Camasuiala [PDF]

Zitiervorschau

Evaluarea analitica prin calcul cu METODOLOGIA DE NIVEL 2 Dupa realizarea camasuirii Evaluarea prin calcul reprezintă un procedeu cantitativ prin care se verifică dacă structurile existente, degradate sau nu, satisfac cerinţele stărilor limită considerate la acţiunea seismică de calcul asociată acestora. Încadrarea în clasele de risc seismic se face pe baza valorii obţinute pentru indicatorul „R3 – gradul de asigurare structurală seismică”. Noul cod de evaluare seismică P100-3/2008 prevede 3 metodologii de evaluare a construcţiilor, definite de baza conceptuală, nivelul de rafinare al metodelor de calcul şi de nivelul de detaliere al operaţiunilor de verificare: - Metodologia de nivel 1 reprezintă o metodologie simplificată; - Metodologia de nivel 2 este metodologia de tip curent utilizată uzual pentru construcţii obişnuite; - Metodologia de nivel 3 utilizează metode de calcul neliniar şi se aplică la construcţii complexe sau de o importanţă deosebită, atunci când se dispune de datele necesare. Metodologia de nivel 3 este recomandabilă şi la construcţii de tip curent datorită gradului de încredere superior oferit de metoda de investigare sau în cazul în care clasificarea într-o grupă de risc pe baza coeficientului R3 nu este evidentă. METODOLOGIA DE NIVEL 2: Domeniul de aplicare: La toate clădirile la care nu se poate aplica metodologia de nivel 1. Principiul metodei de calcul: Efectele cutremurului sunt aproximate printr-un set de forţe convenţionale aplicate construcţiei. Mărimea forţelor laterale este stabilită astfel încât deplasările obţinute în urma unui calcul liniar să aproximeze deformaţiile impuse structurii de către acţiunea seismică. În cazul în care perioada construcţiei este mai mare decât valoarea perioadei de colţ Tc a spectrului este valabila aşa-numita regulă a “deplasării egale” ce precizează că deplasarile raspunsului elastic reprezinta o limita superioara a deplasarilor seismice neliniare. În consecinţă, pentru aceste situaţii forţele laterale aplicate structurii sunt cele corespunzatoare raspunsului seismic elastic evaluat pe baza spectrului de raspuns neredus prin factorul q.

dy = deplasarea la initierea curgerii du = deplasarea ultima Fy = forta la initierea curgerii Fe = forta asociata raspunsului seismic elastic

Însă în cazurile în care perioada fundamentală a clădirii este inferioară perioadei de colţ deplasarile inelastice efective depăşesc valorile corespunzatoare raspunsului elastic şi pentru evaluarea lor trebuie aplicate corecţii. Astfel, în cazul cutremurelor vrâncene înregistrate în Câmpia Română pentru care Tc = 1.6 sec, majoritatea clădirilor existente se înscriu în domeniul 0 – Tc. Din acest motiv, pentru evaluarea deplasărilor asociate stării limită ultime se corectează înmulţind valorile deplasărilor obţinute din calculul structural cu încărcările seismice elastice (nereduse) cu coeficientul de amplificare „c” din anexa E din P100-1/2006. În metodologia de nivel 2, verificarea elementelor structurale se face la starea limită ultimă şi, respectiv, starea limită de serviciu, similar condiţiilor prevăzute de P1001/2006 la proiectarea structurilor noi. În cazul SLS se efectuează numai verificări ale deplasărilor laterale, în timp ce în cazul SLU se efectuează şi verificări ale rezistenţelor elementelor structurale. Pentru a obţine deplasările şi eforturile secţionale în elementele structurale de beton armat s-a realizat un model tridimensional al structurii de rezistenţă. Pentru concizia prezentării, în acest studiu de caz se prezintă doar rezultatele analizelor ce consideră efectele acţiunii seismice pe direcţia transversală a clădirii. C.1. Analiza modala

