calculul actiunilor
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
1/16
Calculul aciunilor hale industriale parter structuri realizate din elementeprefabricate efect de aib- hale cu grinzi principale transversale
Stabilirea ipotezelor de ncrcare
1. Aciuni permanente
Aciuni permanente la nivelul acoperiuluiAciuni permanente la nivelul consoleiAciuni permanente din perei purtai
1.1 Aciuni permanente la nivelul acoperiului
Establishing the loading hypothesis
1. Permanent load
ermanent load at the roof level ermanent load at the corbel!s level ermanent load from bearing "alls
1.1 Permanent load at the roof level
fig# $#$
Sistematizarea aciunilor presupune
fig# $#%
1.2 Aciuni permanente la nivelul consolei 1.2 Permanent load at the corbels level
&C' ncrcarea din grinzile de rulare sisubansamblul cii de rulare
(SS' greutatea st)lpului la partea superioar
$
&sm
&sc
&sm
*sm
'&sm
e$
&sm
e%
&sm
e%
*sm
Sasm
Sasc
Sasm
+,%
+,%
+,%
+,%
-,% -,% -,% -,%
i
S
isc n&&asc
==ascS
i
n
sc && .$#$/
i
S
ism n&&asm
=
=n
&&
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
2/16
Sistematizarea presupune0
1.3 Aciuni permanente din perei purtai 1.3. Permanent load from bearing walls
unde0Saf suprafaa aferent de fereastrSap suprafaa aferent de perete
&pp' Saf 1f2 Sap1p1f greutatea unui m%de fereastr1p greutatea unui m%de perete
Sistematizarea presupune0
%
&c2(ssm %&c2(ssc &c2(ssm
&ce34(ssme% &ce34(ssme%
&pp$
&pp$&
pp$ e
5
&pp$
e%
&pp%
e6
&pp%
&pp$
e5
&pp$
e%
&pp%
e6
&pp%
Saf
Sap
+ .+ ' 7899 m/ + .+ ' 7899 m/
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
3/16
%# Aciunea zpezii ! S+AS $9$9$ , %$ :%
- hale cu grinzi principale transversale i hale cu grinzi principalelongitudinale
zezi
n
z gccp = ;da&,m%?gc
g985@@
=
>' f.clasa de importan a cldirii8 zona climatic/ ' >'%8%gp 4 ncrcarea distribuit normat8 echivalent8 e>clusiv zpada8 care afecteaz elementele
e>puse n gruparea fundamental
trama
A
n
pii
pS
gS
g
=
4 pe o tram pentru0 elemente de nchidere8 E8 E-8 ansamblul termohidroizolant iluminatoarele#
pzf aciunea zpezii n gruparea special=$ coeficient ce parial de siguran pentru gruparea special ' e' 9839
Analiz)nd suprafeele aferente pentru st)lpii centrali i marginali .fig# $#$8 si fig# $#3/8 rezult0
Sasc' - + 8 Sasm'%
+-
Bn gruparea fundamental aciunile pe st)lpi sunt0
&zscf' - + pzf 8 &zsmf'%
$&zscf
Bn gruparea special aciunile pe st)lpi sunt0
&zscs' - + pzs 8 &zsms'%
$ &zscs
Sistematizarea aciunilor presupune0- gruparea fundamental 4 gruparea special
3
n
z?zf p@p =
n
z$zs p@p =
&zsmf
&zscf
&zsmf
&zsmf
e$
&zsmf
e%
&zsmf
e%
&zsmf
e$
&zsms
&zscs
&zsms
&zsms
e$
&zsms
e%
&zsms
e%
&zsms
e$
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
4/16
3# Aciunea v"ntului ! S+AS $9$9$ , %9 4 :9
Se neglieaz aciunea v)ntului pe acoperi#Aciunea normat ce revine unui m%este0
n
vp ' cnich.z/ gvunde0
gv presiunea dinamic de baz8 la nlimea de $9 m deasupra terenuluigv' f .zon8 altitudine/ conf# tab# $ S+AS $9$9$,%9 4 :94 coeficient de rafal8 .c$/ ' $87
' f .categoria construciei/ clasificare conf# S+AS $9$9$, %9 :9 pct# %#$5#$ch.z/ coeficient de variaie n raport cu nlimea deasupra terenului zch.z/ ' f .z8 amplasament/ 4 clasificare conf# S+AS $9$9$, %9 :9 pct# %#6
