Este important să se realizeze pentru fiecare clădire un studiu detaliat de rezemare, în special atunci când structurile încep să devină grele (planșee monolit). Efectuarea calculului permite optimizarea rezemării, economisind costuri importante în ceea ce privește materialul, producția și durata de execuție. Reazemul este o componentă foarte importantă a cofrajelor utilizate pentru executarea structurilor din beton. Cofrajul este un echipament auxiliar compus dintr-o carcasă de cofrare, susținută de o structură de rezistență formată din grinzi și popi.
Echipare rezemată: cofrajele utilizate în prezent sunt cofraje recuperabile în a treia zi, în care, după recuperare, se reduce numărul de popi rămași pentru susținerea planșeului („reducere”). În această a doua fază, situația de încărcare este diferită, deoarece structura devine parțial portantă și există mai puțini popi, iar echipa trebuie să evalueze efortul real pe care îl primește structura. Echipare pe înălțime: pe un planșeu deja executat, există o a treia fază de încărcare, când această planșeu pe lângă propria sarcină va primi efortul de la alte planșee situate deasupra. De fiecare dată când se adaugă un nou planșeu, există un transfer de eforturi de la noile planșee către cele inferioare, prin intermediul rezemării la care se adaugă eforturile specifice structurii pe care am construit-o.
Distribuția eforturilor care apar între popi și planșee poate avea diferite modele de calcul; mai precis, de-a lungul istoriei au fost create și dezvoltate opt modele teoretice și 9 modele experimentale. Cel mai bine implementat și cunoscut model de calcul teoretic datează din 1963 și acesta este metoda Grundy și Kabaila. Această ipoteză are sens pentru că vorbim de anul 1963 în Statele Unite, unde popii erau din lemn și erau bătuți în cuie, dobândind o rigiditate importantă, departe de popii metalici folosiți în zilele noastre, care acționează ca niște „arcuri”.
Pornind de la aceste ipoteze, se dezvoltă o formulă bazată pe relația dintre rigiditatea planșeului și rigiditatea popilor. În paralel, sunt dezvoltate modele experimentale. În prima fază, se construiește experimental o clădire reală, cu întreaga sa structură monitorizată în totalitate, dezvoltând teza de doctorat a lui Yezid A. Mai întâi betonarea unui prim planșeu, reducerea, apoi betonarea unui al doilea planșeu deasupra, reducerea iar când a fost betonat cel de-al treilea planșeu, s-au îndepărtat popii la primul planșeu de la sol, izolând structura de efectul fundației, care este infinit de rigidă. S-au introdus senzori de tensiune pentru măsurarea deformărilor, precum și sonde pentru măsurarea temperaturilor ambientale și sonde pentru măsurarea temperaturilor interne ale betonului. Pentru achiziția și stocarea datelor, au fost utilizate 40 de module de achiziție de date și peste 3.700 de metri de cablu cu 17.000 de măsurători.
În paralel cu studiul experimental și în concordanță cu acesta, este dezvoltată noua metodă de calcul NPS, care, ca și ipoteză principală de calcul, consideră că popii au rigiditate finită. S-au efectuat măsurători la trei lucrări diferite cu cele trei tipuri de planșe bidirecționale aplicabile: planșeu monolit, casetă pierdută, casetă recuperabilă, iar rezultatele au fost comparate cu diferite modele de calcul. Dovada că acest model de calcul reprezintă o nouă contribuție științifică este dată de publicarea acestuia în revista Engineering Structures, Vol 33, 2011.
Pentru ce este important? Prin aplicarea acestui model (prin utilizarea aplicației soft STC), companiile vor putea optimiza echipamentele de rezemare și timpii de execuție, cu o executare în condiții de siguranță a structurii. În acest fel, costurile și pierderile de productivitate vor fi reduse la minimum pe durata construcției. În vederea obținerii variantei avantajoase de planșeu s-a efectuat o analiză comparativă pe trei tipuri de planșee din beton armat. Structura analizată are, în plan, dimensiunile: 18,00 m x 27,00 m. Placa acestui planșeu se consideră o grindă continuă, la care reazemele sunt în dreptul grinzilor secundare.