Evaluarea incarcarilor Planseu nivel curent Incarcare

Tip

Greut. proprie placa Pardoseala Pereti interiori Utila

P P P U

Pereti de inchidere

P

Val. caract.(KN/m2) 3 1.5 1.2 3 KN/ml 6.48

Coef. GF 1.35 1.5 1.35

Val. calcul GF(KN/m2) 4.05 2.03 1.62 4.5 KN/ml 8.75

Coef. GS 1 0.4 1

Val. calcul GS(KN/m2) 3 1.5 1.2 1.2 KN/ml 6.48

Planseu terasa Incarcare

Tip

Val. caract.(KN/m2)

Greut. proprie placa Straturi termo-hidro Zapada

P P U

3 2 2

Coef. GF

Val. calcul GF(KN/m2)

Coef. GS

4.05 2.70 3

1.35 1.5

1 0.4

Evaluarea greutatii cladirii [(

) (

(

)]

) (

)

(

Greutate nivel curent:

(

) )

Greutate ultimul nivel:

(

)

) [

(

(

)

(

)

(

)]

Val. calcul GS(KN/m2) 3 2 0.8

Greutatea structurii in etabs

Load GS GS GS GS GS GS GS GS GS GS GS GS GS GS

Loc Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom Top Bottom

P 5673.87 6529.99 13562.64 14418.77 21451.42 22307.54 29340.2 30196.32 37228.97 38085.1 45117.75 45973.87 53006.52 53862.65

Perioada de vibratie a caldirii:

Mode 1 2 3

Period 0.853035 0.656869 0.637312

UX 82.1163 0 0

UY 0 0 82.3743

SumUY 0 0 82.3743

RX

RY RZ 0 99.2747 0 0 0 82.938 99.4367 0 0

SumRZ 0 82.938 82.938

C2. Calculul fortei seismice si verificarea deplasarilor relative de nivel COEFICIENTUL SEISMIC ELASTIC: ( )

1. ag este acceleratia terenului pentru proiectare, pentru fiecare zona de hazard seismic si corespunde unui interval mediu de recurenta de 100 ani. Din harta de zonare a acceleratiei terenului pentru proiectare ag, folosita pentru proiectarea constructiilor la starea limita ultima se extrage valoarea pentru localitatea Craiova 2. este factor de corectie care tine seama de contributia modului propriu fundamental prin masa modala efectiva asociata acestuia. Spectrele de acceleratii sunt echivalente pentru un sistem cu un singur grad de libertate. Se considera pentru constructii cu mai mult de 2 niveluri ca si =1.0 3. I este factorul de importanta expunere la cutremur al constructiei. Cladirea se incadreaza in clasa de importanta III  I=1.0 4. (T) este spectrul normalizat de acceleratia solului. Masoara practic de cate ori un sistem cu un grad de libertate amplifica sau dezamplifica acceleratia maxima de la baza. Conditiile locale de teren sunt descrise de valorile perioadei de colt T c (perioada pana la care raspunsul in acceleratii este aproximativ constant. Din harta de zonare se obtine pentru localitatea Craiova:   ( ) 5. q este factorul de comportare al structurii: tine cont de incursiunile structurii in domeniul inelastic. Conform tabelului 6.1 din P100-3/2008, în metodologia de nivel 2 pentru structuri de beton armat valoarea factorului de comportare este q = 1. ( )