*odul practic de lucru pentru ch.z/ este artat n fig# urmtoare0
chm3'%
$[cha2 ch.z'$9/]
chm%'%
$[ch.z'$9/ 2 cha]
chm$'( )
%
%c
%c
%
%$
$%
%hm%$$9/h.z
zzz
zz
z
zz
z
z
++
++
+
+=
+# nivelul trotuaruluiA# nivelul articulaiilor
At nivelul aticului
5
At
A#
+#
ch.z '$92z/
cha
ch.z ' $9m/
z$
z'
$9m
z
z%
chm3
chm%
ch.z ' $9m/
chm3
chm$
?ig# 3#$
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
5/16
cni coeficient aerodinamic pe suprafaa icni' f .h$,l8 b,l8 /
Calculul aciunii v)ntului ce revine $ m liniar de st)lp pornete de la fig# 3#3
Sm st)lp marginal
Sm st)lp marginal structuralSs st)lp secundar
6
298Dc
n3
h$
l
cn3
98D
cn3
cn3
b
?ig# 3#%#a
?ig# 3#%#b
+ ' 789 m + ' 789 m
.+,%/>%
$m
Sm
Sm
Sm
Sa$
?ig# 3#3
$m
Sm
Sm
Sm
Sa$
+ ' $%89 m + ' $%89 m
789 m 789 m
Ss
Ss
.789,%/>% m?ig# 3#5
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
6/16
vp 4 aciunea de calcul a v)ntului pe $ m de st)lp
vp ' Sa$cnichgv?
unde0?4 coeficient parial de siguran8 ?' f .categoria construciei8 clasa de importan/
Sistematizarea pe un cadru transversal pentru aciunea v)ntului de la st)nga la dreapta este0
vsp ' Sa$cnichm$gv?'
' 7 $87 98D chm$gv?' 87D chm$gv? [da&,m]
vdp ' Sa$cnichm$gv?'
' 7 $87 cnichm$gv?' :87 cnichm$gv? [da&,m]
?orele concentrate " prind efectul v)ntului de pe suprafaa Saa 4 fig# 3#6
ha' At A# .nivelul aticului nivelul articulaiei/
Saa' 7 ha [m%]
"s' Saacnichm3gv?'
' 7 ha$87 98D chm3gv?' 87D hachm3gv? [da&]
"d' Saacnichm3gv?'
' 7 ha$87 cnichm3gv?' :87 hacnichm3gv? [da&]
7
vsp vdp
"s "d
+ ' 7899m
+ ' 7899 m
%>.+,%/
h
a
Sm
Sm
Sm
Saa
liniaarticulatiei
?ig# 3#6
7899m
7899m
%>.7,%/
h
a
Sm
Sm
Ss
Saa
liniaarticulatiei
Ss
7899m
+ ' $%89 m +
?ig# 3#7
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
7/16
5# Aciunea diferenei de temperatur ! S+AS $9$9$ , %3A 4 D
Fate de pornire0- se neglieaz alungirile sau scurtrile st)lpilor=- construcii nclzite n procesul de e>ploatare=- elemente de construcie n contact e>clusiv cu aerul ncperilor=- se iau n considerare numai alungirile sau scurtrile riglelor de cadru=
- efectul aciunii temperaturii e>terioare nu are o importan deosebit#
++ = 9nn ttGt
+ = 9nn tttG
unde0tn28 tn4 4 temperaturile e>terioare normate .presupuse a coincide cu temperaturi uniform
distribuite dezvoltate n elementele de construcii/=pentru construcii de beton0 tn2' 39C i tn4' 4%9C=
t948 t92 4 temperaturi iniiale corespunztoare momentului realizrii construciei=
pentru hale prefabricate realizate din elemente din b#a# sau b#p#0 t94' t92' 6C.temperatura minim pentru realizarea monolitizrii/
=+ntG 39 6 ' %6 C
=ntG 4 %9 6 ' 4%6 C
Bn gruparea fundamental se lucreaz cu t ' n ntG +n coeficientul ncrcrii= n ' $8%=
Comportarea imperfect elastic a structurii impune la calculul eforturilor8 corectarea diferenelor tprin coeficientul nt8 nt' 986 pentru element din beton armat#
tf ' t nt' n nttn' $8% 986 tn' 987 tn
tf' 987 .%6/ ' $6 Cunde0
tf diferena de temperatur de calcul ce ine seama de comportarea imperfect elastic astructurii8 utilizat n gruparea fundamental
?ig# 5#%
? ?
