Proiect B.A. An IV - Marcu Alexandra [PDF]

Zitiervorschau

UNIVERSITATEA TEHNICA “GH. ASACHI” IASI FACULTATEA DE CONSTRUCTII SI INSTALATII SECTIA C.C.I.A.

CONSTRUCTII DIN BETON ARMAT - Proiect -

Grupa: 3401

Student: MARCU ALEXANDRA Prof. Indrumator: as. ing. GAVRILOAIA CONSTANTIN

Anul universitar 2011-2012

Tema proiectului

Să se proiecteze o structură din beton armat şi precomprimat cu următoarele caracteristici:  Regimul de înalţime: P+3E;  Amplasament: Zona 1 – Iaşi;  Structura de rezistenţă: - cadre din betona armat; - planşeul peste parter şi etajele 1 si 2 – monolit cu grinzi principale şi secundare; - la nivelul acoperişului planşeul este prefabricat din grinzi precomprimate;  Pereţi despărţitori: B.C.A.;  Sistemul de fundare: grinzi sub stâlpi;  Destinaţia: - parter şi etajele 1, 2 – clădire de birouri; - etajul 3 - sală de conferinţe;  Înălţimea etajelor: 4m;  Dimensiuni în plan: - parter şi etajele 1, 2: - 3 deschideri L; - 3 travee T; - etajul 3: - 3 deschideri 3L; - 3 traveei T; . .

.

. .

.

Unde: n - numărul de ordine; Z - numărul zonei (numărul grupei din anul III); n=22; Z=5;

1

1. PREDIMENSIONAREA STRUCTURII SI CALCULUL INCARCARILOR 1.1 Incarcari permanente ( P ) 1.1.1 La nivelul terasei  Greutate termoizolatie .  Greutate suprabetonare .

.

. .  Greutatea grinzilor transversale de acoperis . .

.

.

.

. .  Greutatea grinzilor de acoperis . .

. . .

.

.

2

.

.

1290 100

100

100

R100 100

160

100

430 730 950

R200 200

120

120 560

 Greutatea aticului . .

.

. .

. . . .

1.1.2 La nivelul planseului curent  Greutate pardoseala + sapa .  Greutate pereti despartitori

3

 Greutate planseu . .

 Greutatea grinzilor principale .

.

.

. .

. .  Greutatea grinzilor transversale .

.

.

. .

.

. .  Greutatea grinzilor secundare . .

.

.

.

.

. .

4

 Greutate tencuiala .

.

.

.

1.2 Încărcări variabile 1.2.1 Încărcarea din zăpadă (Z)

. - coeficient de formă pentru acoperişuri plane - coeficient de expunere pentru expunere parţială - coeficient termic pentru acoperişuri cu termoizolaţii uzuale - valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe sol (CR 1-1-3-2005)

.

1.2.2 Încărcarea utilă (U)

- pentru birouri - pentru sală de conferinte

5

.

1.3 Încărcări excepţionale 1.3.1 Încărcarea seismică (S)

- perioada de colţ (P100/2006) q=5

.

.

.

- factor de comportare

- factor in funcţie de clasa de importanţă .

– factor de amplificare dinamică maxim

- acceleraţia terenului pentru proiectare (P100/2006) .

.

.

.

1.4 Predimensionarea stâlpilor

.

.

.

.

.

6

.

. .

.

.

.

.

.

√ . – forţa axială normalizată ⁄

⁄ .

.

(C20/25)

- Forţa axială în stâlp la nivelul încastrării în starea limită de serviciu de lungă durată (P+0.4U+0.4Z); Nsm

ELD

= (gth+gsb+0.4·pz)·Aafma+gga·1.5L·4 +(ggta+ ga )·T+ (gp+gps+gpd+gt+0.4· pu1)·Aafm + (gp+gps+gpd+gt+0.4·pu)·Aafm ·2 + ggt T·3 + ggp·0.5L·3 +ggs·T·3 +0.5·0.5·Het·γba·4 (kN)

7

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

. .

.

