Modelare Structura Zidarie in ETABS [PDF]

Zitiervorschau

MODELAREA STRUCTURII DIN ZIDARIE CONFINATA IN ETABS 1. In primul rand se selecteaza unitatile de masura KN∙m 2. Se selecteaza un nou fisier “Default” – grid only

In acest stadiu se scrie numarul de axe si distanta intre ele, numarul de etaje si inaltimea de etaj. 3. Se declara materialele folosite la modelarea structurii si caracteristicile lor (zidarie si beton). Define – Material Properties Exemplu: Conc – pornim de la betonul predefinit – se poate schimba denumirea si se poate scrie tipul de beton folosit (C16/20). Evident, trebuie schimbata descitatea, greutatea specifica si modulul de elasticitate E. Restul caracteristiccilor raman neschimbate. Clasa de beton ce se recomanda a fi folosita este C16/20 (E=29GPa) sau C20/25. Valorile caracteristice ale rezistentelor betonului si ale caracteristicilor de deformabilitate se iau din standardul SR EN 1992-1-1/2004, conform tabelului 3.1, inserat in continuare.

Pentru zidarie:: Other: “ZIDARIE” fk = rezistenta caracteristica la compresiune a zidariei

Rezistenta caracteristica la compresiune a zidariei (fk[N/mm2]) cu elemente din argila arsa din grupa 1 si mortar pentru utilizarea generala (G) (conform tabelului 4.2a din CR6/2013):

Ez = modulul de elasticitate al zidariei cu elemente de argila arsa Ez = 1000*fk Coeficientul lui Poisson = 0,25

4. Elementele structurii se declara cu dimensiunile stabilite in prealabil prin predimensionare: a) Elementele de beton armat: - Elemente lineare: stalpisori, centuri, buiandrugi, toate cu sectiune rectangulara (Add Rectangular)

Define - Frame Section (toate sectiunile predefinite se pot sterge si se vor adauga sectiunile noi)

Elementele de suprafata: placile de beton armat, cu grosimea stabilita anterior din predimensionare Define – Wall/Slab/Deck Section Add New Slab Daca nu este necesara dimensionarea placii de beton armat, atunci elementele de tip suprafata se definesc ca MEMBRANE. Daca se urmareste si dimensionarea armaturii din placi, pentru calculul momentelor este necesara definirea elementelor de placa de tip SHELL.

b) Peretii de zidarie (tip walls): Add New Wall Se definesc ca elemente de tip SHELL.

5. SAVE. Desi tendinta este de a merge mai departe cat mai repede, se recomanda ca la sfarsitul fiecarui pas sa se apese butonul SAVE pentru a evita pierdea informatiilor deja introduse. Se foloseste butonul SAVE sau SAVE AS din Menu/ File. 6. Definirea tipurilor de incarcari se realizeaza: Menu/ Define/ STATIC LOAD CASES - Dead load - greutate proprie (Self weight Multiplier=1) incarcare Type DEAD - Load Permanenta - incarcare permanenta (Self weight Multiplier=0) incarcare Type DEAD - Load UTILA - incarcare Type LIVE - Seism x - incarcare Type QUAKE - User coefficient - Seism y - incarcare Type QUAKE – User coefficient In tabelul cu tipurile de incarcari Self weight Multiplier=1 trebuie sa apara o singura data. In rest incarcarile trebuie sa aiba Self weight Multiplier=0, altfel programul va aduna greutatea proprie a structurii de mai multe ori. Se poate folosi incarcarea DEAD doar pentru greutatea proprie a structurii pe care programul o calculeaza singur, conform greutatii specifice declarate a materialului (zidarie sau beton). Celelalte incarcari permanente se pot introduce in incarcarea Permanenta.

7. Pentru forta seismica trebuie introdus coeficientul fortei seismice cs, apasand butonul Modify Lateral Load. Forta seismica de baza se calculeaza, conform P100-1/2013, paragraful 8.4.2.1:

unde: γI,e = coefficient de importanta, in functie de clasa de importanta a cladirii γI,e = 1 pentru clasa a III - a de importanta λ = 0.85 pentru T1 < TC si cladiri avand mai mult de 2 etaje λ = 1 pentru cladirile avand 1 sau 2 etaje Sd (T) = spectrul de proiectare al acceleratiilor Sd (T) = ag * β(T)* η / q ag = acceleratia seismica a terenului cu valori de proiectare (vezi harta) β0 = 2.5 ordonata maxima a spectrului elastic pentru TB < T1 < TC η = factorul de reducere care tine cont de amortizarea zidariei ε=8% η = 0.88 pentru structuri de zidarie (amortizarea critica ε≠5% in spectrele de raspuns elastic calculate pentru beton, pentru zidarie amortizarea critica este ε=8%) q = factorul de comportare (conform tabelului 8.10 din P100-1/2013)

unde αu / α1 = 1.25 pentru zidarie confinata q = 2.25 * 1.25 = 2.81

8. Combinatiile de incarcari trebuie definite conform standardelor: - Gruparea fundamentala (fara seism): 1,35·Greutate proprie+1,35·Permanenta+1,5·Utila - Gruparea speciala (cu seism): 1·Greutate proprie+1·Permanenta+0,4·Utila+1·Seism X 1· Greutate proprie +1· Permanenta +0,4· Utila +(-1)·Seism X 1· Greutate proprie +1· Permanenta +0,4· Utila +1·Seism Y 1· Greutate proprie +1· Permanenta +0,4· Utila + (-1)·Seism Y

9. Masa structurii pentru care se calculeaza modurile proprii de vibratie si cu care se calculeaza forta seismica (Fb=cs*G) se declara din incarcari: Menu/ Define/ Mass source: Se alege: From Loads si se introduc coeficientii corespunzatori gruparii speciale de incarcari: 1· Greutate proprie+1·Permanenta+0,4·Utila

10. Se deseneaza in plan peretii de zidarie, ca elemente continue, ca in planul de cofraj, fara goluri de usi si ferestre. Se deseneaza un singur etaj, de preferat primul (parterul). Dupa ce acesta este complet modelat se va copia de cate ori este nevoie pentru a obtine numarul de etaje al cladirii.