?ig# 5#$
G GG ' H - GtH ' 989$%mm,mIC8 coeficient
de dilatare termic a betonului8
= EIMm
'J ?
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
8/16
6# Aciunea podurilor rulante4 S+AS $9$9$ , %3A D
#.1 Aciunea vertical a podurilor rulante 4 S+AS D99 = S+AS $9$9$ , %A% D
Kpoteze0- se admite e>istena a dou poduri rulante n lungul aceleiai deschideri .fig. 5.1 -$/=- se admite e>istena a dou poduri rulante n travei alturate .fig. 5.1 -%/=
?iecare pod poate fi privit ca o grind simplu rezemat (fig. 5.1.2)
(p greutatea podului rulant=(c greutatea cruciorului=L 4 sarcina n c)rlig#
Meaciunile n A i N fiind0OA' Oma>ON' Omin
Consider)nd o repartiie uniform pe roile podului rulant e>istente pe un fir rezulta0
pma>'roti
ma>
n
O
pma>'roti
min
n
O
entru un calcul mai e>act se lucreaz cu apsrile pe roi date de S+AS D99 4 POma>' $2 3Omin' %2 5
D
c -p
,%-
p
(c2 L (
p
?ig# 6#$#%
-p
-p
-$
-%
+
+
+
+
K
K
?ig# 6#$#$
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
9/16
entru a calcula reaciunea ma>im pe un st)lp marginal8 reaciune provenit din aciuneavertical a dou poduri rulante dispuse conform ipotezelor mai sus enunate8 se analizeaz vederea I
I8fig. 5.1.3.poduri cu patru roi/#
?acem urmtoarele ipoteze0- pentru fiecare pod crucioarele se afl dispuse n aceleai poziii8 la
distane de tip ci dup S+AS D99 4 PP8 poziii ce dau Vmax= P1+ P3pe un fir i Vmin=P2+ Ppe cellalt fir=
- se accepta lucrul cu acelaiVmaxsau Vminindiferent de poziia limit a cruciorului=- cabinele celor dou poduri sunt dispuse identic deci8 pentru fiecare pod i fir e>ist aceeai
succesiune de fore (P1! P3" P1! P3)sau (P2! P" P2! P)"- podurile pot aunge tampon n tampon#
Kpotezele de mai sus conduc la urmtoarea schem static0
-grc lungimea de calcul a grinzii de rulare .grinzile de rulare se consider simplu rezemate/-grcQ +
Fistana dintre forele $i 38 fore aparin)nd aceluiai pod8 este A .conform S+AS D99 4 P## /#Fistana dintre $i 38 fore aparin)nd la dou poduri diferite8 este0
% >%
AN ' N A .conform S+AS D99 4 P## /
Meazemele ncercuite aparin aceluiai st)lp S i8 n mod acoperitor i convenional se poate lucra cuurmtoarea schema static0
:
A.N4A/,%
$
3
A .N4A/
-grc
-grc
$
3
.N4A/,%
?ig# 6#$#5
b b b
+ + + +
S
?ig# 6#$#3
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
10/16
Meazemul F8 marcat cu 8 reprezint n fapt dou reazeme8 nfig. 5.1.5.afiind figurate grinzisimplu rezemate# e st)lpul S8 st)lp curent8 fora ma>im dat de aciunea vertical a podurilorrulante8 este reaciunea ma>im din F#
Rbinerea reaciunii Fn
ma> MM = 8 presupune dispunerea convoiului $8 38 $8 3n poziia ceamai dezavantaoas (fig. 5.1.5.#)#
Bnfig.5.5.#8 sub schema static8 sunt trasate liniile de influen a reaciunii din reazemul din Fpentru grinda din st)nga i grinda din dreapta#Mezult0
( ) ( )5%33$$n
ma> SSSSM +++=