.

.

. .

.

.

.

.

.

.

Nsc

ELD

= (gp+gps+gpd+gt+0.4· pu1)·Aafc+(gp+gps+gpd+gt+0.4·pu)·Aafc·2 +ggt·T·3 +ggp·L·3 +ggs·2·T·3 +0.5·0.5·Het·γba·3 (kN)

.

.

.

. .

.

. .

. .

.

.

. √

√

.

.

.

.

8

. .

.

.

2. Calculul static

2.1 Modelul de calcul

(C20/25)

Secţiunea de calcul pentru stâlpi

Secţiunea de calcul pentru grinzi

9

.

- pentru grinzi

.

- pentru stâlpi

2.2 Distribuţia încărcărilor gravitaţionale

. . .

.

.

. .

.

.

.

10

.

2.3 Ipoteze de încărcare 2.3.1 Ipoteza încărcărilor permanente (P)

.

.

.

.

.

. .

.

. (

) .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

11

.

.

.

.

.

.

.

.

. 2.3.2 Ipoteza încărcării din zăpadă

.

.

2.3.3 Ipoteza încărcării utile (

12

.

.

.

.

. .

. .

.

.

.

.

.

.

2.3.4 Ipoteza încărcării utile (

13

. .

. .

.

.

.

.

.

.

2.3.5 Ipoteza încărcare seismică

14

. – factor de corecţie ce ţine seama de contribuţia modului fundamenta;l masa construcţiei; spectru normalizat de răspuns elastic; , dacă , dacă .

. numărul de niveluri .

m = m1+m2 +m3+m4 m4= [(gth+gsb+0.4·pz)·3·L·3·T + gga · 12·3L + ga·6·T+ ggta· 6T+ 2

hs ·Het·γba·4] /g (tone) m4= [(0.65+ 1.75+ 0.4 · 2) · 3 · 6.30 · 3 · 4.95 + 8.3615· 12 · 3 · 6.30 + 6.1875 · 6 · 2

4.95+ 6.50· 6 · 4.95 + 0.45 · 4.00 · 25 · 4] /9.81 = 331.533 tone 2

m3=[(gp+gps+gpd+gt+0.4·pu1)· 3·L·3·T+ggp·3·L·4+ ggt·3T·4+ggs·3T·6+hs ·Het·γba·12]/g (tone) m3=[(3 + 1.1+ 1 + 0.57 + 0.4 · 3) · 3 · 6.30 · 3 · 4.95+ 4.875· 3 · 6.30· 4 + 3.75 · 3· 2

4.95· 4 + 1.75· 3· 4.95· 6 +0.45 · 4.00· 25 · 12]/9.81 = 297.492tone

15

m2=[(gp+ gps+ gpd+ gt+ 0.4 · pu)· 3 · L · 3 · T+ ggp· 3 · L · 4 + ggt· 3T · 4 + ggs· 3T · 6 + 2

hs · Het · γba· 16]/ g (tone) m2=[(3 + 1.1+ 1 + 0.57 + 0.4 · 2)· 3 · 6.30 · 3 · 4.95+ 4.875· 3 · 6.30 · 4 + 3.75 · 3 2

·4.95· 4 + 1.75· 3 · 4.95· 6 + 0.45 · 4.00· 25· 16]/9.81 = 294.305 tone m1= m2= 294.305 tone g = 9.81 m/s2 m = m1+m2+m3+m4= 294.305 + 294.305 + 297.492 + 331.533 m = 1.218 · 103 tone

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

.

.

.

16

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

S4= F4/2(kN) S4 = 399.631/2 = 199.815 kN S3= F3/4(kN) S3 =

.

/4= 67.237 kN

S2= F2 /4(kN) S 2=

.

/4=44.344 kN

S1= F1 /4(kN) S 1=

.

/4 =22.172 kN

2.4 Grupări de încărcări      

SLU 1 .

.

SLU 2 .

.

SLU 3 .

.

SLU 4 SLU 5 SLS

. . .

.

.

.

.

.

.