11. Se deseneaza peretii folosind “Draw walls” (Plan), selectand tipul de perete type of wall.

Pentru desenarea stalpisorilor se foloseste comanda “Create Lines in Region or at Clicks” (Plan), apoi se selecteaza sectiunea type of element: stalpisori. Aceste elemente se pozitioneaza conform planului se cofraj. Se poate folosi comanda Edit/ Replicate pentru amplasarea stalpisorilor la distanta necesara, prin copierea unora deja definiti.

12. Centurile se deseneaza folosind comanda: “Draw lines” aapoi se selecteaza “type of line” folosit – centura Centurile se deseneaza in plan, deasupra peretilor, dintr-o parte in cealalta, folosind linii continue.

13. Placile se deseneaza folosind comanda “Create Areas at Click”, pentru ca ele sunt clar definite intre pereti, deci se pot desena cu un click.

14. Pentru a vedea peretii si placile ca elemente de suprafata, nu doar conturul lor se foloseste comanda “Set Building View Option”si se bifeaza Special Effects: Object Fill.

18. Placile trebuie declarate ca Diafragma rigida selectand in plan toate elementele (toate nodurile) apoi Assign/ Shell Area/ Rigid diaphragm

19. Peretii trebuie impartiti la toate intersectiile cu stalpisorii selectand Select / by area section/ PERETE si folosind Edit/ Mesh Areas/ Mesh Quads/Triangles at Intersection with Visible Grids and Selected Point Objects on Edges

20.Peretii trebuie impartiti in elemente de tip shell de dimensiuni aproximativ de 30x30 sau 25x25 cm, selectand fiecare perete in parte si apoi folosind comanda “Edit/ Mesh Area/ Mesh Quads/Triangles into/ (numarul de elemente de pe fiecare directie, de exemplu pentru o inaltime de 3,00m si o lungime a peretelui intre stalpisori de 4,00 m se poate folosi o divizare in 14 cu 10 elemente). Fiecare perete trebuie divizat separat, pastrand acelasi numar de elemente pe verticala, in timp ce pe orizontala se impart in elemente cat mai egale posibil.

21. Golurile in pereti trebuie realizate in aceasta faza prin stergerea unui numar de elemente shell astfel incat sa se obtina goluri in pereti cat mai aproape de pozitia si de dimensiunile din planul de arhitectura. Acest lucru se obtine prin selectarea Shell-urilor si stergerea lor (delete).

22.Centurile trebuie divizate in acelasi mod ca si peretii prin selectarea tuturor elementelor Select All si folosind comanda: Edit/ Divide lines/ Break at Intersection with Selected Lines and Points

Incarcarile gravitationale actionand pe placi sunt

introduce: load Permanenta, load Utila, load zapada. Pentru a declara incarcarile pe placi trebuie selectate placile Select/ By area section/ Placa si apoi se foloseste comanda “Assign/ Shell/Area Loads/ Uniform”. Greutatea structure este calculate de program, deci nu introducem nici o valoare la DEAD Load (conventie).

23. Placile trebuie si ele impartite in suprafete mici, cu dimensiunea maxima de 0.25m, folosind optiunea Automesh, in cazul in care placile au fost definite ca Membrane. Select/ by wall/slab/deck section pentru a selecta suprafetele, apoi Assign// Shell/Area // Area Object Mesh Options…

24. Pentru calculul peretilor, acestia trebuie declarati PIER. Forma si dimesniunile PIER-ului trebuie correlate cu calculul ce se doreste a fi facut. Este indicat sa se salveze modelul sub diferite nume atunci cand se declara un nou PIER. De exemplu, pentru forta axiala NEd sau pentru moment MEd o sectiune “T” sau “I” trebuie definita, inima fiind paralela cu directia fortei seismice, intre doua goluri, iar talpile fiind definite conform standardelor: - 6*t, unde t este grosimea peretelui - distanta pana la primul gol

Pentru forta taietoare VEd, sectiunea PIER este formata doar din inima peretelui definit anterior. Etc…

25.Pentru a define un PIER (un montant) trebuie selectate elementele “shell” care formeaza inima pereteluisi se declara PIER folosind comanda Assign/ Shell area/ Pier label: Add new name: P1. Dupa aceasta, elevatia se schimba pe axele unde se gasesc talpile (perpendicular pe inima), se selecteaza elementele “shell” ce fac parte din talpi si se aloca aceeasi denumire de pier.

26. Stalpisorii car fac parte din acelasi montant (Pier) trebuie selectati si li se aloca aceeasi denumire de Pier: command Assign/ Frame line/ Frame label: P1.

27. Pentru a finaliza modelul se selecteaza tot ALL si se copiaza de cate ori este nevoie “Edit/ Replicate/Story”

28. Se afiseaza planul BASE, se selecteaza toate punctele si se foloseste comanda Assign/ Joint Restraints folosindu-se incastrarea (toate deplasarile si rotirile blocate). 29. Save 30. Run