subiecte structuri adunate

1.Structuri cu deschideri mari. Principii generale de alcătuire. Exemple A.Sistem A.S isteme e separat s eparate e * Structura acoperisului * Structura verticala B. Sistem integrat C. Infrastructura

Circul din Bucuresti Piata acoperita din Royan

2.Care sunt încărcările pentru care se proiecteaz ă acoperişurile sălilor ? Clasificarea acoperişurilor din punct de vedere al greutăţii proprii. I. Structura acoperisului Incarcari de proiectare: 1. 2. 3. 4. 5.

Greutate proprie Zapada Vant Cutremur vertical Incarcari din instalatii/tehnologica

1.Greutatea proprie

1. Acoperisuri Acoperis uri grele : * din beton armat/ precomprimat (200 - 400kg/mp) 2. Acoperisuri usoare * din otel, lemn, materiale plastice (50 – 100 kg/mp) kg/mp)

3.Încărcări de proiectare pentru acoperi şurile sălilor: încărcarea din zăpadă şi din acţiunea vântului. Factori de care depind aceste încărcări. 2.Incarcare din zapada Depinde de:

1. Conditiile de amplasament 2. Geomet Geometria ria acoperisului acoperisului 3. Greutatea proprie a acoperisului

2.1. Conditiile de amplasament a. b.

Zona climatica climatica : patru zone climatice cu incarcare de referinta referinta intre intre 90-180 90-180 kg/mp kg/mp;; pentru pentru Bucuresti incarcarea de referinta 150kg/mp. E fectul de adapostire: * reducere 20% pentru conditii normale de expunere si acoperis plat; * crestere de 10% pentru forme de acoperis care impiedica spulberarea

Geometria acoperisului  <30° ..... c =1.0  >60...... c =0.0

0 < (med) <30°

c1=1 ; c2 =(30+)/30  (med) >60°  c1 =0 c2 =2

Incarcare de calcul cu zapada (exemplu) • Amplasament : Bucuresti zona “C” incarcarea de referinta referinta gz =150 =150 kg/mp kg/mp

Conditii normale de expunere Ce =0.8 = 0.8 Greutate proprie acoperis 50 kg/mp Coeficient de siguranta  =2.0 Incarcare de calcul : pz =150 x 0.8x 2.0 =240 kg/mp • • • •

Incarcare din vant Depinde de: •

Conditiile de amplasament * zona climatica

(Bucuresti, zona B, gv =42 kg/mp) * conditii de microrelief (amplasamente adapostite/expuse) *mediu construit •

Forma cladirii/acoperisului

Incarcare din vant. Efectul formei acoperisului (a) P resiune/suctiune resiune/suctiune pe o cupola sferica inalt inalta a (3/4 din sfera) (b) Suctiune o o cupola plata (putin inalta) (c) Suctiune/presiune pe un acoperis cilindric cu cabluri paralele

Cutremur vertical

Acoperisurile si • consolele cu deschideri deschideri mari se calculeaza la actiunea componentei componentei verticale a cutremurului •

Forta seismica verticala:

Fv =1.5 = 1.5KsG KsG P entru entru Bucuresti Fv =0.3G •

4. Elemente structurale fundamentale pentru acoperişurile sălilor cu deschideri mari Elemente structurale fundamentale: 1.Cablu

- intindere axiala

2.Grinda

- incovoiere

3.Arc

- compresiune

Detalii cabluri

Prinderi cabluri

Prinderea cablurilor in elemente de beton armat

Innadire cabluri

Intersectie cabluri

5. Structuri cu cabluri pentru acoperi şuri cu dechideri mari. Clasificări. Caracterisitici generale. a. Suprafete cu simpla curbura

b Suprafata cu dubla curbura

a.Un a.U n singur rand rand de cabluri

b.Ferma de cabluri

Structuri cu simpla curbura si un singur rand de cabluri. Au deformabilitate ridicata sub efectul zapezii si al vantului.

•

Necesita lestar les tare-Acoperis e-Acoperis GREU Structuri cu dubla curbura si ferme de cabluri P rin alcatuire sunt putin deformabile deformabile

•

Nu necesita lestar les tare-Acoperis e-Acoperis USOR

6. Structuri cu cabluri cu simplă curbur ă. Principii de alcătuire de ansamblu Structura cu cabluri paralele •

E forturi forturi cu valori mari mari in elementele elementele prindere ale cablurilor

Structuri pe plan circular

1. Plan P lan complet liber 2. Plan P lan cu un stalp central

a.Stadion la MONTEVIDEO (1956) • • • •

P lan circular; circular; cupola inversa 256 cabluri radiale Acoperis din placi prefabricate de b.a. Inel exterior din b.a.

•

Inel interior metallic

b.Bazin de inot la Wuppertal (Germania) P lan dreptunghiular dreptunghiular

7. Ferme de cabluri. Forme geometrice Stabilitatea la actiune vantului si zapezii este asigurata prin cabluri de intindere (de stabilizare) Eforturile din elementele grinzii depind de geometria fermei P ermit ermit folosirea acoperisurilor acoperisurilor de tip “usor” Forme geometrice :

• • •

•

1. 2. 3.

Ferme concave Cablu portant Cablu de intindere (stabilizare) (stabilizare) Diagonale/montanti Diagonale/montanti intinsi

•

1. 2. 3.

•

1. 2. 3. 4.

Ferme convexe Cablu portant Cablu de intindere (stabilizare) (stabilizare) Diagonale/montanti Diagonale/montanti comprimati

Ferme mixte Cablu portant Cablu de intindere (stabilizare) (stabilizare) Montanti comprimati Montanti intinsi

8.Structuri cu ferme de cabluri pe plan dreptunghiular şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale. Transmiterea eforturilor

8. Reţ Reţele de ferme de cabluri. Scheme generale de alcă alcătuire. Exemple. Principii de alcatuire:

Exemple:

9. Structuri cu grinzi din oţel pentru acoperişuri cu deschideir mari,. Principii de alcătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al secţiunii transversale.

Principii de alcatuire: ‐Grinzi cu inima plina ‐Grinzi cu zabrele Clasificare in functie de forma sectiunii transversale A. Grinzi plane B,C. Grinzi spatiale

cadru metalic cu inima plina

grinzi metalice cu inima plina

10. Grinzi cu zăbrele şi cadre cu zăbrele din oţel. Scheme geometrice de alcătuire. Secţiuni caracteristice ale barelor.

Grinzi cu zabrele din otel formate din segmente modulate

Grinzi cu zabrele din otel

Cadre plane cu zabrele

Cadre cu zabrele spatiale

Grinzi cu zabrele in consola

Grinzi cu zabrele suspendate

Cadre din otel pentru deschideri mari

Grinzi cu zabrele pretensionate

‐Hangar Melsbroeck (Belgia)

‐Piata acoperita la Hamburg

-

hala industriala

Grinzi cu zabrele pretensionate

12. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Caracterizare generală. Materiale folosite. ‐Arce din piatra/zidarie ‐ Arce din beton armat ‐Arce metalice ‐Arce din lemn lamelar lipit

Arce:

• • • •

Forma axei arcului depinde de modul de incarcare (compresiune pentru incarcarea dominanta) Incarcarile nesimetrice provoaca incovoiere in arc Tasarile diferentiate sporesc eforturile in arc Impingerile laterale depind de sageata arcului

13. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Dispunerea arcelor în arcelor în structură. Arce cu două ş i trei articulaţii. Arce – Arce – alcatuiri, mod de asezare in structura:

Arce cu doua articulatii: • •

Arcele cu articulatii nu transmit momente la fundatii Arcele cu tirant nu transmit impingeri laterale

Arce cu trei articulatii •

Sunt sisteme static determinate (eforturile interioare nu depind de rigiditatea arcului)

•

Nu sunt sensibile la tasari diferentiate

Detalii:

14. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. Alcătuirea secţiunii transversale pentru arcele din oţel. Sisteme de contravantuire:

15.Structuri cu arce din lemn

14. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. Alcă Alcătuirea secŃ secŃiunii transversale pentru arcele din otel. •

Forma axei arcului depinde de modul de incarcare (compresiune pentru incarcarea dominanta)

•

Incarcarile nesimetrice provoaca incovoiere in arc

•

Tasarile diferentiate sporesc eforturile in arc

•

Impingerile laterale depind de sageata arcului

Daca se modifica distributia incarcarii, pastrand deschiderea si sageata arcului, forma acestuia se modifica. Forma arcului este un parametru de conceptie. Arcele de coincidenta pot fi realizate cu material care nu rezista la intindere.

Arce cu doua articulatii: Arcele cu articulatii nu transmit momente la fundatii , Arcele cu tirant nu transmit impingeri laterale

Arce cu trei articulatii: Sunt sisteme static determinate (eforturile interioare nu depind de rigiditatea arcului), Nu sunt sensibile la tasari diferentiate

15. Structuri cu arce din lemn lamelar lipit (LLL) pentru săli cu deschideri mari. Avantajele structurilor din LLL în LLL în raport cu cele din alte materiale (beton armat, otel). •

 încleiat(lipit) – LLI/LLL‐ (engl. glulam, fr. bois lamellé collé), materialul Se defineş defineşte ca lemn lamelat  încleiat(lipit) monolit  obţ obţinut prin asamblarea, prin lipire cu adezivi speciali, rezistenti la umiditate si biodegradare, a pieselor de lemn ecarisat (scânduri sau dulapi) cu dimensiuni relativ mici în mici  în raport cu piesa obţ obţinută inută. Asamblarea se face astfel încât astfel încât fibrele lamelelor să fie paralele între paralele între ele.

•

Permite realizarea unor elemente si structuri diverse: grinzi cu inima plina , grinzi cu zabrele (ferme), arce , cadre

•

Permite obtinerea unor sectiuni transversale cu forme rationale din punct de vedere al comportarii la solicitari mecanice (in special la incovoiere)

•

Permite valorificarea intensiva a lemnului: •

piese de dimensiuni mici

•

lemn de calitati diferite

•

 În construcţ construcţie pachetul de scânduri trebuie aşezat astfel încât astfel încât planul de lipire să fie perpendicular pe direcţ direcţia forţ forţei

•

Grinzile din scânduri paralele, asamblate cu cuie sau prin lipire, nu constituie LLI dacă dacă planul scândurilor este paralel cu direcţ direcţia forţ forţei (fig.urmatoare)

•

Principalele proprietăţ proprietăţii fizice care intervin într intervin într‐‐o măsură sură importantă importantă în proiectarea de rezistenţă rezistenţă sunt:

•

greutatea proprie;

•

variaţ variaţiile dimensionale în dimensionale în funcţ funcţie de umiditate

•

Proprietăţ Proprietăţile ile mecanice ale LLI pot fi îmbun fi îmbunăătăţite ăţite prin asocierea acestuia cu materiale cu proprietăţ proprietăţii mecanice superioare. Dacă Dacă în zonele susceptibile de a suferi solicită solicitări importante ale pieselor din LLI, se prevede montarea unor materiale cu rezistenţ rezistenţe mecanice ridicate, se poate obţ obţine un compozit cu proprietăţ proprietăţii mult superioare.

•

Prin asocierea LLI cu aceste materiale se obţ obţin mai multe avantaje:

•

cost de investiţ investiţie mai redus deoarece se poate folosi lemn cu rezistenţă rezistenţă mai slabă slabă (de calitate inferioară inferioară) pe toată toată înă  înălţimea grinzii; pentru unele proiecte se pot obţ obţine reduceri de cost care ating 2025% din costul olosirii LLI clasic;

•

sporeş sporeşte rigiditatea la încovoiere la încovoiere ceea ce permite reducerea dimensiunilor secţ secţiunii şi în consecinţă consecinţă se reduce greutatea materialului care se transporta şi montajul este mai uşor;

•

se obţ obţine o reducere semnificativă semnificativ ă a variabilităţ variabilităţiiii modulului de elasticitate şi a rezistenţ rezistenţei materialului deoarece se reduce influenţă influenţă defectelor lemnului asupra capacităţ capacităţiiii de rezistenţă rezistenţă (se elimina practic ruperile din întindere) din întindere)

•

 întreţ  întreţinerea elementelor de construcţ construcţie este mai uşoară oară (costuri mai reduse)

Acopera deschideri de pana la 50m. arce cu inima plina sau arce cu zabrele.

16. Structuri cu arce şi cabluri. Principii generale de alcă alcătuire (rolul/solicită (rolul/solicitările arcelor, rolul/solicită rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice de preluare a încă  încărcă rcărilor verticale.