.

17

.

.

18

19

20

21

22

23

24

25

3. PROIECTAREA GRINZILOR 3.1 Numerotarea nodurilor

3.2 Calculul momentelor încovoietoare de proiectare

26

3.3 Calculul momentelor încovoietoare de proiectare MMax14-13Moment încovoietor maxim de pe înfăşurătoare min – max MSLU13-14 - Moment încovoietor din gruparea din care MMax14-13 rezultă maxim q - încărcarea gravitaţională din gruparea din care MMax14-13 rezultă maxim .

.

3.4 Calculul armăturilor longitudinale din reazeme

La nivelul planseului curent: a=60 mm . .

.

C20/25

. .

. . .

27

-> pentru C20/25 .

.

.

 Reazemul 14 - 13: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, .

)

√

.

.

.

(

.

(

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 28

 Reazemul 13 - 14: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, .

)

√

.

.

.

(

.

(

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 29

 Reazemul 15 - 14: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, .

)

√

.

.

.

(

.

(

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 30

 Reazemul 14 - 15: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, .

)

√

.

.

.

(

.

(

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 31

 Reazemul 16 - 15: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, . .

(

)

√

.

.

. (

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 32

 Reazemul 15 - 16: .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis, .

)

√

.

.

.

(

.

(

.

√

)

.

.

.

. . (impunem numarul de bare =4)

√

√

.

Momentul capabil al sectiunii: . . Aria reala de armatura:

Zona comprimata: . 33

3.5 Calculul armăturilor longitudinale din partea inferioară Caz 1

√ . √ .

(kNm)

(mm2) (mm)

34

 Câmpul 13 – 14 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis,

.

.

. .

.

.

(

)

√

(

.

√

.

)

.

(se verifica) .

.

.

(impunem numarul de bare =3) √

√

.

Verificare ariei de armatura,

.

(

.

% ; P100)

.

Momentul capabil al sectiunii:

. 35

(se verifica)

. Zona comprimata: .

 Câmpul 14 – 15 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis,

.

.

. .

.

.

(

)

√

(

.

.

√

)

(se verifica) .

.

.

(impunem numarul de bare =3) √

√

.

Verificare ariei de armatura,

(

36

% ; P100)

.

.

.

.

.

.

(se verifica)

Momentul capabil al sectiunii:

. . Zona comprimata: .  Câmpul 15 – 16 .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. Conform programului Axis,

.

.

. .

.

.

(

)

√

(

.

.

√

)

(se verifica) .

.

.

(impunem numarul de bare =3) √

√

. 37

.

.

.

Verificare ariei de armatura,

.

(

% ; P100)

.

.

(se verifica)

Momentul capabil al sectiunii:

. . Zona comprimata: .

3.7 Calculul forţei tăietoare de proiectare

γRb=1.2 factor de suprarezistenţă datorat efectului de consolidare a oţelului q – încărcarea din ipoteza în care a fost dimensionată armătura longitudinală

38

3.8 Dimensionarea armăturii transversale

αcw=1 - coeficient care ţine seama de starea de efort în fibra comprimată z=0.9d v1=0,6 - coeficient de reducere a rezistenţei betonului fisurat la forţă tăietoare max(ctgθ1; ctgθ2)≥1 (dacă nu este îndeplinită condiţia trebuie modificate dimensiunile secţiunii) ctgθ≤2.5 (dacă rezultă o valoare mai mare în continuare se ia in calcul ctgθ=2.5)

fywd=0,8·fywk=0,8·255=204 (N/mm2) OB37

 Câmpul 13 - 14

.

.

. .

.

.

.

.

.

.

39

.

.

.

.

.

.

.

(

)

ctg

. .

( .

(

.

)

)

.

.

.

fywd=0,8·fywk=0,8·255=204 (N/mm2) OB37 .

.

.

.

.

√

. .

.

.

De asemenea, adopt pentru câmpurile 14-15 si 15-16 etrieri cu OB37 deoarece forțele tăietoare rezultate sunt egale sau mai mici decat din câmpul 13-14.

