Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Proiectarea structurilor în cadre de beton armat - Prevederile codului și exemplu de calcul -
Dr. Ing.Viorel Popa
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Alcătuirea generală a structurii
5,00
• •
6,00
•
•
5,00
• • 5,00
6,00
6,00
5,00
•
S+P+8E Clasa a II-a de importanță Regularitate a structurii în plan și elevație Omogenitate structurală X, Y Rețea ortogonală de axe C25/30 (fcd=16,67N/mm2) BST500 (fyd=435 N/mm2)
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat
Schema generală de proiectare Predimensionare • • • •
Alcătuire iniţiala a structurii Identificare acţiuni, evaluare Evaluare preliminară forţe axiale în stâlpi Verificare preliminară stâlpi
Calcul static • Definitivare acţiuni • Calculul static • Identificarea valorilor eforturilor de proiectare rezultate direct
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat
Schema generală de proiectare Verificarea deplasărilor laterale ale structurii • SLS/ULS • Calibrarea dimensiunilor elementelor structurale Armarea pentru rezistență la încovoiere • Armarea grinzilor • Calculul factorilor de suprarezistență la încovoiere • Determinarea momentelor încovoietoare de proiectare în stâlpi • Armarea stâlpilor
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Schema generală de proiectare Armarea pentru rezistență la forță tăietoare • Determinarea forțelor tăietoare de proiectare în grinzi • Dimensionarea/verificarea armăturilor transversale în grinzi • Determinarea forțelor tăietoare de proiectare în stâlpi • Dimensionarea/verificarea armăturilor transversale în stâlpi • Determinarea forțelor tăietoare de proiectare în noduri • Verificarea secțiunii de beton a nodurilor • Dimensionarea armăturilor transversale în noduri Calculul infrastructurii Detalierea armăturilor
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Acțiuni Gruparea: CR0-2005 • 1 grupare care conţine acţiuni G şi Q n
1,35∑ Gk , j + 1,5Qk ,1 j =1
• 1 grupare care conţine şi acţiunea seismică n
∑G j=1
m
k, j
+ γ I A Ek + ∑ ψ 2 , i Q k , i i =1
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Acțiuni Valori informative
Încărcare totală “topită” 13,2kN/m2 Greutate totală construcţie 39000kN Forţa seismică 3860kN c=10% q=6,75
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Predimensionare Stâlpi
Condiția de ductilitate:
Stâlp de colț Stâlp marginal Stâlp central
N kN 1095 1701 2890
ν=
fcd N/mm2
ν 0.25 0.30 0.35
Grinzi Condiție de rigiditate:
N Ed < 0,4 bdf cd
hw ≅
16.67
l0 10
Verificarea deplasărilor laterale Stâlpi: 750x750
Grinzi: 300x650
b≈d mm 513 583 704
b=h mm 600 600 700
ν 0.19 0.30 0.37
Secțiuni: 30x55
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale
Regula deplasarilor egale (Newmark, 1962): Deplasarile sistemelor inelastice sunt mai mici decat cele ale sistemelor inelastice echivalente
SA
(T>Tc)
TTc
qFb
qFb T>Tc
T
Fy Fb
Fy Fb dre
qdre
din≈ cqdre
dre
din≈ dreq
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Verificarea deplasărilor laterale
SLU:
d rULS = c q d re ≤ d rULS ,a
F
T 1 ≤ c = 3 − 2,5 ≤ 2 Tc d r,rULS ,a = 2,5%h
FULSel= qFb
FSLSel
SLS:
Fy
d rSLS = ν q d re ≤ d rSLS ,a
Fb
d rSLS ,a = 0,8% h dre
νqdre
qdre
cqdre
d
d rSLS ,a = 0,5% h
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Verificarea deplasărilor laterale SLS d re = 4,7mm d r = 0,5 ⋅ 6,75 ⋅ 4,7 = 15,9mm d rSLS ,a = 0.005 ⋅ 3300 = 16,5mm d r ≤ d rSLS ,a
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Verificarea deplasărilor laterale SLU
EI =2 0,5EI d re = 2 ⋅ 4,7mm T = 0,81 2 = 1,14s 1 < c = 1,21 < 2
d r = 1,21⋅ 6,75 ⋅ (2 ⋅ 4,7) = 77,1mm d rULS ,a = 0.025 ⋅ 3300 = 82,5mm d r ≤ d rULS ,a
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Mecanismul de plastificare Proiectarea elementelor în zonele plastice Valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare rezultate din calculul convenţional, elastic, sub acţiunea forţelor seismice de proiectare Eforturile de dimensionare la forţă tăietoare trebuie să corespundă situaţiei în care în articulaţiile plastice s-au dezvoltat momentele încovoietoare de plastificare. Aceste momente trebuie calculate ţinând cont de suprarezistenţa armăturii.