17. Acoperisuri cu dublă dublă curbură curbură din beton armat/precomprimat. Forme geometrice. 1.

Placi curbe subtiri (membrane)

‐ cu rigiditate de incovoiere mica ‐ echilibrul fortelor exterioare se

realizeaza numai cu eforturi in planul median al placii 2.

Placii curbe groase ‐ cu rigiditate de incovoiere mare ‐ echilibrul fortelor exterioare se

realizeaza cu: * eforturi in planul median al placii * eforturi perpendiculare pe planul median al placii

Suprafete cu curbura continua.: Suprafete de rotatie

•

Suprafete cilindrice

•

Suprafete riglate: 

din translatii de drepte



cu doua directoare si plan director (conoizi)

Suprafete cu curbura discontinua: 

formate prin intersectia unor suprafete cu curbura continua



formate din placi : prismatice, poligonale , care se inscriu in cilindru



formate din placi cutate

18. Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alc ătuire generală. Caracteristici geometrice.

Rigidiză Rigidizări şi elemente de margine. Clasificare: cilindrii scurti si cilindrii continui, cilindrii multiplii. Clasificare: scurti (l/L<0.5), mari(l/L>3), 0.5
Exista acoperisuri cilindrice cu elemente prefabricate, dar si cu elemente prefabricate cutate.

19. Cupole din beton armat. Forme în Forme în plan şi în elevatie. Eforturi în Eforturi în placă placă.

Forma in plan mai poate fi polygon, patrat, dreotunghi.

20. Acoperiş Acoperişuri reticulate cu dublă dublă curbură curbură din beton armat. Avantaje în Avantaje în raport cu acoperiş acoperişurile din plă plăci pline. Paraboloizi hiperbolici cu diferite moduri de compunere Conoizi cu doua directoare curbe sau una singura.

•

Suprafete cu curbura discontinua:



formate din placi : prismatice, poligonale , care se inscriu in cilindru



formate din placi cutate



formate prin intersectia unor suprafete cu curbura continua

21. Acoperiş Acoperişuri reticulate cu dublă dublă curbură curbură din otel. Forme geometrice (cilindri şi cupole).

22. Acoperiş Acoperişuri reticulate plane din otel. Forme de bază bază. Dispunerea retelelor de bare.

23. Acoperiş Acoperişuri reticulate plane din otel. Efectul pretensionă pretensionării. •

Structurile reticulate planare se comporta ca placi încovoiate placi încovoiate pe doua directii sub actiunea încarcarilor actiunea încarcarilor permanente si utile.

•

Aceste structuri pot fi pretensionate cu ajutorul tirantilor în tirantilor în scopul reducerii eforturilor axiale de întindere de întindere din barele cele mai solicitate (barele stratului inferior, în inferior, în zona centrala a placii) precum si pentru sporirea rigiditatii ansamblului si reducerea deformatiilor maxime.

•

Prin pretensionarea retelei se obtine reducerea consumului total de otel si reducerea grosimii totale a retelei tridimensionale.

•

Pentru retelele tridimensionale pretensionarea se poate face folosind doua principii: * pretensionare locala; * pretensionare de ansamblu.

•

Pretensionarea locala este destinata sa modifice numai starea de eforturi din barele cele mai solicitate la  întindere datorita încarcarilor datorita încarcarilor exterioare. Acest sistem de pretensionare se realizeaza prin tiranti dispusi sub stratul inferior de bare, de regula numai în numai  în zona centrala a retelei, paralel cu barele acestui strat si legate de acestea.

•

Pretensionarea de ansamblu, care modifica starea de eforturi în eforturi în toate barele structurii, se poate realiza cu un numar redus de tiranti asezati paralel cu laturile retelelei sau pe directia diagonalelor acesteia.

•

 În acest caz tirantii pot ramâne în ramâne  în totalitate în totalitate în gabaritul retelei sau pot fi partial în partial în exteriorul acesteia.

•

Un caz particular de pretensionare se realizeaza atunci când tirantii sunt prinsi de unele noduri inferioare (de regula din zona centrala) si ancorati la cealalta extremitate de reazemele aflate pe conturul retelei. În retelei. În acest caz reazemele amintite trebuie sa aiba capacitate de rezistenta si rigiditate corespunzatoare sau

extremitatile lor superioare trebuie sa de baza stâlpilor sau ûn exteriorul cladirii (daca exista spatiu disponibil). •

De fapt, acest mod de dispunere a tirantilor creaza un reazem deformabil (sau mai multe) în multe) în câmpul retelei tridimensionale ceea ce modifica în modifica  în totalitate distributia de forte axiale din bare conducând la valori mai mici si mai uniform distribuite ale acestora.

24. Evolutia cladirilor inalte pana in anul 2000. Exemple si inaltimi. 1871 Chicago • aparitia ascensorului OTIS (1857 - 1875) • reconstructie dupa incendiu • William le Baron Jenney (scoala d in Chicago): - Leiter Building (1879) - Home Insurance Building (1883) • Zidarie portanta cu grosimi mari • Ascensor  • Hidrofor  • Incalzire centrala • Telefon Exemple: Flatiron Building, Reliance Building, NY Herold Building, Madison Square Garden. • Prima cladire cu structura din otel (1889): - Blocul “Rand Mc Nally”, inaltime 36.0 m 9 etaje • Structura din otel cu contravantuiri verticale verticale din otel rotund (1891) - Blocul “Capital” - 85.5 m inaltime , - 20 etaje. • Prima cladire peste 100 m (1899) : - “Park Row Building” cu doua turnuri  jumelate de 118 m - 29 etaje • Prima cladire peste 200 m (1913): - turnul “Woolworth” cu 244 m – 60 etaje • Recordul antebelic (1931): - “Empire State Building” cu 381 m –  102 etaje

25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi. 1. Burj Dubai H > 700 m 2008 2. Busan Lotte Tower – Coreea de sud 494 m 2009 3. Shanghai World Financial Tower 492 m 2007 o singura functiune majora - birouri - hoteluri - locuinte (mai rar) • mai multe functiuni majore:

- locuinte + hotel - birouri + locuinte - birouri + hotel Materiale principale pentru structura: • beton armat • beton cu armatura rigida • otel Structuri: • un singur material • mai multe material

26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile inalte. • Betoane curente < C55 (550 kg/cmp) • Betoane de inalta rezistenta (BIR) C60 – C80 (600 – 800 kg/cmp) • Betoane de inalta performanta (BIP) C80 - C 120 (800-1200 kg/cmp) • Betoane de foarte inalta performanta (BFIP) C130 – C200 (1300 - 2000 kg/cmp) • Beton de ultra-inalta performant performantaa (BUIP) > C200 (2000 kg/cmp)

27. Avantajul betoanelor superioare. Reducerea dimensiunilor structurii, economie de otel, impermeabilitate, lucrabilitate, rezistenta inalta, largirea spatiilor utilizabile, rentabilitate economica ridicata, avantaje tehnice,

28. Materiale compozite. Asocieri “beton + otel” • Beton cu armatura rigida (BAR) • Beton confinat in tuburi (BAT): Stalpi din otel cu diametru < 3.0 m Tuburi de otel cu grosime variabila < 16 mm Beton cu rezistenta 1300 kg/cmp Cost mai mic cu 36% fata de solutia traditionala • Beton cu fibre metalice disperse (BFM) Se folosesc in toate cazurile BIP sau BFIP

29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel. Incarcari: Permanente : greutate proprie, Utile : conform functiunii, Actiuni de mediul natural (cutremur, vant, variatii de temperatura) Actiunea seismica: vezi desen 29a Oscilatii plane: vezi desen 29b Torsiunea: vezi desen 29c Forte seismice de nivel: vezi desen 29d.

30. (1)Calculul perioadei proprii de vibratie. (2)Calculul fortelor seismice. (1)T0=C1x3/4H, unde C 1=0.085(structura in cadre de otel), C 1=0.075(structura in cadre de BA sau cadre din otel cu contravantuiri excentrice), C 1=0.050(pt alte structuri). (2)Fd=ᵞ1agβ(T)W / q g, ᵞ1(coef de imp a cladirii), a g(acceleratia terenului – conform hartii de zonare seismica), β(T) (valoarea spectrului de raspuns pentru T si T c – perioada de colt a amplasamentului )W(greutatea )W(greutatea totala a cladirii), q(factorul de reducere a raspunsului elastic – in functie de tipul structurii si de material: otel cu ductilitate medie sau mare, BA – cadre sau pereti structurali), g(acceleratia gravitatiei) 31. Proiectarea seismica bazata pe performanta. Obiectivele de performanta se stabilesc separat, pe categorii de CNS, iar in cadrul fiecarei categorii in functie de consecintele posibile ale avarierii. Obiective: -Asigurarea cailor de evacuare a persoanelor din cladire si de acces pentru echipele de interventie. -Evitarea/limitarea avarierii: CNS prin interactiuni necontrolate cu elementele structural, elementelor structurale prin interactiuni necontrolate cu CNS; structura si CNS vor fi proiectate pentru a prelua actiunile seismice cu o probabilitate mai mare de aparitie decat actiunea seismica de, fara degradari sauscoateri din uz, ale caror costuri sa fie exagerat de mari in comparatie cu costul structurii si al CNS. -Limitarea impactului psihologic datorat disconfortului disconfortului ocupantilor. -Evitarea prabusirii -Asigurarea sigurantei vietii: Structura va fi proiectata pentru a prelua “actiunile seismice de proiectare” stabilite, cu o marja suficienta de siguranta fata de nivelul de deformare la care intervine prabusirea locala sau generala, astfel incat vietile oamenilor sa fie protejate. Proiectarea CNS pe baza obiectivelor de performanta I. Proiectarea pentru actiunea indirect

II. Proiectarea pentru actiunea directa

32. 32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni.

33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte. Vezi Figurile 33. Calitatea terenului de fundare, corelata cu greutatea cladirii – efecte de tasare, eventual inegala – posibilitate de rasturnare  –tipuri de fundatii Calitatea terenului de fundare, corelata cu inaltimea cladirii – efecte asupra comportarii la seism - valoarea fortei seismice la baza cladirii si momentul de rasturnare, valoarea fortei axiale din momentul de rasturnare – influenteaza dimensiunea elementelor structurale, rezistenta lor la compresiune, tipul de fundatie.

34. Probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii. Vezi figura 34. Conformare Subsol: Cutie Rigida. Tipuri de fundatii: radier general, radier pilotat, radier baretat. Incinte: piloti tangenti sau secanti. Pereti mulati, sustinuti cu ancore precomprimate, spraituri orizontale, plansee (tehnologia top-down)

35. Incinte la subsolurile adanci ale a le cladirilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri provizorii. 36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea. Efectele actiunii vantului: Efecte globale: rezistenta de ansamblu, rigiditatea – efectul oscilatiilor (actiunea vantului depinde de zona climatica, presiunea statica a vantului creste exponential cu inaltimea cladrii, efectele dinamice ale actiunii vantului depind de forma si de rigiditatea cladirii) Efecte locale: pe fatade. Variatia presiunii vantului cu inaltimea: vezi figura 36.

37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la varf datorate actiunii vantului. Cladiri cu arie egala in plan, aceiasi inaltime, rigiditate si amortizare: vezi figura 37a.

38. Oscilatii sub actiunea vantului. Conditii de comfort. Vezi figura 38.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel. Exista un grafic care arata cresterea consumului de otel in functie de numarul de etaje si de prezenta sau absenta vantului. Vezi figura 39.

40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile inalte. Vezi figura 40.

41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere. + Structuri in cadre contravantuite, Structuri cu nucleu central, Structuri Tub in Tub, Structuri din Megamodule, Fatade structural – Megastructuri exterioare.Vezi figura 41.

Criterii de alegere: forma in plan a cladirii, functiunea cladirii, dimensiunile spatiilor interioare, raportul H/B, raportul deschiderilor (transv / long), natura terenului de fundare, tehnologia de executie. 42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple.

Cadre rigide pe doua directii (<20-25 niv) Cadre rigide + contravantuiri verticale (< 70-80 niv) Structura tubulara (pe contur) + stalpi interiori pentru incarcari gravit Megastructura exterioara (contravantuiri pe tot conturul) + stalpi int (ex: John Hancock Center) Sistem “tub in tub” . Pe exterior stalpi desi + rigle foarte rigide. Tub interior din nucleu central cu stalpi metalici sau pereti din beton armat (World Trade Center) Sistem de macrocelule (Sears Tower)- eventual completat cu contravantuiri pe peretii exterior.