40

3.9 Plan cofraj peste parter şi etajele 1 şi 2 Planul cofraj al unui planşeu reprezintă o vedere de sus a elementelor componente, considerând armăturile nemontate si betonul neturnat.

3.10 Lungimi de ancorare

coeficienţi care ţin seama de forma barelor, acoperirea cu beton şi confinare

diametrul barei tensiunea din bara în secţiunea de calcul . efortul unitar ultim de aderenţă; pentru condiţii de aderenţă bună; .

pentru condiţii de aderenţă mediocre pentru . .

41

 Armare grinda parter

 Armatura parte superioara .

.

.

. .

.

.

.

 Armatura parte inferioara .

. .

. .

3.11 Lungimi de suprapunere

proporţia barelor înnădite .

42

 Armare grinda parter

 Armatura parte superioara .

.

.

. .

.

.

. . .

 Armatura parte inferioara .

. .

. .

.

3.12 Armare grinzi

La grinzile ce depăşesc 700 mm înalţime se vor prevedea două bare de montaj OB37, legate cu agrafe OB37 (una la două rânduri de etrieri).

43

3. Proiectarea stâlpilor

4.1 Calculul momentelor de proiectare  Stâlpi marginali

.

factor de suprarezistenţă, datorat efectului de consolidare a oţelului

 Stâlpi centrali

44

Parter  Stalpul 13-17 Seism stanga (SLU4) .

. .

.

.

.

Seism dreapta (SLU5) .

. .

.

.

 Stalpul 14-18 Seism stanga (C4) .

.

. .

. .

.

.

. .

. .

.

.

Seism dreapta (C5) . .

45

.

4.2 Calculul armăturilor longitudinale

Parter  Stalp marginal .

.

.

. (

)

(

) .

. .

. .

Dacă . betonul nu fisurează şi stâlpul se armează din procentul minim de armare.

.

46

. .

.

.

.

.

.

.

. .

.

. .

√

.

. .

.

.

.

. .  Stalp central .

.

.

. (

)

(

) .

. .

. .

Dacă . betonul nu fisurează şi stâlpul se armează din procentul minim de armare.

.

. 47

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

√

.

. .

.

.

.

. .

4.3 Verificarea la compresiune excentrică oblică

√

(

)

0.1 0.7 a

1.0 1.5 . . .

.

= 0.409 => Interpoland a = 1.2572.

Parter √

(

)

√

(

. .

)

.

.

excentrica oblica)

48

(se verifica la compresiune

4.4 Calculul forţei tăietoare de proiectare

.

pentru nivelul de bază al construcţiei

.

pentru restul nivelurilor

Parter .

. .

.

4.5 Dimensionarea armăturii transversale

coeficient care ţine seama de starea de efort în fibra comprimată . . coeficient de reducere a rezistenţei betonului fisurat la forţă tăietoare max(ctg 1; ctg 2)≥1 (dacă nu este îndeplinită condiţia trebuie modificate dimensiunile secţiunii) ctg ≤2.5 (dacă rezultă o valoare mai mare în continuare se ia in calcul ctgθ=2.5)

49

.

. .

(

)

pentru nivelul de bază

.

în rest

Parter .

(

)

ctg

( . .

. .

.

.

(

.

.

)

)

. .

.

. .

.

. .

.

50

.

.

.

4.6 Verificarea deplasărilor relative de nivel  Verificarea la starea limită ultimă SLU

.

. .

.

.

coeficient de amplificare a deplasărilor .

.

. s

. .

.

. .

. .

. .

.

. .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

(nu se verifica)

.

.

.

.

(nu se verifica)

.

.

.

.

51

 Verificarea la starea limită de serviciu SLS

. factor de reducere, care ţine seama de perioada de revenire mai scurtă a acţiunii seismice .

. .

mm

.

. .

. .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

. .

. .

.

. .

.