Reteaua de grinzi prezintă o particularitate: grinzile principale au o rigiditate foarte mare în raport cu cele secundare, motiv pentru care acestea vor fi considerate reazeme fixe pentru cele secundare. În această variantă, structura va fi alcătuită din cinci travee și două deschideri. S-a analizat și posibilitatea utilizării unui planșeu-ciupercă, pentru a reduce grosimea planșeului. Planșeele dala sunt elemente de construcții alcătuite din plăci monolite din beton armat și sunt derivate din planșeele de tip ciupercă. Datorită rezemării directe a plăcii pe stâlp, aceste planșee prezintă o zonă sensibilă, care apare în zona de contact dintre cele două elemente. La acest tip de planșeu, placa este singurul element portant.
Structura planșeului va fi împărțită în patru deschideri și cinci travee, lungimea unei deschideri fiind de 4,5 m, iar cea a unei travee de 5,4 m. Elementele planșelui cu goluri sferice sunt plăci cu nervuri pe cele două direcții, realizate din beton armat sau beton precomprimat și prevăzute cu goluri de formă sferică. Golurile sunt realizate prin înglobarea în beton a sferelor din polipropilenă de înaltă densitate, dispuse conform proiectului și montate între plasele de armătură. Pentru planșeul cu goluri sferice, structura în plan este alcătuită din două deschideri și trei travee. Lungimea unei deschideri este egală cu cea a unei travee și va avea valoarea de 9,00 m.
Predimensionarea elementelor componente ale planșelor se realizează din condițiile constructive pe care acestea trebuie să le îndeplinească. Din punct de vedere static, placa de beton pentru planșeele pe grinzi principale și secundare este considerată o grindă continuă, la care reazemele sunt în dreptul grinzilor secundare. Ea este încărcată cu o forță uniform distribuită, dată de greutatea proprie, de greutățile pardoselii și ale încărcării utile. În calculul static, grinda secundară se consideră o grindă continuă, încărcată cu o forță uniform distribuită, provenită din însumarea greutății proprii cu încărcarea transmisă de placă, la care se adaugă încărcarea utilă. La această grindă, reazemele se consideră în dreptul grinzilor principale. Grinda principală este considerată o grindă continuă, la care reazemele sunt în dreptul stâlpilor. Forțele concentrate sunt amplasate în dreptul grinzilor secundare.
Din punct de vedere static, planșeele dala se consideră plăci continue care reazemă pe stâlpi. Diametrul nominal al golurilor poate fi: 180 mm, 225 mm, 270 mm, 315 mm, sau 360 mm. Distanta minimă dintre goluri este 1/9 din diametrul golurilor. Înălțimea totală a elementelor de planșeu cu goluri sferice este constantă. Valorile obținute în urma predimensionării s-au introdus pentru a fi analizate în programul de calcul. La acest tip de planșeu, placa este singurul element portant. Dacă la celelalte două variante nu au fost întâmpinate dificultăți la introducerea structurii în programul de calcul, la acest tip de planșeu a fost necesară efectuarea unei echivalări pentru secțiunile de nervuri care se formează între sferele ce compun planșeul. Prin introducerea acestor sfere, s-a obținut o rețea de nervuri dispuse după cele două direcții ortogonale ale planșeului. Datorită conturului sferelor, secțiunea nervurilor are o formă specială, care poate fi introdusă doar în programul de calcul AxisVM.
În mod asemănător cu celelalte tipuri analizate, și la această variantă de planșeu s-au introdus încărcările statice pe planșeu și s-a efectuat analiză, în urma căreia s-au obținut stările de eforturi și tensiuni, precum și modul de comportare a planșului (fig.). În urma efectuării analizei statice, pe cele trei tipuri de planșeu, s-au întocmit planurile de cofraj și armare. Cu ajutorul lor s-au determinat cantitățile de materiale necesare pentru calculul economic. Din analiza acestui grafic (fig.), în urma studiului comparativ efectuat, s-a constatat că planșeul cu goluri sferice prezintă unele avantaje, în raport cu celelalte tipuri de planșee studiate (tabelele 5, 6 și fig. 1-2).