43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale mixte.

7. Sistem “tub in tub” . Pe exterior stalpi desi + rigle foarte rigide. Tub interior din nucleu central cu stalpi metalici sau pereti din beton armat (World Trade Center) 8. Sistem de macrocelule (Sears Tower)- eventual completat cu contravantuiri pe  peretii exteriori

Sisteme structurale

46. Cadre din otel. cadre pe doua directii

44. Efectul etajelor rigide.

45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple. 1. Cadre rigide pe doua directii (<20-25 niv) 2,3,4 Cadre rigide + contravantuiri verticale (< 70-80 niv) 5. Structura tubulara (pe contur) + stalpi interiori pentru incarcari gravitationale 6. Megastructura exterioara (contravantuiri pe tot conturul) + stalpi interiori Exemplu: John Hancock  Center 

exemplu: Toronto Dominion Center (56 etaje)

47. Sisteme cu nucleu central. Exemple.

49. Planseele la cladirile inalte. Detalii.

48. Sisteme cu megastructura exterioara. Exemple.

avariat 26 de exponate -3 milioane de dolari) • Incapacitatea de functionare a unor cladiri esentiale  pentru reactia post-seism (Northridge (Northridge 1994-10 spitale spitale  principale scoase din functiune functiune prin avarii la CNS desi structurile erau practic neafectate) • Scoaterea din functiune a unui volum important de cladiri curente (persoane sinistrate) • Riscuri secundare: explozii , incendii • Pierderi economice directe si indirecte (USA pierderi la 25 cladiri comerciale • avarii la instalatiile electrice si la echipamentele mecanice : 7%; avarii ale finisajelor exterioare : 34%; avarii ale finisajelor interioare : 56%.) • Afectarea vietii societatii

50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori.

53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale. • Asigurarea cailor de evacuare a persoanelor din cladire si de acces pentru echipele de interventie. • Evitarea/limitarea avarierii: - CNS prin interactiuni necontrolate cu elementele structurale; - elementelor structurale prin interactiuni necontrolate cu CNS • Limitarea impactului psihologic datorat disconfortului ocupantilor. 54. Solicitarea seismica a componentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate. actiunea indirecta:

51. Amortizori pentru vant. Tipuri. Tipuri de amortizori: -amortizor cu lichid vascoelastic -amortizor cu polimeri

actiunea directa

-amortizori cu frecare 52. Protectia seismica a componentelor nestructurale. Justificare. Consecinte chiar la cutremure moderate • Afectarea sigurantei vietii (Japonia- garduri de incinta din zidarie avariate- 18 din cele 28 victime s-au datorat caderii gardurilor de zidarie) • Pierderea valorilor culturale (La Asian Art Museum din San Francisco, s-au

Raspunsul seismic al CNS

56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori. Avarii la peretii de umplutura

Interactiuni necontrolate

Fixarea peretilor interiori 55. Proiectarea fatadelor cortina.

46. Cadre din otel.

47. Sisteme cu nucleu central. Exemple.

50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori.

Tipuri de amortizori: - cu cu lichid lichid vascoelastic vascoelastic

48. Sisteme cu megastructura megastructura exterioara. Exemple.

- cu polimeri

- cu frecare

52. Protectia seismica a componentelor  nestructurale [CNS]. Justificare.

49. Planseele la cladirile inalte. Detalii

56. Avarii la peretii de umplutura.

Fixarea peretilor interiori.

Protectia seismic a CNS - deoarece produc consecinte chiar la cutremure moderate:

53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale.

55. Proiectarea fatadelor cortina.

54. Solicitarea seismica a componentelor  nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate.

1.Structuri cu deschideri mari. Principii generale de alc ătuire. Exemple A.Sisteme separate* Structura acoperisului * Structura verticala B. Sistem integratC. Infrastructura

Circul din Bucuresti Piata acoperita din Royan

2.Care sunt înc ărcările pentru care se proiecteaz ă acoperişurile sălilor ? Clasif. acoperi şurilor din punct de vedere al greut ăţii proprii.  I. Structura acoperisului

Incarcari de proiectare: greutate proprie,zapada,vant cutremur vertical, incarcari din instalatii/tehnologica Greutatea proprie Acoperisuri grele : * din beton armat/  precomprimat (200 - 400kg/mp) Acoperisuri usoare* din otel, lemn, materiale plastice (50 – 100 kg/mp)

3.Încărcări de proiectare pentru acoperişurile sălilor: încărcarea din zăpadă şi din acţiunea vântului. Factori de care depind aceste încărcări.

Cutremur vertical 

0 <  (med) < 30° deci c1=1 ; c2 = (30+)/30 α(med) > 60° deci c1 = 0 ; c2 = 2

Acoperisurile si consolele cu deschideri mari se calculeaza la actiunea componentei verticale a cutremurului Forta seismica seismica verticala Fv = 1.5KsG Pentru Bucuresti Fv = 0.3G

4. Elemente structurale fundamentale pentru acoperişurile sălilor cu deschideri mari

 Elemente structurale fundamentale: depinde de: Cablu –intindere axiala conditiile de amplasament, geometria acoperisului, greutatea proprie a acoperisului  Incarcare din vant depinde de: Conditiile de amplasament Zona climatica : patru zone climatice Conditiile de amplasament * zona climatica(Bucuresti, zona B, gv cu incarcare de referinta intre 90-180 = 42 kg/mp) kg/mp; pentru Bucuresti incarcarea de * conditii de microrelief  Grindareferinta 150kg/mp. (amplasamente adapostite/expuse) incovoiere Efectul de adapostire: * reducere 20%  pentru conditii normale de expunere si *mediu construit acoperis plat; * crestere de 10% pentru Forma cladirii/acoperisului  Incarcare din vant. Efectul formei forme de acoperis care impiedica acoperisului spulberarea a.Presiune/suctiune pe o cupola sferica Geometria acoperisului inalta (3/4 din sfera) b.Suctiune o o  < 30° .. c = 1.0,  > 60.. c = 0.0 cupola plata (putin inalta) Arc - compresiune c.Suctiune/presiune pe un acoperis cilindric cu cabluri paralele  Incarcare din zapada

1

5.Structuri cu cabluri pentru acoperişuri cu dechideri mari. Clasificări.Caracterisitici generale. Suprafete cu simpla curbura

6. Structuri cu cabluri cu simplă curbură. Principii de alcătuire de ansamblu Structura cu cabluri paralele Eforturi cu valori mari in elementele  prindere ale cablurilor 

Ferme concave 1.Cablu portant 2.Cablu de intindere (stabilizare)3.Diagonale/montanti intinsi

Structuri pe plan circular 

Suprafata cu dubla curbura

Plan complet liber  Plan cu un stalp central

Ferme convexe

Stadion la MONTEVIDEO MONTEVIDEO (1956) (1956) Plan circular; cupola inversa , 256 cabluri radiale, acoperis din placi  prefabricate de b.a.,inel exterior din  b.a., inel interior metallic Un singur singur rand de cabluri

Bazin de inot la Wuppertal(Germania) Wuppertal(Germania) Plan dreptunghiular  Ferma de cabluri

Ferme mixte 1.Cablu portant 2.Cablu de intindere (stabilizare) 3.Montanti comprimati 4.Montanti intinsi Structuri cu simpla curbura si un singur rand de cabluri.Au deformabilitate ridicata sub efectul zapezii si al vantului; necesita lestareAcoperis GREU  Structuri cu dubla curbura si ferme de cabluri. Prin alcatuire sunt putin deformabile; nu necesita necesita lestareAcoperis USOR

7. Ferme de cabluri. Forme geometrice Stabilitatea la actiune vantului si zapezii este asigurata prin cabluri de intindere (de stabilizare); Eforturile din elementele grinzii depind de geometria fermei ; Permit folosirea acoperisurilor de tip “usor” Forme geometrice :

2

8.Structuri cu ferme de cabluri pe plan dreptunghiular şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale.

8.Reţele de ferme de cabluri. Scheme generale de alc ătuire. Exemple.  Principii de alcatuire:

10 .Structuri cu grinzi din oţel pentru acoperişuri cu deschideir mari. Principii de alc ătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al sec ţiunii transversale. Principii de alcatuire: Grinzi cu inima plina / Grinzi cu zabrele Clasificare in functie de forma sectiunii transversale Grinzi plane / Grinzi spatiale

Exemple: cadru metalic cu inima plina

grinzi metalice cu inima plina

3

Grinzi cu zabrele din otel 

11.Grinzi cu zăbrele şi cadre cu zăbrele din oţel. Scheme geometrice de alc ătuire. Secţiuni caracteristice ale barelor.

Grinzi cu zabrele suspendate

Cadre plane cu zabrele

Cadre din otel pentru deschideri mari

Cadre cu zabrele spatiale

Grinzi cu zabrele din otel formate din  segmente modulate Grinzi cu zabrele in consola

Grinzi cu zabrele pretensionate

-Hangar Melsbroeck (Belgia)

4

Detalii:

Grinzi cu zabrele pretensionate

12.Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari.Caracterizare generală. Materiale folosite. Arce din piatra/zidarie ; Arce din  beton armat ; Arce metalice ; Arce din lemn lamelar lipit Arce: Forma axei arcului depinde de modul de incarcare (compresiune  pentru incarcarea dominanta) / Incarcarile nesimetrice provoaca incovoiere in arc / Tasarile diferentiate sporesc eforturile in arc / Impingerile laterale depind de sageata arcului

Arce cu doua articulatii: Arcele cu articulatii nu transmit momente la fundatii / Arcele cu tirant nu transmit impingeri laterale

14. Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. Alc ătuirea secţiunii transversale pentru arcele din o ţel. Sisteme de contravantuire:

13.Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari. Dispunerea arcelor în structur ă. Arce cu două şi trei articula ţii. Arce – alcatuiri, mod de asezare in structura:

Arce cu trei articulatii Sunt sisteme static determinate (eforturile interioare nu depind de rigiditatea arcului) Nu sunt sensibile la tasari diferentiate

5

15.Structuri cu arce din lemn lamelar lipit (LLL) pentru s ăli cu deschideri mari. Avantajele structurilor din LLL în raport cu cele din alte materiale (beton armat, oţel). Permite realizarea unor elemente si structuri diverse: grinzi cu inima plina , grinzi cu zabrele (ferme), arce , cadre Permite obtinerea unor sectiuni transversale cu forme rationale din  punct de vedere al comportarii la solicitari mecanice (in special la incovoiere) Permite valorificarea intensiva a lemnului:piese de dimensiuni mici / lemn de calitati diferite Procesul de fabricaţie al LLI începe  prin evaluarea proprietăţilor mecanice ale cherestelei : proprietăţile de rezistenţă şi de rigiditate (modulul de elasticitate). Aceste date sunt necesare pentru a stabili în ce poziţie va fi amplasată scândura în pachet, pentru confecţionarea unei grinzi sau a unui stâlp. Piesele cu rezistenţă mai mare se plasează în zonele extreme unde eforturile unitare din încovoiere sunt mai mari iar cele cu rezistenţe mai scăzute se plasează în apropierea axei neutre (alcătuire combinat ă).

16. Structuri cu arce şi cabluri. Principii generale de alc ătuire (rolul/solicitările arcelor, rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice de preluare a  încărcărilor verticale.

Suprafete cu dubla curbura -forme

Patinoar la Univ.Yale

Arce + cabluri -exemple de alcatuire -

Scheme statice

Sala de concerte la Tallin Estonia

Structuri cu arce si cabluri Structuri cu dubla curbura

6

Retele de ferme de cabluri -Alcatuiri-

 placi cutateGrinzi si cabluri Hangar la aeroportul New York 

cilindri intersectati -

17. Acoperisuri cu dublă curbură din beton armat/precomprimat. Forme geometrice. Cabluri + cabluri Bazin acoperit – Tokyo - sectiuni

forme in plan-

definitii -

 pierderea stabilitatii-

- forme de baza -

suprafete cilindricerigidizari-

- paraboloizi-

Grinzi si placi suspendate Grinzi si cabluri Aeroportul Seremetevo – Moscova

transmiterea eforturilor la reazeme-

suprafete riglate-

conoizi -

18.Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alc ătuire generală. Caracteristici geometrice. Rigidizări şi elemente de margine. alcatuire generala-

7

comportarea cilindrilor scurti-

Cupole - eforturi eforturi in placa -

acoperisuri cilindrice din elemente prefabricate

variatia eforturilor in placa-

eforturi in cilindrii lungi-

19.Cupole din beton armat. Forme în plan şi în eleva ţie. Eforturi în plac ă.