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Mecanismul de plastificare
Proiectarea elementelor în afara zonelor plastice Valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare și ale forțelor tăietoare sunt cele asociate formării mecanismului de plastificare global, care ţin cont de suprarezistenţa zonelor plastice
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Valoarea de proiectare a efortului; valoarea rezultată din calculul static
M’Edb Din efectul acţiunilor (actions efects)
Notaţii
Semnifică faptul că efortul e rezultat direct din calculul static. Lipseşte pentru eforturile care se utilizează direct în calculele de dimensionare.
Valoarea de proiectare (design value)
Grindă (beam). Pentru stâlpi e înlocuit cu litera “c” (column)
Efortul capabil (resistance)
MRdb
Valoarea de proiectare a efortului capabil
Grindă (beam). Pentru stâlpi e înlocuit cu litera “c” (column)
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Eforturi de proiectare
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Gruparea fundamentală
Gruparea specială Seism
Seism
Momente încovoietoare grinzi Diagrama înfăşurătoare Moment de proiectare reazem, stânga
Moment de proiectare, reazem, dreapta
Moment de proiectare câmp
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Eforturi de proiectare Momente încovoietoare grinzi
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Dimensionare
M As = (d − a ) f yd
Încovoiere - grinzi 407
361
380
377
377
380
361
291
286
334
407
M’Ed (kNm) 330
MEd
-407 330
334
233
286
-361 -380 334 286
291
216
-377 -377 291 291
216
-380 -361 286 334
330
233
-407 330
(kNm)
As nec (mm2)
1762
1562 1643 1444
1631 1631 1261
1643 1562 1261
1762 1444
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Dimensionare
M = As (d − a ) f yd
Încovoiere - grinzi Aseff
3D25+ 1D20
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20 3D25
1D20+1D25
2D25 3D25
MRd
413
MEd (kNm)
2D25+ 1D20
2D20
3D25+1D20
372 372
-407 330
233
216
2D25
3D25+1D20
372 372
1D20+1D25
3D25
372 372 299
-377 -377 291 291
3D25+ 1D20 3D25
2D20
2D25
299
-361 -380 334 286
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20 2D25+ 1D20
2D20
340
(kNm)
2D25+ 2D25+ 2D20 2D20
216
413 340
-380 -361 286 334
233
-407 330
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Dimensionare
Catedra de Construcţii de Beton Armat 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12
2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D16 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12 2D20+1D12
Încovoiere - grinzi 3D20
3D20 3D20 2D20+1D12
4D20
3D20 4D20 3D20
3D25
3D20 3D20 2D20+1D12
3D20 3D20 2D20+1D12
4D20 4D20 3D20
3D20 2D20+1D12
4D20 3D20 3D20
4D20 3D20
2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 3D25 2D25+1D20 2D25+1D16 2D25+1D16 2D25+1D20
2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20 2D25+1D20
3D25+1D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 3D25+1D20 3D25 2D25+1D20 2D25+1D20 3D25
3D25+1D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 2D25+2D20 3D25+1D20 3D25 3D25 3D25 3D25
3D25
3D25 3D25 2D25+1D20
3D25 3D25 3D20
3D25 3D25 3D20
3D25 2D25+1D20
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Condiţia de verificare pe nod MRc
∑M
Rc
MRb
≥ γ Rd ∑ M Rb MRb
1,2 (factor de suprarezistenţă)
MRc
Relaţie utilă pentru dimensionare
M Edc = Ω γ Rd M
' Edc
Factor de suprarezistenţă a grinzii la încovoiere (datorat supraarmării)
M Rb Ω= ' M Edb
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Evaluarea factorului Ω global pe grindă Sensul forţei seismice
MRb
MRb
MEdb
MEdb
MEdb
MEdb
MRb
MRb
M ∑ Ω= ∑M
Rb
Edb
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Evaluarea factorului Ω global pe grindă MRd
413
372 372 340
372 372 299
372 372 299
413 340
(kNm)
MEd
-407 330
233
-361 -380 334 286