Conținut tehnic și rezultate ale analizelor
Din rezultatele studiului, se poate observa că planșeul cu goluri sferice prezintă avantaje în raport cu planșeele tradiționale, în special în ceea ce privește distribuția eforturilor și posibilitatea de reducere a grosimii planșeului prin design Bubble Deck. Predimensionarea elementelor componente a fost utilizată pentru a genera intrări în programele de calcul și pentru a compara rezultatele obținute cu diferite modele de calcul.
Studiul include analiza unor variante de planșee: monolit, casetă pierdută, casetă recuperabilă, cu diferențe în distribuția eforturilor și în tipul de rezemare. În cazul planșeelor cu goluri sferice, secțiunea nervurilor a fost adaptată pentru a reflecta geometria nervurilor dispuse în direcțiile ortogonale, lucru posibil prin instrumente software precum AxisVM. În toate variantele, încărcările statice pe planșeu au fost introduse, iar rezultatele au fost interpretate în funcție de stările de eforturi și tensiuni și de modul de comportare al planșeului.
În final, s-au întocmit planurile de cofraje și armare, iar cantitățile de materiale necesare pentru calculul economic au fost estimate. Studiul comparativ a indicat că planșeul cu goluri sferice aduce îmbunătățiri în protocolul de execuție, în special prin posibilitatea de utilizare a unui material mai eficient și prin optimizarea rezemării și a cofrajelor.
Modelarea radierului și fundațiilor
Calculul radierului ca fundație directă urmează procedura din NP 112, Normativ privind proiectarea fundațiilor de suprafață, și alte proceduri legate de plăci groase amplasate pe teren. Calculul pentru determinarea stării de eforturi și calculul de rezistență se va face ținându-se seama de caracteristicile terenului de fundare și a modului de comportare a acestuia în prezența acțiunilor aduse de structură. Fundațiile au o cerință mare de rigiditate, astfel încât predimensionarea și calculul radierului presupun dimensionarea armăturii din condiții constructive, pe cât posibil. Se recomandă utilizarea unor diametre mai mari la pas mai rar, de exemplu: Ø16/10 poate fi înlocuit cu Ø25/25 sau Ø20/15. Distanțele de sub 150 mm între bare pe întreaga suprafață a radierului trebuie evitate.
Starea de eforturi în radier (M+V) se stabilește printr-un calcul liniar de placă (radier) pe mediu elastic (Winkler). Parametrul esențial pentru calculul eforturilor este coeficientul de pat ks, asociat terenului. Calculul plăcilor se poate face prin discretizare în elemente pătrate de aproximare 1 m2, pentru o predimensionare rezonabilă. Se pot utiliza cazuri de faze multiple ale încărcării, iar distribuția încărcărilor variabile va reflecta probabilitatea de realizare în perioada de exploatare a construcției.
În practica curentă se utilizează ipoteza SLU pentru planșeul curent, validă pentru toate nivelurile. Calculul poate include un scenariu de topire a încărcării în gruparea fundamentală (ex.: 18 kPa) și tasare medie de 234 kPa pe radier, utilizând valoarea aria radierului pentru determinarea tasării efective. Verificările includ presiunea maximă, tasarea efectivă și tasarea relativă, iar se propune armare pe cele două direcții, sus și jos, pentru a asigura stabilitatea și rezistența necesară a radierului.
tags: #breviar #de #calcul #compensarea #sarcinilor #planseu
Postări populare:
- Ghid susținător pentru plimbări ale bebelușului răcit
- Analiză a proiectului de lege privind avortul în România: implicații și opinii
- Procesul de implantare
- Importanța diagnosticării precoce a sarcinii extrauterine
- Vărsături și diaree la bebeluși: cauze, simptome și modalități de gestionare în contextul stresului emoțional