Cupole din elemente prefabricateexemple-

forme in plan si in elevatie-

Cupole din beton armat monolit –  exemple eforturi in cilindri lungi-

Cupole din beton armat monolit exemple

impingeri laterale -

8

20.Acoperişuri reticulate cu dublă curbură din beton armat. Avantaje în raport cu acoperişurile din plăci pline.

21.Acoperişuri reticulate cu dublă curbură din oţel. Forme geometrice (cilindri şi cupole).

Structuri reticulate & prefabricate din  beton armat

22.Acoperişuri reticulate plane din oţel. Forme de baz ă. Dispunerea reţelelor de bare. Acoperisuri reticulate plane-forme de  baza -

9

Acoperisuri reticulate plane - forme diverse

Acoperisuri reticulate plane

23.Acoperişuri reticulate plane din oţel. Efectul pretension ării.

24. EVOLUTIA CLADIRILOR  CLADIRILOR  INALTE PANA IN ANUL 2000. EXEMPLE SI INALTIMI. 1801 la Salford Manchester Proiect: Boulton&Watt (masina cu aburi !) Cladire P + 6E . Dimensiuni 14.0 x 42.0 m ; Grinzi din fonta de cca 3.0 m lungime pe stalpi din fonta 1845 William Fairbairn: inlocuieste stalpii de fonta cu profile “I” din fier pudlat

Apar profilele Zores care inlocuiesc grinzile din lemn 1871 Chicago aparitia ascensorului OTIS (1857 1875) reconstructie dupa incendiu William le Baron Jenney (scoala din Chicago): Leiter Building (1879) Home Insurance Building (1883): 11 niveluri , pereti exteriori din caramida + stalpi de fonta , stalpi interior si grinzi din fonta scurt istoric Zidarie portanta cu grosimi mari Ascensor Hidrofor  Incalzire centrala Telefon Prima cladire cu structura din otel (1889): - Blocul “Rand Mc Nally”, inaltime 36.0 m 9 etaje Structura din otel cu contravantuiri vertical din otel rotund (1891) Blocul “Capital” - 85.5 m inaltime ,20 etaje. Cladirea Monadnock (scoala din Chicago) 16 etaje din zidarie (monument) ; grosimea zidurilor la  parter 1.8 m conform codului american din acea vreme pentru raportul dintre grosimea zidurilor  exterioare/ nr etajelor (30 cm pentru un nivel + cate 10 cm c m pentru fiecare nivel in plus); cladire grea: s-a tasat cu 50 cm in 50 de ani

Prima cladire peste 100 m (1899) : - “Park Row Building” cu doua turnuri  jumelate de 118 m - 29 etaje Prima cladire peste 200 m (1913): - turnul “Woolworth” cu 244 m – 60 etaje Recordul antebelic (1931): - “Empire State Building” cu 381 m –  102 etaje

25. EVOLUTIA CLADIRILOR  INALTE DUPA ANUL 2000. EXEMPLE SI INALTIMI. 1. Burj Dubai H > 700 m 2008 2. Busan Lotte Tower – Coreea de sud 494 m 2009 3. Shanghai World Financial Tower  492 m 2007 4. Abraj Al Bait Hotel – Arabia Saudita 485 m … 5. International Commerce Center  Hong-Kong 484 m 2009 6. Nanjing Greenland Financial Tower- China 456 m 2008 7. Dubai Tower Doha – Qatar 442 m 2007 8. Trump International Hotel Chicago 415 m 2008 9. 23 Marina Dubai 380 m 2009 10. Bank of America New York 366 m 2008 - functiuni • o singura functiune majora - birouri / hoteluri / locuinte locuint e (mai rar) • mai multe functiuni majore: - locuinte + hotel - birouri + locuinte - birouri + hotel • Citicorp Center (59 etaje – 279 m) - birouri ....................90% - comert .....................3% • John Hancock Center (100 etaje –  344 m) - apartamente ..............46.7% - birouri ......................27.2% - comert/spectacole .... 8.9% Materiale principale pentru structura: • beton armat • beton cu armatura rigida • otel Structuri: • un singur material • mai multe materiale

10

26. CLASIFICAREA CLASIFICAREA BETOANELOR FOLOSITE AL CLADIRILE INALTE. • Betoane curente < C55 (550 kg/cmp) kg/ cmp) • Betoane de inalta rezistenta (BIR) C60 – C80 (600 – 800 kg/cmp) • Betoane de inalta performanta (BIP) C80 - C 120 (800-1200 kg/cmp) • Betoane de foarte inalta performanta (BFIP) C130 – C200 (1300 - 2000 kg/cmp) • Beton de ultra-inalta performanta (BUIP) C200 (2000 kg/cmp)

Beton cu fibre metalice Disperse

Cadru din BAR 

Structuri din otel –   profile laminate/compuse

27.AVANTAJUL 27.AVANTAJUL BETOANELOR  SUPERIOARE

Stalpi din BAR 

Costul reducerii sectiunii

Grinzi din BAR 

29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel. Incarcari si actiuni: Incarcari permanente: greutate proprie Incarcari utile : conform functiunii Actiuni de mediul natural:cutremur, vant, variatii de temperatura actiunea seismica – 

Beton confinat in tuburi (BAT)

28. Materiale compozite. Asocieri “beton + otel” Beton cu armatura rigida (BAR) Beton confinat in tuburi (BAT) Beton cu fibre metalice disperse (BFM) Se folosesc in toate cazurile BIP (Betoane de inalta performanta C80 - C 120 (800-1200 kg/cmp)) sau BFIP (Betoane de foarte inalta  performanta C130 – C200 (1300 - 2000 kg/cmp)) Cadru din BAR 

Beton confinat in tuburi (BAT) Two Union Square (Seattle) – 88 etaje

Stalpi din otel cu diametru < 3.0 m Tuburi de otel cu grosime variabila < 16 mm Beton cu rezistenta 1300 kg/cmp Cost mai mic cu 36% fata de solutia traditionala

oscilatii plane torsiunea de ansamblu oscilatii spatiale

11

forte seismice de nivel – 

30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor seismice. calculul perioadei proprii-

31. Proiectarea seismica bazata pe performanta.  NIVEL DE PERFORMANTA PERFORMANTA SEISMICA (NPS) Gradul de avariere se refera la: elementele structurii (ES) componentele nestructurale (CNS) Se defineste prin:natura , amploarea , consecintele avariilor (pierderilor) Proiectarea seismica a cladirilor  trebuie sa accepte un anume grad de avariere. Orice tentativă de proiectare si executare a unor constructii care să nu sufere avarii la cutremur este  practic irealizabilă În conceptul de performantă,  proiectarea seismică a clădirilor   porneste de la stabilirea, prin tema de  proiectare, a obiectivului de  performantă seismică al Investitorului , adică a stării de avariere a clădirii pe care acesta o acceptă în cazul producerii unui cutremur de o intensitate dată.

 Nivelul de performantă seismică 4. Cladire in stadiul de precolaps stabilit de investitor nu poate fi (CPC   ) : inferior celui minimal stabilit cladire la care nu s-a produs  prin reglementările tehnice  prabusirea dar care are avarii Obiectivele diferentiate, suplimentare, structurale grave care pot pune in  permit investitorilor limitarea avarierii  pericol siguranta vietii persoanelor din  pentru a asigura continuitatea interior/exterior  functionării unor clădiri esentiale si Niveluri de performanta ale cladirii reducerea pagubele economice, vs. starea de avariere a CNS inclusiv cele rezultate din întreruperea Cladire complet functionala : avarii activitătii, în cazul unor cutremure usoare ale CNS moderate dar cu frecventă mai mare Cladire functionala : avarii moderate de aparitie decât a cutremurului de ale CNS  proiectare. Cladire care asigura protectia vietii Se pot descrie, calitativ: (CPV): Siguranta oferita ocupantilor in timpul - avarii extinse ale CNS si dupa cutremur; Cladire in stadiul de precolaps (CPC) : Costul si fezabilitatea lucrarilor de - avarii generale ale CNS readucere la situatia dinaintea Stadii limita (niveluri) de cutremurului; performanta ale CNS Durata lucrarilor de reabilitare; Stadiile limita de performanta pentru Impactul economic, arhitectural sau CNS: istoric asupra comunitatii/societatii CNS-A: Cladire complet functional NPS se refera la comportarea cladirii CNS-B: Cladire functional CNS-C: in raport cu: Cladire care asigura protectia vietii Starea limita ultima (SLU) : are ca CNS-D: Cladire in stadiul de scop protectia vietii oamenilor din  precolaps interiorul/exteriorul cladirii prin Stadiul limita de performanta evitarea prabusirii partiale/totale CNS-A –caracterizare generala (nivelul de performanta depinde de • Cele mai multe CNS necesare pentru raspunsul seismic al elementelor  folosirea cladirii sunt functionale (pot structurii) fi necesare mici reparatii/curatire) Starea limita a exploatarii normale • Satisfacerea acestui nivel implica si (SLEN): are in vedere masura in care calitatea montajului, caracteristicile cladirea poate fi folosita dupa echipamentelor (“calificarea cutremur (nivelul de performanta seismica”) depinde de raspunsul seismic al • Uneori este necesara componentelor nestructurale) existenta/functionarea alimentarii de rezerva NIVELURI DE PERFORMANTA SEISMICA IN RAPORT CU SLEN  Stadiul limita de performanta CNS-B –caracterizare generala 1. Cladire complet functionala (CCF): cladire cu avarii neglijabile, care • Avarii usoare al unele CNS, cateva continua sa functioneze normal, geamuri sparte, unele echipamente pot inclusiv instalatiile, echipamentele si iesi din functiune dotarile • Caile de acces si echipamentele  pentru siguranta vietii raman in 2. Cladire functionala (CF) : cladire cu avarii minore si intreruperi general disponibile si functionale de scurta durata a serviciilor / (daca alimentarea cu energie utilitatilor neesentiale, dar care poate functioneaza) fi folosita normal • Riscul de ranire/pierderea vietii datorit avariilor CNS este foarte NIVELURI DE PERFORMANTA scazut SEISMICA IN RAPORT CU SLU  3. Cladire care asigura protectia vietii • Daca structura nu are avarii, ocupantii pot ramane in siguranta (CPV): cladire care are avarii structurale chiar daca sunt necesare unele moderate pana la extinse care nu reparatii (confort redus) constituie un pericol semnificativ Stadiul limita de performanta  pentru siguranta vietii (riscul de CNS-C –caracterizare generala  prabusire partiala/totala este foarte redus)

12

• Se produc avarii extinse si costisitoare ale CNS(necesita timp lung de refacere) dar nu se produc dislocari si caderi sistematice • Caile de acces pot fi partial pa rtial blocate de moloz • Se pot produce avarii semnificative la instalatii (inclusiv inundarea) si imposibilitatea functionarii • Pot fi raniti (din caderea CNS) dar  riscul de pierdere a vietii este, in general, foarte scazut (la interior sau la exterior) Stadiul limita de performanta CNS-D –caracterizare generala • Se produc avarii grave care ar putea afecta siguranta vietii prin caderea unor CNS. • Elementele care prezinta riscuri grave de prabusire(interior/exterior) sunt asigurate si nu cad in zonele unde sunt posibile aglomerari de persoane • La acest nivel de avariere nu se cere  protejarea cailor de acces si nici a instalatiilor pentru siguranta vietii (instalatii de stingere a incendiilor, de exemplu)

fundatii generale(pe tot situl) apar   probleme de sustinere a peretilor,  prezenta apei-pot aparea infiltratii, lucru ce duce la compromiterea intregii lucrari ; fundatiile au conformarea de cutii rigide, iar ele se  pot realiza in 3 moduri: radier general, radier pilotat, radier baretat

32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni.

36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea.