216
-377 -377 291 291
216
-380 -361 286 334
233
-407 330
(kNm)
Ω=
340 + 372 + 299 + 372 + 299 + 372 + 340 + 413 2807 = = 1.015 330 + 361 + 286 + 377 + 291 + 380 + 334 + 407 2764
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare
Momente încovoietoare - stâlpi Sensul forţei seismice Nivel „n”
i i ′ i Ω iγ Rd M Edc = M Edc
Ωn, γRd =1,0 Ωi, γRd i
Nivel „i”
Ωi, γRd =1,3 M′Edc
Ωi-1, γRd i-1 Nivel 1
Ω1, γRd=1,3 1, γRd=1,0
i −1 i −1 ′ i −1Ω i −1γ Rd M Edc = M Edc
Ω= 3.08 Ω= 1.65 Ω= 1.13 Ω= 1.07 Ω= 1.07 Ω= 1.05 Ω= 1.01 Ω= 1.02
Momente încovoietoare din calcul static - stâlpi
Ω= 1.01
Eforturi de proiectare
Catedra de Construcţii de Beton Armat
Ω= 1.00
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
M’Ed
Eforturi de proiectare
(kNm) 162 127 266
Momente încovoietoare din calcul static - stâlpi
210
262 399
242 436
245 400
245
242
266 127
162
400
436
399 262
210
′ Ω i −1γ Rd = 162 ⋅ 1,01 ⋅ 1,3 = 212 kNm M Edc = M Edc
MEd (kNm)
γ Rd = 1,3 Ω = 1,01
212 167 350
γ Rd = 1,3 Ω = 1,02
278
348 529
318 578
322 530
322
318
350 167
212
530
578
529 348
278
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Eforturi de proiectare Momente încovoietoare de proiectare stâlpi
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
325 -20
481 -249
467 -467
249 -481
20 -325
-45 -146 255 -173
25 -172 336 -266
152 -152 320 -320
172 -25 266 -336
146 45 173 -255
-10 -92 206 -141
129 -212 293 -242
191 -191 278 -278
212 -129 242 -293
92 10 141 -206
54 -152 215 -158
229 -307 320 -274
280 -280 301 -301
307 -229 274 -320
152 -54 158 -215
118 -211 228 -173
327 -400 352 -309
366 -366 329 -329
400 -327 309 -352
211 -118 173 -228
172 -259 229 -178
405 -471 364 -326
432 -432 339 -339
471 -405 326 -364
259 -172 178 -229
216 -294 212 -167
460 -517 350 -318
473 -473 322 -322
517 -460 318 -350
294 -216 167 -212
278 -348 163 -122
529 -578 300 -273
530 -530 270 -270
578 -529 273 -300
348 -278 122 -163
369 -438 87 -52
611 -652 51 -32
599 -599 24 -24
652 -611 32 -51
438 -369 52 -87
557 -574
613 -622
610 -610
622 -613
574 -557
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Dimensionare Încovoiere - stâlpi
Arie de armătură minimă:
ρ min = 0,01
As (min) = 5250mm 2
Arie de armătură totală:
As = 4 D 25 + 8 D 20 + 4 D16
Din care, pe latură:
As = 2 D 25 + 2 D 20 + 1D16 (constant, pe toată înălțimea stâlpului)
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
-780 -774
481 -249
Eforturi de proiectare
-785 -791 -845 -836
25 -172 336 -266
-847 -855 -905 -902
129 -212 293 -242
Momente capabile
-913 -916 -952 -959
229 -307 320 -274
-967 -961 -995 -1015
327 -400 352 -309
-1024 -1003 -1035 -1074
405 -471 364 -326
-1081 -1043 -1073 -1121
460 -517 350 -318
-1127 -1080 -1101 -1168
529 -578 300 -273
-1175 -1108 -1130 -1214
611 -652 51 -32
-1221 -1137
613 -622
MRd (kNm)
C2
MEd (kNm)
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare
∑M
Rc
≥ γ Rd ∑ M Rb
MRdb
MRdc
(kNm)
(kNm)
ΩγRd
-1081-1043 372 340
372 299
-3.0 -3.2
-1073-1121 Minim admis 1,3
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - grinzi q VEdb
VEdb
M dbst jos VEdb
dr sus M db
VEdb
lo
lo dr sus qlo + M dbst jos + M db = VEdb lo 2 VEdb
VEdb
dr sus lo M dbst jos + M db =q + 2 lo
VEdb = VEdgravitatio nal + VEdseism dr sus M dbst jos + M db gravitatio nal = VEd + lo
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - grinzi
M db M db
M db = γ Rd M Rd M db = γ Rd M Rd
M db,i
∑M ∑M
dacă se plastifică grinzile Rc
dacă se plastifică stâlpii
Rb
∑ M Rc = γ Rd M Rb,i min1, ∑M Rb
1,2 (factor de suprarezistenţă) Momentul capabil al grinzii la capătul considerat
Factor care limitează valoarea momentului maxim în grinzi la valoarea momentului asociat plastificării stâlpilor, dacă aceştia se plastifică primii. De regula însă, funcţia min returnează valoarea 1 (stâlpi puternici, grinzi slabe).