Principiul metodei de calcul: Pt. fiecare element structural relaţia de verificare depinde de modul de cedare, ductil sau fragil, la diferitele tipuri de solicitare (încovoiere, forţă tăietoare, forţă axială). * În cazul cedării ductile, verificarea se face comparând cerinţa cu capacitatea. Cerinţa rezultă sub acţiunea încărcărilor gravitaţionale combinată cu acţiunea forţelor seismice împărţită la un factor de comportare “q” a cărui valoare este specifică naturii ruperii elementului la tipul de efort considerat. Capacitatea se determină cu rezistenţele medii ale materialelor împărţite la factorii de încredere şi coeficienţii parţiali de siguranţă. * În cazul cedărilor fragile cerinţa este asociată plastificării elementelor structurale ductile ale structurii, iar capacitatea este calculată cu valorile minime ale rezistenţelor materialelor (cu valorile caracteristice împărţite la CF şi coeficienţii parţiali de siguranţă). Calculul structural: Metoda forţelor seismice statice echivalente sau metoda de calcul modal cu spectre de răspuns (nereduse) Distribuţia pe verticală a forţelor seismice orizontale se face conform P100–1/2006. Efortul de torsiune de ansamblu se determină pe baza prevederilor din P100-1/2006. În cazul structurilor din materiale cu rigiditate degradabilă prin fisurare în calculul structural se aplică prevederile P100-1/2006 privitoare la determinarea valorilor de proiectare ale rigidităţilor, împreună cu precizările suplimentare date în anexa E. Relaţiile de verificare: Verificarea structurii se face la ULS şi, respectiv, SLS. Deplasările laterale: cf. anexei E din P100-1/2006 Indicatorul R3 (în termeni de deplasări):

Determinarea DRIFT-urilor (deplasărilor relative de nivel): Cf. P100-1/2006: Calculul deplasărilor laterale pentru SLS se face cu relaţia (Pentru clădiri având elemente nestructurale fixate astfel încât nu afectează deformaţiile structurale sau având elemente nestructurale cu deformabilitate înaltă )

deplasarea unui punct din sistemul structural ca efect al acţiunii seismice q=1.0 NU SE INTRODUCE FACTORUL DE COMPORTARE “q” (deplasările corespund forţei seismice elastice) deplasarea aceluiaşi punct din sistemul structural, determinată prin calcul static elastic sub încărcări seismice de proiectare factor de reducere care ţine seama de intervalul de recurenţă mai mic al acţiunii seismice asociat verificărilor pentru SLS pentru clasa de importanta III se calculează considerând rigiditatea FISURATĂ (0.5EbIb) a elementelor de b.a. Calculul deplasărilor laterale pentru ULS se face cu relaţia deplasarea unui punct din sistemul structural ca efect al acţiunii seismice q=1.0 NU SE INTRODUCE FACTORUL DE COMPORTARE “q” (deplasările corespund forţei seismice elastice) deplasarea aceluiaşi punct din sistemul structural, determinată prin calcul static elastic sub încărcări seismice de proiectare Coeficient de amplificare ce ia în considerare că pentru construcţiile cu T10.5 4.00

q neductil =

2.5

qductil

Indeplinire prevederi

q

MEd (kNm)

MRd (kNm)

R3M

8.00

100%

8.000

81.26

198.22

2.440

Medie

3.533

2.931

1.355

Calculul lui

forta taietoare de calcul asociata momentelor capabile de la capetele grinzii. coeficient al conditiilor de lucru (tine seama de degradarile betonului la solicitari cicilce)

proiectia pe orizontala a fisurii critice (adimensionalizata) √ √ ( ) procentul de armare cu etrieri procentul de armatura intinsa: pentru sectiunile de moment pozitiv si pentru sectiunile de moment negativ √ √ aria de armatura inclinata care da capacitate pe forta taietoare” -sectiuni de moment pozitiv: ( -sectiuni de moment negativ:

)

Aai (mm2)

VRd (kN)

R3V

R3V >1

0.850 1.585 1.002 1.868

0.00 0.00

412.23 485.71

9.534 3.565

da da

0.966 1.801

0.00

468.40

10.980

da

1.002 1.868 1.002 1.868

314.16 314.16

543.64 543.64

2.730 2.452

da da

0.876

1.002 1.868

314.16

543.64

2.678

da

0.757 0.876 1.178

0.966 1.801 1.002 1.868 1.079 2.012

314.16 314.16 314.16

526.33 543.64 581.09

2.410 2.298 2.552

da da da

Moment

Nivel

Ax A

VEd (kN)

VEdB

mt (