La cladirile inalte este obligatoriu realizarea rostului seismic, care in zona de intalnire a doua corpuri(tip turn+bara);pe distanta comuna celor 2 se realizeaza o structura rigida; rosturile in plan se amplaseaza in asa fel incat sa se evite formele complicate(rost baioneta, bloc L); dimensiunea acestora este determinata de calculul deplasarilor maxime  posibile,ele realizandu-se in asa fel incat sa se evite ciocnirile din translatie sau rasucire a celor doua corpuri intre care trebuie prevazut rostul; firme specializate:BALCO(USA),COUVRA  NEUF(FR)

35. Incinte la subsolurile adanci ale cladirilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri provizorii. Incintele la subsolurile adanci(in general pana la 5-6) se realizeaza cu  piloti-tangenti si secanti- sau cu pereti mulati; acestia se sustin cu ancore  precomprimate,spraituri orizontale,  plansee (tehnologia top-down:  procedeul de executie concomitenta a infrastructurii si a unui numar de niveluri supraterane ce permite efectuarea lucrarilor de ancoraje sau a spraiturilor metalice, rolul de sustinere a incintei din pereti mulati fiind  preluat de planseele de subsol, care se  betoneaza pe masura adâncirii excavatiei)

33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte. Terenul de fundare are o importanta foarte mare deoarece cladirile inalte au nevoie de infrastructuri ample.Calitatea acestuia poate determina atat numarul de subsoluri cat si costurile de realizare(in functie de dificultatea lucrarii); infrastructura inseamna fundatii+structura subsolului, iar la cladirile inalte aceastea pot ajunge pana la 56(subsoluri);

Efectele globale ale actiunii vantului sunt rezistenta de ansamblu si rigiditatea –efectul oscilatiilor; actiunea vantului depinde intotdeauna de zona climatica; presiunea statica a vantului creste exponential cu inaltimea cladirii; efectele dinamice ale actiunii vantului depind de forma si de rigiditatea cladirii. Efectele locale depind de forma cladirii in plan si elevatie si apar pe fatadele cladirii(desprinderi de materiale)

34. probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii. Problemele de fundare la cladirile inalte pot fi date de diferiti factori: compozitia terenului de fundaredetermina adancimea pana la care se  poate merge cu lucrarea, vecinatatilein cazul in care vin alaturate doua

37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la varf  datorate actiunii vantului. 13

Deplasarile maxime produse la varf depind de forma cladirii; cladiri cu arie egala in plan, aceiasi inaltime, rigiditate si amortizare; oscilatiile sub actiunea vantului determina conditiile de confort ale celor aflati in cladire

14

1.

Structuri cu deschideri mari. Principii

generale de alcătuire. Exemple 0 < α (med) < 30° ⇓  c1=1 ; c2 = (30+α )/30 )/30

-cladiri cu un nivel si deschideri mari. -grinzi longitudinale, transversale si mixte Alcatuire generala: A.Sisteme separate * Structura acoperisului * Structura verticala

α

(med) > 60°

⇓  c1 = 0 c2 = 2

Caracteristici generale: • Structuri cu simpla curbura si un singur  rand de cabluri. - au deformabilitate ridicata sub efectul zapezii si al vantului. Necesita lestare; Acoperis GREU  • Structuri cu dubla curbura si ferme de cabluri - prin alcatuire sunt putin deformabile. Nu necesita lestare. Acoperis USOR

Structuri cu cabluri cu simplă curbură. Principii de alcătuire de ansamblu.

6.

B. Sistem integrat C. Infrastructura

Exemple: Circul din Bucuresti, Piata acoperita din Royan 2.Care sunt încărcările pentru care se proiectează acoperişurile sălilor?

Clasificarea acoperişurilor din punct de vedere al greutăţii proprii. Acoperisuri grele- din ba/ precomprimat 200- 400 kg/mp • Acoperisuri usoare- otel, lemn, mat. Plastice 50- 100 kg/mp Incarcari: 1. Greutate proprie 2. Zapada 3. Vant 4. Cutremur vertical 5. Incarcari din instalatii/ t ehnologice ehnologice •

3.Greutatea proprie a acoperisului • Acoperisuri usoare Incarcarea de referinta din zapada se majoreaza cu coeficientul de siguranta de γ ≅ 1.8 - 2.0 • Acoperisuri grele Incarcarea de referinta din zapada se majoreaza cu coeficientul de siguranta de γ ≅ 1.2 – 1.5

Incarcarea din vant. Depinde de: 1. Conditiile de amplasament • zona climatica (Bucuresti, zona B, gv = 42 kg/mp) • conditii de microrelief (amplasamente adapostite/ expuse) • mediu construit 2. Forma cladirii/ acoperisului 4. Elemente structurale fundamentale pentru

acoperişurile sălilor cu deschideri mari 1. Cablu - intindere axiala 2. Grinda - incovoiere 3. Arc - compresiune

3. Încărcări de proiectare pentru acoperişurile sălilor: încărcarea sălilor: încărcarea din zăpadă şi din acţiunea vântului. Factori de care depind aceste încărcări. Incarcarea din zapada. Depinde de: 1. Conditiile de amplasament  • Zona climatica : patru zone climatice climatice cu incarcare de referinta intre 90-180 kg/mp;  pentru Bucuresti incarcarea de referinta referinta 150kg/mp. • Efectul de adapostire: * reducere 20% pentru conditii normale de expunere si acoperis plat; * crestere de 10% pentru forme de acoperis care impiedica spulberarea 2. Geometria acoperisului- daca favorizeaza sau nu aglomerarile de zapada

5. Structuri cu cabluri pentru acoperişuri cu dechideri mari. Clasificări. Caracterisitici generale. supr. Clasificare: A. In functie de geometria supr. reale de cabluri: 1. cu simpla curbura

2. cu dubla curbura - portante+ stabilizatoare - sunt asezate pe doua directii dar cu curburi inverse - cele stabilizatoare apasa si le impiedica sa fuga la vant - sunt rigide  In functie de numarul numarul de straturi de cabluri cabluri B. In functie 1. un strat 2. ferme din cabluri

α < 30° ..... c = 1.0

1. Structura cu cabluri paralele • Eforturi cu valori mari in elementele  prindere ale cablurilor 

- cablu ancorare- ca sa nu se rastoarne; sa trimita F la pamant - masiv imp. de beton care sa compenseze intinderea - piloti in adancime de care se trag cablurile 2. Structuri pe plan circular  • Plan complet liber  - deschidere cabluri= diametru sala • Plan cu un stalp central

7. Ferme de cabluri. Forme geometrice • Stabilitatea la actiune vantului si zapezii este asigurata prin cabluri de intindere (de stabilizare) • Eforturile din elementele grinzii depind de geometria fermei • Permit folosirea acoperisurilor de tip “usor” Forme geometrice 1. Ferme concave - Cablu portant - Cablu de intindere (stabilizare) - Diagonale/montanti Diagonale/montanti intinsi

2. Ferme convexe - Cablu portant - Cablu de intindere (stabilizare) Diagonale/montanti comprimati

3. Ferme mixte - Cablu portant - Cablu de intindere (stabilizare) -Montanti comprimati - Montanti intinsi

Cadre cu zabrele:

8. Structuri cu ferme de cabluri pe plan

dreptunghiular şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale.

Reţele de ferme de cabluri. Scheme generale de alcătuire. Exemple.

9.

10. Structuri cu grinzi din oţel pentru acoperişuri cu deschideri mari. Principii de

alcătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al secţiunii transversale. Principii de alcatuire: • Grinzi cu inima plina • Grinzi cu zabrele Clasificare dpv sectiune transversala: A. Grinzi plane B,C. Grinzi spatiale

12. Structuri cu arce pentru săli cu

deschideri mari. Caracterizare generală. 11. Grinzi Transmiterea eforturilor 

cu zăbrele şi cadre cu zăbrele din oţel. Scheme geometrice de alcătuire. Secţiuni caracteristice ale barelor.

Grinzi cu zabrele:

Materiale folosite. Materiale:  piatra/ zidarie; ba; metalice; lemn lamelar lipit. • Forma axei arcului depinde de modul de incarcare (compresiune pentru incarcarea dominanta) • Incarcarile nesimetrice provoaca incovoiere in arc - arc masiv piatra- inc. zapada nu produce mai nimic - arc usor metalic, lemn- inc. Zapada aduce incovoieri • Tasarile diferentiate sporesc eforturile in arc • Impingerile laterale depind de sageata arcului (sunt cu atat mai M cu cat arcul e mai turti si invers M:F) 13. Structuri cu arce pentru săli deschideri mari. Dispunerea arcelor

structură. Arce cu două şi trei articulaţii.

cu în

15. Structuri cu arce din lemn lamelar lipit Arce cu 2 articulatii (sistem cu impingeri): • Arcele cu articulatii nu transmit momente la fundatii • Arcele cu tirant nu transmit impingeri laterale

(LLL) pentru săli cu deschideri mari. Avantajele structurilor din LLL în raport cu

cele din alte materiale (beton armat, oţel).

Ex: bazin de inot- apa+clor= vapori de clorataca otelul 16. Structuri cu arce şi cabluri.

Principii generale de alcătuire (rolul/solicitările arcelor, rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice de preluare a încărcărilor verticale.

Scheme statice:

Arce cu 3 articulatii: • Sunt sisteme static determinate (eforturile interioare nu depind de rigiditatea arcului) •  Nu sunt sensibile la la tasari diferentiate

Caracteristici geometrice: - grosimi foarte mici in raport cu deschiderile - la cheie 6-8cm- 20m cilindru Rigidizari si elemente de margine: - ca sa nu am pierderi de stabilitate - nervuri de rigidizare la interax de 3,5m - placa incastrata in el de reazem - arce de rigidizare pe exterior 

14. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire.

Alcătuirea secţiunii transversale pentru arcele din oţel. Sisteme de contravantuire: Alcatuirea sectiunii transversale:

19. Cupole din beton armat. Forme în plan şi  în elevaţie. Eforturi în placă. Eforturi in placa:

17. Acoperisuri cu dublă curbură din beton armat/precomprimat. armat/precomprimat. Forme geometrice.

18. Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alcătuire generală. Caracteristici geometrice.

Rigidizări şi elemente de margine. Alcatuire generala:

- ca la cilindrii; daca sunt placi mai grele mai apar si mom incovoietoare

Acoperişuri reticulate plane din oţel. Forme de bază. Dispunerea reţelelor de bare.

22.

20. Acoperişuri reticulate cu dublă curbură din beton armat. Avantaje în raport cu

acoperişurile din plăci pline. - cele 2 raze de curbura trebuie discretizate prin noduri foarte dese si cat mai apropiate de geometria suprafetei - lungimea barei este data de riscul de flambaj,  pierderea stabilitatii

Acoperişuri reticulate cu dublă curbură din oţel. Forme geometrice (cilindri şi

21.

cupole). - nu sunt necesare noduri la fel de dese ca la  beton

23. Acoperişuri reticulate plane din oţel. Efectul pretensionării.

- modificarea deformarii generale a acoperisului a.i. sa se creeze o deformatie deformatie inverse decat cea  produsa de sarcina utila. utila. ----------------------------------------------------------

24. Evolutia cladirilor cladirilor inalte pana in anul 2000. 2000. Exemple si inaltimi. inaltimi.

Home Insurance Building (1883) • 11 niveluri • pereti exteriori din caramida + stalpi de fonta • stalpi interior si grinzidin fonta Prima cladire cu structura din otel (1889): - Blocul “Rand Mc Nally”, Nally”, inaltime 36.0 m, 9 etaje Structura din otel cu contravantuiri verticale din otel rotund (1891) - Blocul “Capital” - 85.5 m inaltime , - 20 etaje. Cladirea Monadnock (scoala din Chicago) 16 etaje din zidarie (monument) • grosimea zidurilor la parter 1.8 m conform codului american din acea vreme pentru raportul dintre grosimea zidurilor exterioare/ nr etajelor (30 cm pentru un nivel + cate 10 cm pentru fiecare nivel in plus) • cladire grea: s-a tasat cu 50 cm in 50 de ani Prima cladire peste 100 m (1899) : - “Park Row Building” cu doua turnuri jumelate de 118 m - 29 etaje Prima cladire peste 200 m (1913): - turnul “Woolworth” cu 244 m – 60 etaje Recordul antebelic (1931): - “Empire State Building” cu 381 m – 102 etaje Evolutia pana in 2000: 1846 - “Trinity Ch. NYC” cu 86,5 m 1890 - “NY World” cu 94 m 1905 - “Singer” cu 186,5 m 1913 - “woolworth” cu 241,5 m 1929 - “Crysler” cu 320 m 1930 - “Empire State Building” cu 381 m 1971 - “World Trade Center” cu 411,5 m 1974 - “Sears Tower” cu 443 m 1996 - “Petrona Tower” cu 452 m 25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi.