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - grinzi
MRdb
413
372 372 340
(kNm)
372 372 299
372 372 299
413 340
Ω ≥ 1 ⇒ M db = γ Rd M Rd = 1,2 ⋅ 372 = 446kNm
M db = γ Rd M Rd = 1,2 ⋅ 299 = 358kNm
V VEdseism
γ Rd (kN)
seism Ed
177 168
dr sus M dbst jos + M db 372 + 299 = = 1,2 = 1,2 ⋅ 128 = 153kN lo 5,25
168 128 177 128
128 128 128 128
128 168 128 177
177 168
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - grinzi
VEdseism
γ Rd
177 168
168 128 177 128
128 128 128 128
128 168 128 177
177 168
(kN)
VEdgrav
36 -48
55 -57
57 -55
48 -36
(kN)
VEdb = VEdgravitatio nal + VEdseism VEdb (kN)
260 153
237 210 176 97
208 208 98 98
210 237 97 176
260 153
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - stâlpi
Msusdb
VEdc
VEdc lcl
Mjos
db
VEdc
M dc ,i
M dbjos + M dbsus = lcl ∑ M Rb = γ Rd M Rc,i min1, ∑M Rc
1,3 pentru nivelul de la baza construcţiei şi 1,2 în rest (factor Momentul capabil de suprarezistenţă) al stâlpului la capătul considerat
Factor care limitează valoarea momentului maxim în stâlpi la valoarea momentului asociat plastificării grinzilor, dacă acestea se plastifică primele. De regula, funcţia min returnează valori subunitare (stâlpi puternici, grinzi slabe). Momentele din stâlpi astfel obţinute sunt cele corespunzătoare mobilizării mecanismului de plastificare în suprastructură.
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - stâlpi
MRdc (kNm)
Ωγ Rd
M ∑ = ∑M
Rc
M db
VEdc
Rb
(kNm)
(kN)
-479-498
-365-365
-469-487
-365-365
2.6 -1035-1074
2.5 2.7
-1081-1043 2.7
M db = γ Rd M Rdc
∑M ∑M
Rb Rc
= γ Rd
M Rdc Ωγ Rd
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - noduri Ns
V jhd = Cb + Tb − Vc
Vc
Tb = γ Rd As1 f yd Cb = γ Rd As 2 f yd Tb
Cb
Vc Ni
V jhd = γ Rd (As1 + As2 ) f yd − Vc
V jhd = γ Rd As1 f yd − Vc
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe tăietoare - noduri As1 , As 2 (mm 2 )
2D25+2D20 3D25
2D25+2D20 2D25+1D20
VEdc (kN )
-365 -361
V jhd (kN )
1829 1914
V jhd = γ Rd (As1 + As2 ) f yd − Vc V jhd = 1,2(A2D25+ 2D20 + A2D25+1D20 ) ⋅ 435 − 365 V jhd = 1,2(A3D25 + A2D25+ 2D20 ) ⋅ 435 − 361
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Verificare Forţe tăietoare - noduri N σ y = − = −ν f cd Ac
σx = −
Metoda convenţională RM vj =
V jhd b j h jc
vj
Ash f yw b j h jw
σI
σ II ≥ −ηf cd
σII hjw
= − ρ jh f yw
• Verificarea eforturilor unitare principale de compresiune:
σII σI
v < ηf cd
vj
υd 1− η
fck η = 0,6(1 − ) 250 • Verificarea eforturilor unitare principale de întindere: σ I < f ctd V
ρ jh f ywd ≥
2 j
f ctd + ν d f cd
− f ctd
Ash f ywd b j h jw
≥
( V jhd / b j h jc ) 2 f ctd + ν d f cd
− f ctd
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Verificare Forţe tăietoare - noduri
xc
hc
Asb1fyd
α
Cb
Asb2fyd
(a) Forțele care încarcă nodul
(b) Mecanismul diagonalei comprimate
(c) Mecanismul de grindă cu zăbrele
Ash f ywd ≥ γ Rd ( Asb1 + Asb 2 ) f yd (1 − 0,8ν d ) Forţa tăietoare de proiectare
N νd = Ac f cd
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Verificare Forţe tăietoare - noduri Limitarea efortului în diagonala comprimată:
σ II
f ck ≤ ηf cd = 0,61 − f cd ⇒ 250
νd
-0.15 -0.14
-0.13 -0.17
V jhd (kN )
1829 1914
V jhd
υd ≤ ηf cd b j h j 1 − η
ηf cd b j h j 1 −
3375
υd ( kN ) η
3358
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Dimensionare Armătura transversală - noduri 0,8(1 − 0,8υd )( As1 + As 2 )γ Rd f yd ≤ Ash f ywd As1 , As 2 (mm 2 )
νd
-0.15 -0.14
-0.13 -0.17
2D25+2D20 3D25
2D25+2D20 2D25+1D20
Ash (mm 2 )
2480
2640
Ash ≥ 0,85(A3 D 25 + A2 D 25+ 2 D 20 ) ≈ 2640mm 2 ⇒ 7 etr. D10 / 10 cu 6 ramuri
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Eforturi de proiectare Forţe axiale - stâlpi