Concomitent cu Mma>pe firul de circulaie opus n st)lpul central(fig.5.1.$) se obine Mmin0
( ) ( )5%53$%n
minSSSSM +++=
$9
?ig# 6#$#6#b
A
$ 3
A .N4A/
$
3
+ +F
$
% % ' $
3
5
nminM
n
ma>M
?ig# 6#$#7
?ig# 6#$#6#a
A.N4A/,%
$
3
A .N4A/
+ +
$
3
.N4A/,%
F
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
11/16
Bn calculul structurii se utilizeaz valorile n%&ma> in%&min 8 reaciuni normate ce in cont de
probabilitatea sczut ca mai multe poduri rulante s acioneze cu intensitate ma>im i poziiedefavorabil n timp#
nma>s
nsma> MnM =
n
mins
ns
min MnM =
unde0ns coeficientul ncrcrii=
ns f .numrul de poduri ce acioneaz simultan8 grupa de funcionare a podului cu ceamai mare capacitate/
Sistematizarea aciunilor verticale pe un cadru cu dou deschideri presupune considerarea tuturorposibilitilor defavorabile (fig. 5.1.').
Combinaiile a + #%8 a + a%i# + #%presupun considerarea unui coeficient ns' f .gr#func#8 patrupoduri/
as aciunile dinfig. 5.1.'.adispuse simetricbs aciunile dinfig. 5.1.'.#dispuse simetric
$$
Mmin Mma>
Mmin e3 Mma> A%
ns' f .gr#func8 dou poduri/
?ig# 6#$##b
Mma> Mmin
Mma>
e3
Mmin
A%
?ig# 6#$##a
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
12/16
#.2 Aciuni orizontale ale podurilor rulante
4 aciunea de fr)nare 4 demarare a cruciorului
fnn
L(? rf
rc
cn
t +
= .6#%#$/
unde0nrc4 numrul de roi ale cruciorului ' 5nrf4 numrul de roi care fr)neaz .ale cruciorului/ ' %f 4 coeficient de frecare .metal pe metal/ ' $ , $9
%9L(? cnt
+= .6#%#%/
Tnei roi de pod de pe acelai fir i revine din fora nt
r
c
r
n
tn
tn%9
L(
n
?
+== .6#%#3/
unde0nr4 numrul de roi ale podului rulant de pe un fir de circulaie
Melaia .6#%#3/ este valabil numai pentru podurile cu suspensie fle>ibil .elementul delegtur ntre sarcin i crucior este un cablu/#
entru podurile cu suspensie rigid .elementul de legtur ntre sarcin i crucior este un brarigid/ ntse calculeaz cu relaia0
r
cn
tn$9
L(
+= .6#%#5/
$%
-pm
nr
(c
L
?ig# 6#%#$
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
13/16
-ocul de aplicare al forelor nteste la partea superioar a inei .fig# 6#%#%#b/
(rinda .grinzile/ de rulare preia .preiau/ forele nti le transmit la st)lpi8 sub form dereaciuni +n8 prin intermediul unei bretele#
Finfig. 5.2.2.crezult c punctul de aplicaie al forei +nfpe st)lp este la partea superioar agrinzii de rulare#
Fup S+AS $9$9$ , %A% 4 D se consider c pot fr)na concomitent numai dou podurirulante i deci reaciunile de tip Mnma>i Mnminpot fi nsoite de +nfma>calculate pe urmtoarea schemstatic .aceleai ipoteze ca la calculul reaciunilor Mnma>8 Mnmin/#
Concomitena Mma>8 Mmin8 +nf ma>conduce la relaia0
( ) ( ) ( )53%$n
t5%
n
t3$
n
t
n
fma> + +++=+++= .6#%#6/
?r)narea celor dou poduri impune calculul structurii cu valoarea +nsf ma>unde0