1. Burj Dubai H > 800 m 2009 2. Busan Lotte Tower – Coreea de sud 494 m 2009 3. Shanghai World Financial Tower 492 m 2007 4. Abraj Al Bait Hotel – Arabia Saudita 485 m … 5. International Commerce Center Hong-Kong 484 m 2009 6. Nanjing Greenland Financial Tower- China 456 m 2008 7. Dubai Tower Doha – Qatar 442 m 2007 8. Trump International Hotel Chicago 415 m 2008 9. 23 Marina Dubai 380 m 2009 10. Bank of America New York 366 m 2008

26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile inalte.

• Betoane curente < C55 (550 kg/cmp) • Betoane de inalta rezistenta (BIR) C60 – C80 (600 – 800 kg/cmp) • Betoane de inalta performanta (BIP) C80 - C 120 (800-1200 kg/cmp) • Betoane de foarte inalta performanta (BFIP) C130 – C200 (1300 - 2000 kg/cmp) • Beton de ultra-inalta performanta (BUIP) > C200 (2000 kg/cmp) 27. Avantajul betoanelor superioare.

Costul reducerii sectiunii:

28. Materiale compozite.

Asocieri “beton + otel” • Beton cu armatura rigida (BAR) • Beton confinat in tuburi (BAT) • Beton cu fibre metalice disperse (BFM) Se folosesc in toate cazurile BIP sau BFIP

29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel.

Incarcari si actiuni: • Incarcari permanente : greutate proprie • Incarcari utile : conform functiunii • Actiuni de mediul natural - cutremur  - vant - variatii de temperatura Actiunea seismica: (desen) Oscilatii plane: (desen) Torsiune:

Forte seismic de nivel: (desen)

30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor seismice.

CALCULU PERIOADEI PROPRII Perioada proprie de vibratie a modului fundamental

-

T0=C1 Unde C1=0.085 pt structuri in cadre de otel - C1=0.075 pt structuri in cadre din beton armat sau cadre din otel cau contravantuiri excentrice - C1=0.050 pt alte structuri CALCULUL FORTELOR SEISMICE Forta seismica de calcul la baza cladirii (Fd) este: -

Fd= i ag

, unde:

i – coeficientul de importanta al cladirii Ag – acceleratia gravitationala B(T) – valoarea spectrului de raspuns pt T si Tc(perioada de colt aamplasamentului) aamplasamen tului) q – factorul de reducere a raspunsului elastic (functie de tipul structurii si de material) W – greutatea totala a cladirii cla dirii g – acceleratia gravitatiei

31. Proiectarea seismica seismica bazata pe performanta.

I. 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Proiectarea pentru actiunea indirecta Stabilirea obiectivului de performanta Determinarea actiunii seismice de proiectare ag Calculul structurii, determinarea indicelui de drift efectiv IDef  Alegerea CNS, determinarea indicelui de drift admisibil IDadm Verificarea conditiei de siguranta IDadm > IDef  Daca IDadm < IDef  • se modifica CNS (preferabil)

sau • se modifica structura 1. Operatia 6 se repeta pana cand este satisfacuta conditia 5

II. 1. 2. 3.

Proiectarea pentru actiunea directa

Stabilirea obiectivului de performanta Determinarea actiunii seismice de proiectare ag Determinarea fortei de proiectare FCNS , a eforturilor sectionale de proiectare Ed,CNS si a deformatiilor efective asociate f ef,CNS ef,CNS 4. Determinarea rezistentei de proiectare R d,CNS d,CNS si a deformatiilor admisibile f adm,CNS adm,CNS prin calcul sau din informatiile furnizorului 5. Verificarea conditiilor de siguranta: • R d,CNS d,CNS > Ed,CNS • f adm,CNS adm,CNS > f ef,CNS ef,CNS

32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni.

33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte.

34. Probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii.

35. Incinte la subsolurile adanci ale cladirilor clad irilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri provizorii. 36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea.

Efectele actiunii vantului: • Efecte globale - Rezistenta de ansamblu - Rigiditatea – efectul oscilatiilor  • Efecte locale (pe fatade)

variatia presiunii vantului cu inaltimea

Efecte globale ale actiunii vantului

• Actiunea vantului depinde de zona climatica • Presiunea statica a vantului creste exponential cu inaltimea cladrii • Efectele dinamice ale actiunii vantului depind de forma si de rigiditatea cladirii 37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la varf datorate actiunii vantului.

Deplasarile maxime la varf depind de forma cladirii Cladiri cu arie egala in  plan, aceiasi inaltime, rigiditate si amortizare

38. Oscilatii sub actiunea vantului. Conditii de comfort.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel.

40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile

41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere.

Criterii de alegere: • forma in plan a cladirii; • functiunea cladirii; • dimensiunile spatiilor interioare; • raportul H/B • raportul deschiderilor (transv / long) • natura terenului de fundare; • tehnologia de executie 42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple. Exemple.

-

Structuri cu “tub perforat:

Ex: De Witt Chestnut – Chicago (1963), 43 etaje -

Structuri “tub in tub”:

Ex: Brunswick Building – Chicago Hong Kong Central Plaza 43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale structurale mixte.

44. Efectul etajelor rigide.

45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple.

1. Cadre rigide pe doua directii (<20-25 niv) 2,3,4 Cadre rigide + contravantuiri verticale (< 70-80 niv) 5. Structura tubulara (pe contur) + stalpi interiori pentru incarcari gravitationale 6. Megastructura exterioara (contravantuiri pe tot conturul) + stalpi interiori Exemplu: John Hancock Center  7. Sistem “tub in tub” . Pe exterior stalpi desi + rigle foarte rigide. Tub interior din nucleu central cu stalpi metalici sau pereti din beton armat (World Trade Center) 8. Sistem din mega module (Sears Tower) - eventual completat cu c u contravantuiri pe peretii exterior 

46. Cadre din otel.

Exemple:

“Toronto Dominion Center” Consultant arhitectura : Mies van der Rohe • 56 etaje cu h = 3.65 m • lungime 8 x 9.15 = 73.2 m • latime 3 x 12.2 = 36.6 m • plansee de beton turnate pe tabla cutata • suprafata totala 150.000 mp • consum de otel 33.500 tone (225 kg/mp) 47. Sisteme cu nucleu central. ce ntral. Exemple.

48. Sisteme cu megastructura megastructura exterioara. Exemple.

Exemple: - John Hancock Center 

-

Hotel De Las Artes – Barcelona Cladire inalta din Southfield – Michigan Aluminium Company of America – San Francisco

49. Planseele la cladirile inalte. Detalii.

Dipunerea grinzilor:

Dipunerea grinzilor:

Detalii planseu:

50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori.

Sporirea rigiditatii prin contravantuiri in plan orizontal:

Tipuri: - amortizor cu lichid vascoelastic

- amortizor cu polimeri

-amortizor cu frecare

51. Amortizori pentru vant. Tipuri.

52. Protectia seismica a componentelor nestructurale. Justificare.

Componentele nestructurale: 1. COMPONENTE ARHITECTURALE * elemente exterioare atasate anvelopei a nvelopei * elementele anvelopei (elemente de închidere verticale) * elemente de compartimentare interioara * altele : tavane false, f alse, pardoseli inaltate 2. INSTALATII * sanitare * electrice/de iluminat * de conditionare/încalzire conditionare/încalzire & ventilatie * speciale (bucatarii, spalatorii, etc) 3. ECHIPAMENTE ELECTRO-MECANICE * ascensoare * scari rulante 4. MOBILIER  * mobilier general (uz curent) * mobilier profesional (mobilierul unitatilor medicale, de cercetare,etc) * rafturi în sali/depozite accesibile publicului) 5. BUNURI ADAPOSTITE ÎN CLADIRI *sisteme informatice (care includ si baze de date) * exponate din muzee, etc ALTE CONSTRUCTII * garduri de incinta PROTECTIA SEISMICA a CNS – Dece? Consecinte chiar la cutremure moderate • Afectarea sigurantei vietii: Japonia (Miyagiken -oki -1978) -20.898 garduri de incinta din zidarie avariate -18 din cele 28 victime ( _) s-au datorat caderii gardurilor de zidarie • Pierderea valorilor cultural: Sunt pierderi " irecuperabile" - USA (Loma Prieta -1989) la opt muzee din zona Golfului, 150 de exponate, din circa 500.000, au suferit avarii diverse (circa 10 milioane de dolari). Toate aveau masuri de reducerea riscului seismic. - La Asian Art Museum din San Francisco, s-au avariat 26 de exponate (3 milioane de dolari, circa 1‰ din valoarea de piata a patrimoniului – 3 miliarde de dolari). • Incapacitatea de functionare a unor cladiri esentiale pentru reactia post-seism: Northridge (1994): - 10 spitale principale scoase din functiune f unctiune prin avarii la CNS desi structurile erau practic neafectate (avarierea instalatiilor de apa, spargerea geamurilor, oscilarea puternica a corpurilor de iluminat, avarierea contragreutatilor de la ascensoare,si întreruperea alimentarii cu energie electrica). • Scoaterea din functiune a unui volum important de cladiri curente (personae sinistrate) • Riscuri secundare: explozii , incendii • Pierderi economice directe si indirect: USA (San Fernando 1971) : pierderi la 25 cladiri comerciale: - avarii la instalatiile electrice si la echipamentele mecanice : 7%; - avarii ale finisajelor exterioare : 34%; - avarii ale finisajelor interioare : 56%. 50 de cladiri înalte aflate departe de falie (soc relativ mic): - nici o cladire nu a avut avarii structurale majore; - 43 de cladiri c ladiri au suferit avarii la peretii despartitori usori ; - 18 cladiri au suferit avarii la ascensoare;

- 15 cladiri au avut geamurile sparte - 8 cladiri au suferit avarii la sistemul de conditionare a aerului aer ului USA (Loma Prieta 1989): -din analiza pierderilor pentru 129 cladiri de birouri de dimensiuni medii si mari a rezultat ca valoarea medie a pagubelor a fost de 95.000 $ din care circa 50.000$ (adica 53%) s-au datorat avariilor produse de apa a pa ca urmare a ruperii sistemelor  de sprinklere. • Afectarea vietii societatii 53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic seismic al componentelor componentelor nestructurale.

-Evitarea pierderilor de vieti omenesti sau a ranirii persoanelor din exteriorul/interiorul exteriorul/interiorul cladirilor. -Evitarea întreruperii activitatilor si serviciilor esentiale pentru interventia dupa cutremur. -Evitarea degradarii unor bunuri culturale sau artistice valoroase. -Limitarea pagubelor materiale ca amploare si gravitate. -Asigurarea cailor de evacuare a persoanelor din cladire si de acces pentru echipele de interventie. -Evitarea/limitarea avarierii: -CNS prin interactiuni necontrolate cu elementele structurale; -elementelor structurale prin interactiuni necontrolate cu CNS C NS -Limitarea impactului psihologic datorat disconfortului ocupantilor. 54. Solicitarea seismica a componentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate.

Actiunea indirecta:

Actiunea directa:

Interactiuni necontrolate:

55. Proiectarea fatadelor cortina.

56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori.