VEdb Seism
VEdb
Nivelul „i” VEdbi Forţe tăietoare asociate plastificării grinzilor la capete Pi Încărcări gravitaţionale concentrate la noduri (de ex., înc. aduse de grinzile orientate perperpendicular)
' Ω ≅ 1 ⇒ N Edc = N Edc i Ω >> 1 ⇒ N Edc = ∑VEdb + ∑ Pi
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat
Calculul infrastructurii
•
Infrastructură rigidă comparativ cu suprastructura Model structural separat de suprastructură Fundaţie de tip tălpi continue sub pereții perimetrali și fundații izolate sub stâlpii centrali Se încarcă cu eforturile asociate mobilizării mecanismului de plastificare din suprastructură Rezemare pe mediu elastic
•
Structura în cadre încarcă uniform infrastructura
• • •
•
Mai 2011
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul static neliniar
o
o
o
o
o
o
o
0.15
0.30
Deplasarea la varf (m)
Starea initiala. Toate elementele răspund în domeniul elastic.
0.45
-
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
0.15
0.30
0.45
Deplasarea la varf (m)
Grinzile şi stâlpii intră în curgere. Se observă o reducere a rigidităţii laterale a structurii.
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
-
o
o
o
-
o
0.15
o
0.30
o
o
0.45
Deplasarea la varf (m)
Cea mai mare parte a grinzilor şi stâlpilor au intrat în curgere.
-
o
o
0.15
o
0.30
o
0.45
Deplasarea la varf (m)
Mecanismul de plastificare optim a fost mobilizat.
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul static neliniar
Metoda de proiectare a produs rezultatele aşteptate: -Mecanismul optim de plastificare a fost mobilizat -Rotirile plastice în articulaţiile formate sunt apropiate ca valori -S-a evitat formarea mecanismelor de etaj
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul dinamic neliniar
-Mecanismul de plastificare nu corespunde în totalitate cu cel considerat optim la proiectare -Se mobilizează articulaţii plastice la capetele riglelor şi la baza stâlpilor de la parter -Apar articulaţii plastice şi la partea superioară a stâlpilor de la etaje -Nu sunt evidenţiate mecanisme de etaj 1
θ<0.5%
2
0.5%<θ<1.5%
3
1.5%<θ<2.5%
4
2.5%<θ
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Rezultatele proiectării Calcul dinamic neliniar
-Rotirile plastice în stâlpii de la etaj sunt reduse ca valori (sub 1.5%)
-Calculul dinamic neliniar pune în evideţă un răspuns bun al structurii proiectată prin metoda proiectării capacităţii de rezistenţă
1
θ<0.5%
2
0.5%<θ<1.5%
3
1.5%<θ<2.5%
4
2.5%<θ
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Factori de comportare
Tipul de structură Cadre Hale parter, cu diafragmă orizontală și stâlpi având νd ≤ 0,4 (hale parter)
DCH 5 αu /α1
q DCM 3,5 αu /α1
DCL 2,0
3,5
3,0
2,0
S-a introdus clasa de ductilitate joasă - DCL • Se poate folosește în zone cu ag ≤ 0,12g •Se utilizează prevederile EN1992-1:2004 la dimensionare și detaliere
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la forță tăietoare seism VEdb seism VEdb
V
grav Edb
grav VEdb
ζ = VEd ,min VEd ,max
VEd ,min
Pentru sarcini seismice importante:
−1 ≤ ζ ≤ 0 seism VEdb seism VEdb
Valoarea de proiectare a forței tăietoare: grav VEdb
VEd ,max
V
grav Edb
VEd
max
= max( VEd min , VEd max )
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la forță tăietoare VEd
max
≤ (2 + ζ )bw df ctd
(ζ = −1 ⇒ V
Ed max
VEd
max
≤ bw df ctd )
> (2 + ζ )bw df ctd
ζ < −0,5 lcr
Calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din EN1992-1-1:2004
0,5 ⋅ VEd
max
0,5 ⋅ VEd
max
VEd
max
- etrieri - armături la ±45°
≤ 2,80 As f yd
În toate situațiile, în zonele critice ale grinzilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.