4.7 Calculul forţei tăietoare de proiectare orizontală în noduri  Noduri centrale

.

factor de suprarezistenţă

ariile reale ale armăturilor de la partea superioară şi de la partea inferioară a grinzilor forţa tăietoare de proiectare din stâlpul de sub nod 52

 Noduri centrale

 Nodul 14

.

.

.

 Noduri de margine

 Nodul 13 .

.

.

)

4.8 Verificarea la forţă tăietoare orizontală  Noduri centrale

√

.

(

.

)

(

.

)

.

.

rezistenţa caracteristică a betonului la compresiune forţa axială normalizată în stâlpul de deasupra

53

Parter .

.

.  Nodul 14 √ .

.

.

√

.

.

√

.

(se verifica)

 Noduri de margine

.

√

Parter .

.

.  Nodul 13 . .

. √

.

√

. .

(se verifica)

4.9 Verificarea armăturii transversale în noduri

54

.

.

 Noduri centrale

.

.

aria totală de etrieri orizontali în nod numărul de etrieri orizontali din nod , numărul de ramuri ariile reale ale armăturilor de la partea superioară şi de la partea inferioară a grinzilor forţa axială a stâlpului inferior

 Nodul 14 .

.

. . .

. .

. .

(nu se verifica)

Relatia nu este indeplinita. Adoptam etrieri

 Noduri de margine 55

PC52.

.

.

.

.

.

.

 Nodul 13 .

. .

. .

.

(se verifica)

4.10 Verificarea armăturii longitudinale din nod

armătura longitudinală verticală care trece prin nod, incluzănd armătura longitudinală a stâlpului; aria totală de etrieri orizontali în nod; distanţa interax intra armăturile marginale ale stâlpilo; distanţa interax între armăturile de la partea superioară şi cea inferioară a grinzilor;

 Nod 13

56

. . .

.

.

(se verifica)

 Nod 14 . . .

.

. .

4.11 Armare stâlpi

Zona critică .

.

La nivelul de bază zona critică se majorează cu 50.

57

(se verifica)

5. Proiectarea grinzilor de acoperiş

5.1 Scheme statice  La transfer

.

.

.

.

 In exploatare ( .

)

.

.

58

.

5.2 Predimensionarea armăturii pretensionate

.

.

.

.

( ) ( ) .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. . .

.

. .

. .

. .

. 59

.

. TBP12

.

.

5.3 Caracteristicile ideale ale secţiunii de beton la transfer

∑

. (

)

60

∑

(

)

.

.

.

.

.

.

.

. .

(

) .

.

.

. .

.

.

. .

.

.

5.4 Caracteristicile ideale ale secţiunii de beton în exploatare

61

(

)

∑

.

.

.

.

.

.

. .

(

) . .

.

.

. .

.

.

.

.

.

5.5 Tensiuni în beton şi armătură la transfer 5.5.1 Tensiunea de control

62

.

.

.

5.5.2 Pierderi de tensiune a) Pierderi de tensiune datorită scăpărilor din blocaje

scăpările la cele două capete

(lungimea armătării precomprimate între ancoraje) b) Pierderi de tensiune datorită tratamentului termic

. modulul de elasticitate a armăturii precomprimate; coeficient de dilatare termică; temperatura maximă la care se face tratamentul termic; temperatura iniţială a betonului în apropierea armăturilor pretensionate; .

.

5.5.3 Tensiuni în armătură la transfer

63

.

.

.

.

5.5.4 Tensiuni în beton la transfer a) Secţiunea din câmp

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .  Dacă .

.

.

.

.

(întindere în modul) betonul fisurează (C35/45)

64

.

.  Dacă betonului

.

.

trebuie mărită secţiunea de beton sau clasa

.

.

b) Secţiunea de la capătul zonei de transmitere

.

.

.

.

.

.

. √ .

√ .

. .

.

.

.

. .

65

.

) .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

(

)

.

.

.

.

.

.

.

(

)

. (întindere în modul) betonul fisurează

 Dacă .

(C35/45) .


betonul nu fisurează

trebuie mărită secţiunea de beton sau clasa betonului

. .