Fixare:

Sub1 STRUCTURI PERFORMANTE A. Structuri pentru cladiri cu un nivel si deschideri mari B. Structuri pentru cladiri etajate inalte Structuri cu deschideri mari –alcatuire generala A.Sisteme separate * Structura acoperisului * Structura verticala B. Sistem integrat C. Infrastructura Alcatuire generala - exemple Circul din Bucuresti Piata acoperita din Royan Sub2 Structura acoperisului Incarcari de proiectare: 1. Greutate proprie 2. Zapada 3. Vant 4. Cutremur vertical 5. Incarcari din instalatii/tehnologice Greutatea proprie 1. Acoperisuri grele : * din beton armat/ precomprimat (200 - 400kg/mp) 2. Acoperisuri usoare * din otel, lemn, materiale plastice (50 – 100 kg/mp) Sub3 Incarcare din zapada Depinde de: 1. Conditiile de amplasament 2. Geometria acoperisului 3. Greutatea proprie a acoperisului 2.1. Conditiile de amplasament a. Zona climatica : patru zone climatice cu incarcare de de referinta intre 90-180 kg/mp; pentru Bucuresti incarcarea de referinta 150kg/mp. b. Efectul de adapostire: * reducere 20% pentru conditii normale de expunere si acoperis plat; * crestere de 10% pentru forme de acoperis care impiedica spulberarea 2.2.Geometria acoperisului α < 30° ..... c = 1.0 α > 60°...... c = 0.0 2.2.Geometria acoperisului 0 < α (med) < 30°

Sub4 Structura acoperisului Structura acoperisului  transmite incarcarile aferente acoperisului la structura verticala  Acoperisul - cerinte de performanta structuralaStabilitate / Rezistenta / Rigiditate II. Structura verticala -incarcari de proiectare* greutatea acoperisului (inclusiv zapada); * greutatea proprie a structurii verticale * greutatea inchiderilor * forta seismica * forta din vant * efectele variatiilor de temperatura Structura verticalacerinte de performanta structurala Stabilitate / Rezistenta /  Ductilitate / Rigiditate Structuri pentru cladiri cu deschideri mari Structura acoperisului Elemente si subansambluri structurale Elemente structurale fundamentale 1.Cablu - intindere axiala 2.Grinda - incovoiere 3.Arc - compresiune Sub5 Structuri cu cabluri clasificari Suprafete cu simpla curbura

⇓

Structuri cu simpla curbura si un singur rand de cabluri. Au deformabilitate ridicata sub efectul zapezii si al vantului. Necesita lestare Acoperis GREU  Structuri cu dubla curbura si ferme de cabluri Prin alcatuire sunt putin deformabile Nu necesita lestare Acoperis USOR  Sub6 Structuri cu simpla curbura - principii de alcatuire – Structura cu cabluri paralele Eforturi cu valori mari in elementele prindere ale cablurilor

•

•

c1=1 ; c2 = (30+ α)/30 α (med) > 60°

⇓ c1 = 0 c2 = 2 2.3. Efectul greutatii proprii asupra înc ărcarii de calcul Acoperisuri usoare Incarcarea de referinta din zapada se majoreaza cu coeficientul de siguranta de γ ≅ 1.8 - 2.0 Acoperisuri grele Incarcarea de referinta din zapada se majoreaza cu coeficientul de siguranta de γ ≅ 1.2 – 1.5 2.4. Incarcare de calcul cu zapada (exemplu) Amplasament : Bucuresti zona “C” incarcarea de referinta gz = 150 kg/mp Conditii normale de expunere Ce = 0.8 Greutate proprie acoperis 50 kg/mp Coeficient de siguranta γ = 2.0 Incarcare de calcul : pz = 150 x 0.8x 2.0 = 240 kg/mp 3. Incarcare din vant Depinde de: Conditiile de amplasament * zona climatica (Bucuresti, zona B, gv = 42 kg/mp) * conditii de microrelief (amplasamente adapostite/expuse) *mediu construit Forma cladirii/acoperisului 3.Incarcare din vant. Efectul formei acoperisului (a) Presiune/suctiune pe o cupola sferica inalta (3/4 din sfera) (b) Suctiune o o cupola plata (putin inalta) (c) Suctiune/presiune pe un acoperis cilindric cu cabluri paralele •

•

•

•

•

•

•

•

•

Structuri cu ferme de cabluri - principiu de alcatuire

•

Ferme de cabluri pe plan circular – principii de alcatuire

Sub8 Ferme de cabluri- transmiterea eforturilor –

Suprafata cu dubla curbura Un singur rand de cabluri Ferma de cabluri

Structuri pe plan circular 1. Plan complet liber 2. Plan cu un stalp central Exemple: Stadion la MONTEVIDEO (1956) Plan circular; cupola inversa 256 cabluri radiale Acoperis din placi prefabricate de b.a. I nel exterior din b.a. Inel interior metalic Bazin de inot la Wuppertal (Germania) Plan dreptunghiular Sala de expozitie si antrenament la Dortmund Garaj la Krasnoiarsk Sub7 Ferme de cabluri • Stabilitatea la actiune vantului si zapezii estea asigurata prin cabluri de intindere (de stabilizare) • Eforturile din elementele grinzii depind de geometria fermei • Permit folosirea acoperisurilor de tip “usor” - forme geometrice – Ferme concave 1. Cablu portant 2. Cablu de intindere (stabilizare) 3. Diagonale/montanti intinsi Ferme convexe 1. Cablu portant 2. Cablu de intindere (stabilizare) 3. Diagonale/montanti comprimati Ferme mixte •

•

•

In cazul fermelor de cabluri stabilitatea structurii la actiunea vantului si a zapezii e asigurata de cablurile de intindere Geometria formei determina eforturile din elementele grinzi Transmiterea eforturilor se realizeaza prin cabluri de ancorare si stalpi care preiau eforturile cablurilor portante si de stabilizare I

In plan circular se creeaza un inel interior intins si unul ext comprimat Eforturile din inelul comprimat sunt preluate de stalpii verticali radiali

Sub10 Structuri cu grinzi Grinzi din otel Grinzi din lemn lamelar lipit Grinzi din beton precomprimat Grinzi din otel Principii de alcatuire: Grinzi cu inima plina Grinzi cu zabrele Clasificare in functie de forma sectiunii transversale A. Grinzi plane B,C. Grinzi spatiale Cadru metalic cu inima plina

Grinzi cu zabrele din otel formate din segmente modulate

sub15

•

•

•

•

•

Grinzi cu zabrele din otel

Grinzi metalice cu inima plina

Sub12 Structuri cu arce Arce din piatra/zidarie Arce din beton armat Arce metalice Arce din lemn lamelar lipit Arce Forma axei arcului depinde de modul de incarcare (compresiune pentru incarcarea dominanta) Incarcarile nesimetrice provoaca incovoiere in arc Tasarile diferentiate sporesc eforturile in arc Impingerile laterale depind de sageata arcului Arce – alcatuiri, mod de asezare in structura •

•

•

•

Structuri cu arce din LLL Sala polivalenta la Nantes Suprafata 50.0 x 110.0 m Arce cu doua articulatii din LLL cu h = 96 cm Pane h = 60 cm Stalpi din beton armat Placa din beton armat lucreaza ca tirant pentru a prelua impingerile Patinoar artificial la Berna Patinoar + tribune pentru 16.000 spectatori Arce cu doua articulatii cu D = 45-85 m asamblate la santier din trei bucati Arce cu sectiune chesonata de 48.5-120 cm (cu pereti de 12-15 cm) Contavantuiri in planul acoperisului din lemn ecarisat Tirant din teava patrata Sala polivalenta la Leiden Acoperis 75.0 x 102.5 m Arce duble cu doua articulatii (2 x 14/100 cm) la interax de 230 cm Arce asamblate din trei tronsoane Pane din lemn ecarisat (718 cm) Sub16 Structuri cu arce si cabluri Suprafete cu dubla curbura -forme •

•

•

•

•

•

•

Arce cu doua articulatii Arcele cu articulatii nu transmit momente la fundatii Arcele cu tirant nu transmit impingeri laterale Arce cu trei articulatii Sunt sisteme static determinate (eforturile interioare nu depind de rigiditatea arcului) Nu sunt sensibile la tasari diferentiate

•

•

•

•

•

•

•

Sub14 Sisteme de contravantuire

Arce + cabluri - exemple de alcatuire -

-transmiterea eforturilor la reazeme-

Sub18 Acoperisuri cilindrice- alcatuire generala-

Sub9 Retele de ferme de cabluri -AlcatuiriRetelele de ferme de cabluri sunt sisteme structurale de acoperire care combina fermele de cabluri pe mai multe directii Cupole din elemente prefabricate- exemple-

ex: bazin inot 1964 tokyo JO

- eforturi sectionale in placasub17 Acoperisuri cu dubla curbura Generalitati- definitii -variatia eforturilor in placa-

- forme de baza - eforturi in cilindrii lungi-

- suprafete cilindrice-

- paraboloizi-

Cupola geodezica Cupola realizata din bare, in retea poliedrica inscriptibila intr-o sfera. Are muchii egale si unghiuri solide  egale In functie de diametrul cupolei poligonul se obtine prin multiplicare laturilor poligoanelor fundamentale Poate fi realizata cu unul sau doua straturi de bare (cupola dubla este mai stabila) Asigura maximum de spatiu util raportat la la suprafata ocupata la sol Permite executia cu elemente de serie Generarea cupolei geodezice Buchminster Fuller (dupa 1917) •

•

•

- suprafete riglate- eforturi in cilindri lungi-

•

•

- conoizi -

- placi cutateSub19 Cupole - forme in plan si in elevatie- cilindri intersectati -

Cupole geodezice la CAESAR PALACE HOTEL – Las Vegas, Nevada Constructii usoare care necesita numai reazeme verticale Cupola care acopera sala de teatru are diametrul de 30.5 m Aula – Universitatea din Illinois Cupola cu nervuri din beton armat Diametrul 122 m Nervurile sunt placi cutate care au rezistenta ridicata la incovoiere Cupola a fost executata pe esafodaj apoi inelul a fost precomprimat si apreluat toata greutatea cupolei Inelul este rezemat pe console radiale Aula – Anderson , Indiana Placa curba subtire din beton armat Executata la sol impreuna cu inelul de reazem Ridicata la pozitie, pe stalpi, cu prese hidraulice Acoperisuri “pneumatice” Acoperisuri alcatuite din elemente care se devin rigide sub efectul presiunii interioare a aerului (membrane duble umplute cu aer sub presiune) Acoperisuri a caror forma este mentinuta prin suprapresiunea aerului din interiorul cladirii BC PLACE – Vancouver – Canada (1986) Arena multifunctioala cu 60.000 locuri pentru Expozitia mondiala din 1986 Forma in plan: elipsa cu axele 190 x 231 m (la data respectiva cea mai mare deschidere acoperita “pneumatic” •

•

•

•

•

- forme in plan-

•

•

•

•

- pierderea stabilitatii-

•

•

•

- rigidizari-

•

•

BC PLACE – Vancouver – Canada (1986) Structura alcatuita din: ¾ doua membrane translucide din fibra de sticla acoperite cu teflon; ¾ un sistem de cabluri din otel dispuse pe doua directii ancorat de o grinda de contur comprimata, in forma de “U”, din beton armat asezata la partea superioara a tribunelor Acoperisuri curbe reticulate Structuri reticulate & prefabricate din beton armat •

Acoperisuri curbe reticulate din otel – forme diverse

Acoperisuri reticulate curbe din otel – forme de baza

Acoperisuri reticulate plane -forme de baza -

Acoperisuri reticulate plane - efectul pretensionarii-

FACULTATEA DE ARHITECTUR Ă An V perf ormante  Curs Stru cturi perf

Anul universitar 2009-2010

TEMATICA PENTRU VERIFICAREA FINAL Ă

1. Structuri cu deschideri deschideri mari. mari. Principii generale de alcătuire. Exemple cările pentru care se proiecteaz 2. Care sunt încăr că proiectează acoperişurile sălilor ?. Clasificarea acoperişurilor din punct de vedere al greutatii proprii. propr ii. cări de proiectare pentru acoperişurile sălilor: încărcarea din ză padă şi din actiunea 3. Încăr că cări. vântului. Factori de care depind aceste în căr că 4. Elemente structurale structurale fundamentale fundamentale pentru acoperişurile sălilor cu deschideri mari 5. Structuri cu cabluri pentru acoperi acoperişuri cu dechideri mari. Clasific C lasificări. Caracterisitici generale. 6. Structuri cu cabluri cu simplă curbur ă. Principii de alcătuire de ansamblu 7. Ferme de cabluri. Forme geometrice geometr ice 8. Structuri cu ferme ferme de cabluri pe plan dreptunghiular şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale vert icale.. 9. Re Ńele de ferme de cabluri. Scheme generale de alc ătuire. Exemple. 10. Structuri Structuri cu grinzi grinzi din otel pentru acoperişuri cu deschideir mari,. Principii de alcătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al sectiunii transversale t ransversale.. 11. Grinzi cu ză brele şi cadre cu ză brele din otel. Scheme Scheme geometrice de alcătuire. Sectiuni caracteristice ale barelor. 12. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Caracterizare generală. Materiale folosite. 13. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Dispunerea arcelor în structur  struct ur ă. Arce cu două şi trei articula art iculatii. tii. 14. Structuri cu arce pentru săli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. Al cătuirea sec Ńiunii transversale pentru arcele din otel. ot el. 15. Structuri cu arce din lemn lamelar lipit (LLL ( LLL)) pentru pentr u săli cu deschideri mari. Avantajele structurilor din LLL în raport cu cele din alte materiale (beton (beton armat, otel). ote l). 16. Structuri cu arce şi cabluri. Principii generale de al cătuire (rolul/solici (r olul/solicittările arcelor, cărilor verticale. rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice de preluare a încăr că 17. Acoperisuri cu dublă curbur ă din beton armat/precomprimat. armat/precomprimat. Forme geometrice. 18. Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alcătuire generală. Caracteristici geometrice. Rigidizări şi elemente de margine. margine. 19. Cupole din beton armat. Forme în plan şi în elevatie. Eforturi în placă. 20. Acoperişuri reticulate cu dublă curbur ă din beton armat. Avantaje în raport cu acoperişurile din plăci pline. 21. Acoperişuri reticulate cu dublă curbur ă din otel. Forme geometrice (cilindri şi cupole). 22. Acoperişuri reticulate plane din otel. Forme de bază. Dispunerea retelelor de bare. 23. Acoperişuri reticulate plane din otel. Efectul pretensi pret ension on ării. 24. Evolutia cladirilor inalte pana in anul 2000. Exemple si inaltimi. 25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi. 26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile inalte. 27. Avantajul betoanelor superioare. 28. Materiale compozite. 29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel. 30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor seismice. 31. Proiectarea seismica bazata pe performanta. 32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni. 33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte. 34. probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel. 40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile inalte. 41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere. 42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple. 43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale mixte. 44. Efectul etajelor rigide. 45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple. 46. Cadre din otel. 47. Sisteme cu nucleu central. Exemple. 48. Sisteme cu megastructura exterioara. Exemple. 49. Planseele la cladirile inalte. Detalii. 50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori. 51. Amortizori pentru vant. Tipuri. 52. Protectia seismica a componentelor componentelor nestructurale. Justificare. 53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale. 54. Solicitarea seismica a componentelor componentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate. 55. Proiectarea fatadelor cortina. 56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori.