ns4 coeficient de simultaneitatens' f .numrul de poduri ce acioneaz concomitent ' %8 grupa defuncionare a podului cu cea mai mare capacitate de ridicare/
Oaloarea de calcul +f ma>este0
+fma>' n +nsf ma> .6#%#7/unde0
n 4 coeficientul ncrcrii8 n ' f .tipul ncrcrii/
$3
n
(P
n
(Pn
(P
n
(P
grc
grc
AA (*,)
?ig# 6#%#3
A A
B B
T
A 4 AN 4 N
nf+
bretea
n
t
a b c
?ig# 6#%#%
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
14/16
Sistematizarea aciunilor pe un cadru cu dou deschideri
Rbs0Fatorit neparalelismului inelor fora +fma>poate fi aplicat ori la un st)lp ori la cellalt#
&ot)nd schemele de ncrcare cu UcV i UdV combinaiile a8 b8 c8 d .a i b sunt aciunileverticale/ sunt0
a 2 ca 2 d
b 2 cb 2 d
a 2 b
s
2 ca 2 bs2 da 2 as2 ca 2 as2 d
b 2 bs2 cb 2 bs2 d
$5
?ig# 6#%#5#d
?ig# 6#%#5#c
+fma>
+fma>
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
15/16
$. Aciunea seismicS+AS $994:%
Sistemul real cu ngrade de libertate dinamic se va transforma ntr4un sistem oscilant
echivalent# Mezultanta ncrcrilor seismice orizontale8 se determin astfel0
-r= cr .7#$/
unde0 c = /% .7#%/
Semnificaia termenilor utilizai n relaiile de mai sus este urmtoarea0
ccoeficientul seismic global corespunztor modului de vibraie"
coeficientul de importan a construciei precizat n raport cu clasa de importan a acesteia
.tab#6#$#8 pct# 6#3#3/=
/%coeficient care se alege n funcie de zona seismic de calcul a amplasamentului= reprezint
raportul dintre acceleraia ma>im a micrii seismice a terenului .considerat cu o
perioad de revenire de cca# 69 de ani/ corespunztoare zonei seismice de calcul iacceleraia gravitaiei .tab# 6#3#58 $994:%/=
coeficient de amplificare dinamic8 funcie de compoziia spectral a micrii seismice n
amplasament= se determin n funcie de perioadele oscilaiilor proprii 0rale construciilor
i de condiiile seismice ale zonei caracterizate prin perioadele de col 0c.pct#6#3#6#/
coeficient de reducere a efectelor aciunii seismice care ine seama de ductilitatea structurii
de capacitatea de redistribuire a eforturilor8 de ponderea cu care intervin rezervele de
rezisten neconsiderate n calcul precum i de efectele de amortizare a vibraiilor=
= !12pentru hale industriale cu mai multe deschideri
coeficientul de echivalen ntre sistemul real i un sistem cu un grad de libertate
corespunztor modului propriu de vibraie
rezultanta ncrcrilor gravitaionaleprovine din = P + + ndV0- ncrcrile gravitaionale permanente8P8.nvelitoare8 elemente de acoperi8
luminatoare8 grinzi principale8 st)lpi8 perei8 grinzi de rulare/- ncrcri gravitaionale cvasipermanente8 8 .depuneri de praf industrial8
echipamente tehnologice/ .le neglim/- ncrcrile gravitaionale variabile8 V8 datorate zpezii i podurilor rulante care se
iau n calcul numai cu fraciunile de lung durat#
$6
?ig# 7#$
S
hs
,%
hs
,%
-
7/23/2019 Calculul actiunilor
16/16
( ) %dzdd n&&n3nPVnP. +++=+= minma>%
4 greutate ath