,12g •Se utilizează prevederile EN1992-1:2004 la dimensionare și detaliere
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la for ă tăietoare seism
V Edb seism
V Edb
grav Edb
V
grav
V Edb
ζ = V Ed ,min V Ed ,max
V Ed ,min
Pentru sarcini seismice importante:
− 1 ≤ ζ ≤ 0 seism
V Edb seism
Valoarea de proiectare a forei tăietoare:
V Edb
grav
V Edb
V Ed ,max
grav
V Edb
V Ed max = max( V Ed min , V Ed max )
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la for ă tăietoare V Ed max ≤ (2 + ζ )bw df ctd
ζ = −1 ⇒ V Ed max ≤ bw df ctd V Ed max > (2 + ζ )bw df ctd
ζ < −0,5 lcr
Calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din EN1992-1-1:2004
0,5 ⋅ V Ed max
- etrieri
0,5 ⋅ V Ed max
- armături la ±45°
V Ed max ≤ 2,80 As f yd În toate situaiile, în zonele critice ale grinzilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.
ctgθ = 1
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la for ă tăietoare 48
36
201
201
Zona critică de la capătul din stânga:
ζ = 153 260 = −0,6 153
237
− 1 ≤ ζ ≤ 0 Valoarea de proiectare a forei tăietoare:
48 212
V Ed max = 260
36 212
V Ed max ≤ (2 − 0,6 ) ⋅ 300 ⋅ 600 ⋅ 1,2 ⋅ 10 V Ed max ≤ 302kN
260
176
Nu este necesară armătură înclinată
−3
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Calculul stîlpilor la for ă tăietoare Calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din SR EN1992-1-1:2004 În toate situaiile, în zonele critice ale stâlpilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Asigurarea condiiilor de ductilitate - stâlpi Daca ν > 0,4 ⇒ µ ϕ ≤ µ ϕ
capabil
Cerina de ductilitate de curbură: = 2q − 1 − ϕ =
ϕ
dacă T 1 ≥ 0,7T c dacă T 1 <0,7T c
1 ≤ c = 0,4q − (0.4q − 1)
T
0.7T c
≤2
= 2q − 1 T µ ϕ = 1 + 2( q − 1) C T 1
µφ
40
Tc=1.6s q=4.5
35 30
SR EN 1998-1:2004 ϕ
45
Tc=1s q=4.5
25
dacă T 1 ≥ T c dacă T 1
20
Tc=0.7s q=4.5
15 10 5 0 �
���
�
Perioada (s)
���
�
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
P100-1/2011
Asigurarea condiiilor de ductilitate - stâlpi µ ϕ ≤ µ ϕ capabil Evaluarea analitică a ductilităii de curbură, capabile: NEd
Mu=MRd
NEd My capabil
µ ϕ
=
ϕ u y
ϕ u = xu
xy
εy
>εy φu
φy
εcu2 (εcu2,c)
Verificare implicită: αω wd ≥ 25 µ ϕ ν d ε sy , d
bc b0
− 0,0035
ϕ y =
ε cu 2 ,c x u
ε y d − x y
Universitatea Tehnică de Construcii Bucureşti
Catedra de Construcii de Beton Armat
Curs P100-1/2006
Mai 2011
Revizuire P100-1/2006 MDRT - UTCB http://mdrt.ro/userfiles/constructii_ancheta_publica_contr454.pdf
Observaiile și sugestiile dvs. sunt binevenite.