La verificarea finală se va cere prezentarea a 5 (cinci) subiecte din lista de mai sus. Notarea se va face pentru fiecare subiect între 0 (subiect la care nu s-a r ăspuns / r ăspuns la un alt subiect)  2.00 (r ăspuns complet şi corect redactat).  Nota finală se stabile şte cu formula:  Nota finala finala 

 Nota " verificare verificare finala"   Nota " bloc" Nota"sala" ≥ 5 (cinci). 3

Toate notele partiale trebuie să fie ≥ 4 (patru) Rotunjirea se face în plus numai pentru fractiunile ≥ 0.5

FACULTATEA DE ARHITECTURĂ An V Curs Structuri Structuri performante

Anul universitar 2010-2011

TEMATICA PENTRU VERIFICAREA FINAL Ă

1. Structuri cu deschideri deschideri mari. Principii generale generale de alc alc ătuire. Exemple 2. Care sunt încărcările pentru care se proiecteaz ă acoperişurile sălilor ?. Clasificarea acoperişurilor din punct de vedere al greutatii proprii. 3. Încărcări de proiectare pentru acoperi şurile sălilor: încărcarea din zăpadă şi din actiunea vântului. Factori de care depind aceste înc ărcări. 4. Elemente structurale fundamentale pentru acoperi şurile sălilor cu deschideri mari 5. Structuri cu cabluri pentru acoperi acoperi şuri cu dechideri mari. Clasific C lasificări. Caracterisitici generale. 6. Structuri cu cabluri cu simpl ă curbură. Principii de alc ătuire de ansamblu 7. Ferme de cabluri. Forme geometrice 8. Structuri cu ferme de cabluri cabluri pe pe plan dreptunghiular dreptunghiular şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale. 9. Re Ńele de ferme ferme de cabluri. Scheme Sche me generale de alc ătuire. Exemple. 10. Structuri cu grinzi grinzi din otel pentru acoperi acoperi şuri cu deschideir mari,. Principii de alc ătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al sectiunii transversale. 11. Grinzi cu z ăbrele şi cadre cu zăbrele din otel. Scheme geometrice de alc ătuire. Sectiuni caracteristice ale barelor. 12. Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari. Caracterizare general ă. Materiale folosite. 13. Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari. Dispunerea arcelor în structur struct ur ă. Arce cu două şi trei articulatii art iculatii.. 14. Structuri cu arce pentru s ăli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. c ontravântuire. Alc ătuirea sec Ńiunii transversale pentru arcele din otel. 15. Structuri cu arce din lemn lamelar lipit (LLL) pentru s ăli cu deschideri mari. Avantajele Ava ntajele structurilor din LLL în raport cu cele din alte materiale (beton armat, otel). 16. Structuri cu arce şi cabluri. Principii generale de alc ătuire (rolul/solicit ările arcelor, rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice stat ice de preluare a înc ărcărilor verticale. 17. Acoperisuri cu dubl ă curbură din beton armat/precom ar mat/precomprimat. primat. Forme geometrice. 18. Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alc ătuire generală. Caracteristici Caracterist ici geometrice. Rigidizări şi elemente de margine. 19. Cupole din beton armat. Forme Forme în plan şi în elevatie. Eforturi în plac ă. 20. Acoperişuri reticulate cu dubl ă curbură din beton armat. Avantaje în raport cu c u acoperi şurile din plăci pline. 21. Acoperişuri reticulate cu dubl ă curbură din otel. Forme geometrice (cilindri şi cupole). 22. Acoperişuri reticulate plane din otel. Forme de baz ă. Dispunerea retelelor de bare. 23. Acoperişuri reticulate plane din otel. Efectul pretension ării. 24. Evolutia cladirilor inalte pana in anul 2000. Exemple si inaltimi. 25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi. 26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile c ladirile inalte. 27. Avantajul betoanelor superioare. 28. Materiale compozite. 29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel. 30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor f ortelor seismice. 31. Proiectarea seismica bazata pe performanta. 32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni. 33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte. 34. probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii. 35. Incinte la subsolurile adanci ale cladirilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri provizorii. 36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea. 37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la varf datorate actiunii vantului. 38. Oscilatii sub actiunea vantului. Conditii C onditii de comfort.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel. 40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile inalte. 41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere. 42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple. 43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale mixte. 44. Efectul etajelor rigide. 45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple. 46. Cadre din otel. 47. Sisteme cu nucleu central. Exemple. 48. Sisteme cu megastructura exterioara. Exemple. 49. Planseele la cladirile inalte. Detalii. 50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori. 51. Amortizori pentru vant. Tipuri. 52. Protectia seismica a componentelor nestructurale. Justificare. 53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale. 54. Solicitarea seismica a componentelor c omponentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate. 55. Proiectarea fatadelor cortina. 56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori.

La verificarea final ă se va cere prezentarea a 5 (cinci) subiecte din lista de mai sus. Notarea se va face pentru fiecare subiect între 0 (subiect la care nu s-a r ăspuns / răspuns la un alt subiect) ⇒ 2.00 (răspuns complet şi corect redactat). Nota finală se stabile şte cu formula: Nota finala =

Nota " verificare verificare finala" + Nota " bloc"+ Nota"sala" ≥ 5 (cinci). 3

Toate notele partiale trebuie s ă fie ≥ 4 (patru) Rotunjirea se face în plus numai pentru fractiunile

≥

FACULTATEA DE ARHITECTUR Ă An V Curs Structuri performante

Anul universitar 2011-2012

TEMATICA PENTRU VERIFICAREA FINALĂ

1. Structuri cu deschideri deschideri mari. mari. Principii generale de alcă alc ătuire. Exemple 2. Care sunt încă încărcă rcările pentru care se proiectează proiecteaz ă acoperiş acoperişurile să sălilor ?. Clasificarea acoperiş acoperişurilor din punct de vedere al greutatii proprii. 3. Încă Încărcă rcări de proiectare pentru acoperiş acoperi şurile să sălilor: încă încărcarea din ză ză padă  padă şi din actiunea vântului. Factori de care depind aceste încă încărcă rcări. 4. Elemente structurale fundamentale pentru acoperiş acoperişurile să sălilor cu deschideri mari 5. Structuri cu cabluri pentru acoperi acoperişşuri cu dechideri mari. Clasifică Clasific ări. Caracterisitici generale. 6. Structuri cu cabluri cu simplă simplă curbur ă. Principii de alcă alc ătuire de ansamblu 7. Ferme de cabluri. Forme geometrice 8. Structuri cu cu ferme de cabluri cabluri pe plan dreptunghiular  dreptunghiular  şi circular. Transmiterea eforturilor la structurile verticale. 9. Reț Rețele de ferme de cabluri. Scheme generale genera le de alcă alc ătuire. Exemple. 10. Structuri cu grinzi grinzi din otel pentru acoperi acoperişşuri cu deschideir mari,. Principii de alcă alc ătuire. Clasificarea grinzilor din punct de vedere al a l sectiunii transversale. 11. Grinzi cu ză ză brele şi cadre cu ză z ă brele din otel. Scheme geometrice de alcă alcătuire. Sectiuni caracteristice ale barelor. 12. Structuri cu arce pentru să s ăli cu deschideri mari. Caracterizare generală general ă. Materiale folosite. 13. Structuri cu arce pentru să s ăli cu deschideri mari. Dispunerea arcelor în structur  st ructur ă. Arce cu douăă şi trei articulatii dou art iculatii.. 14. Structuri cu arce pentru să săli cu deschideri mari. Sisteme de contravântuire. Alcă Alcătuirea sec Ńiunii transversale pentru arcele din otel. 15. Structuri cu arce din lemn lamelar lipit (LLL) pentru s ăli cu deschideri mari. Avantajele structurilor din LLL în raport cu cele din alte materiale (beton armat, otel). ote l). 16. Structuri cu arce şi cabluri. Principii generale de alcă alc ătuire (rolul/solicită (rolul/solicit ările arcelor, rolul/solicită rolul/solicitările cablurilor. Scheme statice de preluare a încă înc ărcă rcărilor verticale. 17. Acoperisuri cu dublă dubl ă curbur ă din beton armat/precom ar mat/precomprimat. primat. Forme For me geometrice. 18. Acoperiş Acoperişuri cilindrice din beton armat. Alcă Alc ătuire generală generală. Caracteristici geometrice. Rigidiză Rigidizări şi elemente de margine. 19. Cupole din beton armat. Forme în plan şi în elevatie. Eforturi în placă plac ă. 20. Acoperiş Acoperişuri reticulate cu dublă dubl ă curbur ă din beton armat. Avantaje în raport cu acoperiş acoperi şurile din plă plăci pline. 21. Acoperiş Acoperişuri reticulate cu dublă dubl ă curbur ă din otel. Forme Fo rme geometrice geometrice (cilindri şi cupole). 22. Acoperiş Acoperişuri reticulate plane din otel. ote l. Forme de bază baz ă. Dispunerea retelelor de bare. 23. Acoperiş Acoperişuri reticulate plane din otel. ote l. Efectul pretension pretensionăării. 24. Evolutia cladirilor inalte pana in anul 2000. Exemple si inaltimi. 25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi. 26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile inalte. 27. Avantajul betoanelor superioare. 28. Materiale compozite. 29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel. 30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor seismice. 31. Proiectarea seismica bazata pe performanta. 32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare. Dimensiuni. 33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte. 34. probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii. 35. Incinte la subsolurile adanci ale cladirilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri  provizorii. 36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea. 37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la l a varf datorate actiunii vantului. 38. Oscilatii sub actiunea vantului. Conditii de comfort.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel. 40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile inalte. 41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere. 42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple. 43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale mixte. 44. Efectul etajelor rigide. 45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple. 46. Cadre din otel. 47. Sisteme cu nucleu central. Exemple. 48. Sisteme cu megastructura exterioara. Exemple. 49. Planseele la cladirile inalte. Detalii. 50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori. 51. Amortizori pentru vant. Tipuri. 52. Protectia seismica a componentelor nestructurale. Justificare. 53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale. 54. Solicitarea seismica a componentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni necontrolate. 55. Proiectarea fatadelor cortina. 56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori.

La verificarea finală finală se va cere prezentarea a 5 (cinci) subiecte din lista de mai sus. Notarea se va face pentru fiecare subiect între 0 (subiect la care nu s-a r ă r ăspuns / r ăspuns la un alt subiect)  2.00 (r ăspuns complet şi corect redactat).  Nota finală finală se stabileş stabileşte cu formula: for mula:  Nota finala finala 

 Nota " verificare verificare finala" finala"   Nota " bloc" Nota"sala" ≥ 5 (cinci). 3

Toate notele partiale trebuie să s ă fie ≥ 4 (patru) Rotunjirea se face în plus numai pentru fractiunile ≥

0.5