ctgθ = 1
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Calculul grinzilor la forță tăietoare 48
36
201
Zona critică de la capătul din stânga:
201
ζ = 153 260 = −0,6 153
237
−1 ≤ ζ ≤ 0 Valoarea de proiectare a forței tăietoare:
48 212
VEd
36 212
VEd
max
176
= 260
≤ (2 − 0,6 ) ⋅ 300 ⋅ 600 ⋅ 1,2 ⋅ 10 −3 VEd
260
max
max
≤ 302kN
Nu este necesară armătură înclinată
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Calculul stîlpilor la forță tăietoare Calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din SR EN1992-1-1:2004 În toate situațiile, în zonele critice ale stâlpilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Asigurarea condițiilor de ductilitate - stâlpi Daca ν > 0,4 ⇒ µϕ ≤ µϕcapabil Cerința de ductilitate de curbură:
µϕ = 2q − 1 dacă T1 ≥ 0,7Tc µϕ = 2cq − 1 dacă T1 <0,7Tc T 1 ≤ c = 0,4q − (0.4q − 1) ≤2 0.7Tc
T1
µφ
40
Tc=1.6s q=4.5
35 30
SR EN 1998-1:2004
µϕ = 2q − 1 T µϕ = 1 + 2( q − 1) C
45
Tc=1s q=4.5
25
dacă T1 ≥ Tc dacă T1
20
Tc=0.7s q=4.5
15 10 5 0 0
0.5
1 1.5 Perioada (s)
2
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
P100-1/2011
Asigurarea condițiilor de ductilitate - stâlpi µϕ ≤ µϕcapabil Evaluarea analitică a ductilității de curbură, capabile: NEd
Mu=MRd
NEd My capabil
µϕ
ϕu = xu
xy
εy
>εy φu
φy
εcu2 (ε cu2,c)
Verificare implicită:
αω wd ≥ 25µϕν d ε sy , d
bc − 0,0035 b0
ϕy =
ϕu = ϕy ε cu 2 ,c xu
εy d − xy
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Revizuire P100-1/2006 MDRT - UTCB http://mdrt.ro/userfiles/constructii_ancheta_publica_contr454.pdf
Observațiile și sugestiile dvs. sunt binevenite.
Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti Curs P100-1/2006
Catedra de Construcţii de Beton Armat Mai 2011
Bibliografie Park, R., and Paulay,T., Reinforced Concrete Structures, John Wiley & Sons, New York, 1975 Paulay,T., and Priestley, M.,J.,N., Seismic Design of Reinforced Concrete and Masonry Buildings, John Wiley & Sons, New York, 1992
EN1998-1:2004 SR EN1998-1:2004 NB:2008 P100-1:2006 EN 1992-1:2004 CR0-2005 T. Postelnicu, V. Popa, D. Zamfirescu, 2003, A procedure to evaluate the lateral seismic displacement of structures, Conferinta internationala FIB “Concrete Structures in Seismic Regions”, 6-8 Mai, Atena, Grecia T. Postelnicu, D. Zamfirescu, V. Popa, 2002, Procedee de dimensionare a rigiditatii laterale a cadrelor de beton armat bazate pe performanta structurala. Gazeta Asociatiei Inginerilor Constructori din Romania nr. 47-48 T. Postelnicu, V. Popa, 2009, Proiectarea nodurilor cadrelor de beton armat in codurile de proiectare actuale, Revista AICPS Nr.2-3/2009 T. Postelnicu, V. Popa, 2009, Propuneri pentru revizuirea unor prevederi ale codului P100-1/2006, Revista AICPS Nr.4/2009