O parte importantă a ghidului nostru despre ancorarea sarcinilor grele sunt influențele externe, care, la rândul lor, au un impact major asupra siguranței construcției și, prin urmare, asupra alegerii elementului de fixare.
În acest articol ne ocupăm de influențele externe sub forma capacității de suportare a sarcinii: Influențe externe - Capacitatea de suportare a sarcinii.
Forțele externe și tensiunile interne
Toate forțele care acționează asupra unei componente din exterior provoacă tensiuni interne în componentă, care se numesc tensiuni (mecanice).
În funcție de cât de grea este o sarcină și cât de rigidă este o componentă, tensiunile duc la deformare.
O componentă este de obicei supusă mai multor tipuri de încărcare în același timp.
Dacă tensiunile rezultate depășesc limitele unei componente, cum ar fi limita de curgere minimă (RP02) sau rezistența minimă la întindere (Rm), apar deformații permanente sau chiar fracturi.
Prin urmare, limitele de sarcină sunt verificate și documentate ca parte a unei aprobări.
Tipuri de tensiuni relevante la ancorare
Tipurile de tensiuni rezultate diferă în funcție de modul în care acționează forțele externe.
Când lucrăm cu ancorare, ne ocupăm de următoarele:
- Tensiune de tracțiune/compresiune: Dacă un corp este desprins sau comprimat, sarcina este distribuită uniform pe întreaga suprafață a secțiunii transversale a corpului. Zona joacă așadar rolul principal în calculul tensiunilor de tracțiune și compresiune.
- Efort tangenţial (forfecare): Tensiunea de forfecare și efortul tangenţial apar, de exemplu, atunci cand materialele se comportă diferit la fluctuaţiile de temperatură (dilatare termică).
Forfecarea în grinzi și stâlpi: considerente speciale
Grinzile și stâlpii structurilor în cadre se calculează întotdeauna considerând valorile de proiectare ale forțelor tăietoare care corespund mobilizării mecanismului de plastificare.
Mecanismul optim presupune formarea articulațiilor plastice la capetele grinzilor și la baza stâlpilor de la parter.
În cazul de față, mecanismul de plastificare optim se mobilizează prin formarea articulațiilor plastice la capetele grinzilor și la baza stâlpilor de la parter.
Momentele de la capetele stâlpilor asociate mobilizării mecanismului de plastificare, Mdb, sunt mai mici decât momentele capabile ale acestora (MRc), stâlpii răspunzând în domeniul elastic.
Dacă grinzile au suprarezistențe scăzute la încovoiere, valorile de proiectare ale momentelor din stâlpi sunt apropiate de cele rezultate din calculul static.
În unele situații, aplicarea acestui procedeu de calcul poate să conducă la valori ale momentelor încovoietoare corespunzătoare mobilizării mecanismului de plastificare inferioare momentelor rezultate din calculul static în combinația seismică de proiectare.
Agressivitatea forței tăietoare în acțiunea seismică
1. În cazul structurii analizate, acțiunea seismică este predominantă și influențează decisiv semnul forței tăietoare la capetele grinzilor pentru cele două sensuri de acțiune seismică.
De exemplu, pentru grinda de la nivelul 3, deshiderea A-B, la capătul din stânga s-a determinat valoarea de -160 kN pentru sensul de încărcare X pozitiv și 274 kN pentru sensul de încărcare X negativ.
Solicitarea de forță tăietoare este agresivă întrucât, de la un semiciclu de încărcare la altul, forța tăietoare îşi schimbă semnul și amplitudinile în cele două sensuri sunt apropiate.
În codul P100-1/2013 pentru a analiza agresivitatea forței tăietoare din acest punct de vedere se utilizează factorul ζ, care reprezintă raportul dintre forța tăietoare minimă și forța tăietoare maximă la capătul unei grinzi.
Dacă valorile și semnele VEd,min și VEd,max se aleg corect atunci raportul ζ trebuie să se situeze între -1 și 1.
Conform codului P100-1/2013, dacă ζ > -0,5 starea de solicitare din punct de vedere al reversibilității forței tăietoare nu este deosebit de agresivă, calculul la forță tăietoare puntându-se face conform prevederilor SR EN 1992-1-1:2004 considerând un unghi θ de înclinare al bielei comprimate de 45º.
Dacă ζ < -0,5 atunci situația de solicitare este agresivă întrucât forța tăietoare schimbă de semn și are amplitudini apropiate pentru cele două sensuri de acțiune seismică.
În această situație codul prevede verificarea intensității forței tăietoare medii normalizate, ν’.
Valoarea limită până la care se consideră că amplitudinea forței tăietoare este moderată este (2+ζ).
Dacă ν’ este mai mare decât (2+ζ) amplitudinea forței tăietoare este mare și este necesară prevederea de armătură înclinată în zonele critice ale grinzii.
Această armătură se dispune suplimentar faţă de cea rezultată din calcul la forţă tăietoare, având rolul de a limita tendinţa de lunecare a grinzii în secţiunile verticale din vecinătatea reazemelor.
Analizând îndeplinirea acestei condiții pentru întreg cadru longitudinal din axul 1 se observă că în nicio zonă critică nu este necesară, conform prevederilor P100-1, dispunerea de armătură înclinată.
Soluții de armare pentru forță tăietoare și ductilitate
Soluția de armare transversală propusă pentru asigurarea rezistenței la forță tăietoare și a ductilității locale este dată în figura următoare.
Soluția de armare poate fi adaptată în faza de detaliere a proiectului, prin echivalarea procentelor de armare transversală, astfel încât să fie asigurate și alte condiții de bună practică sau, pentru asigurarea ductilității locale.
De exemplu, se recomandă ca distanța între armăturile longitudinale comprimate legate la colțul unui etrier sau la capătul unei agrafe să nu depășească 200 mm.
Forța VRd,max se calculează în funcție de caracteristicile secțiunii de beton și de calitatea betonului.
În zonele critice se consideră un unghi de înclinare al bielelor comprimate măsurat față de axa longitudinală a grinzii, θ, egal cu 45º.
Brațul de pârghie al eforturilor interioare, z, se aproximează cu 0,9d.
Pentru zonele curente, θ, se calculează conform prevederilor SR EN 1992-1-1.
Valorile VRd,s sunt diferite, în funcție de soluția de armare adoptată pentru fiecare grindă în parte.
Valorile forțelor tăietoare capabile pentru cadrul longitudinal ax 1 sunt date în figura următoare.
Se observă că aceste valori sunt superioare valorilor de proiectare ale forțelor tăietoare.
Calculul echivalent al etrierilor și diametre minime
Dacă se consideră dispunerea etrierilor în secțiunea transversală conform reprezentării din figură, rezultă un număr echivalent de ramuri de etrier de 1∙4 +1∙sin 45º + 1∙cos 45º=5,41.
Dacă se consideră dispunerea etrierilor în secțiunea transversală conform reprezentării din figură, rezultă un număr echivalent de ramuri de etrier de 5,41.
Prin urmare diametrul minim al etrierului este de 8 mm.
Momentele și forțele capabile ale stâlpilor
Valorile momentelor Mdb astfel calculate pentru tot cadrul longitudinal din axul 1 sunt prezentate în figura următoare.
Dacă se consideră dispunerea etrierilor în secțiunea transversală conform reprezentării din figură, rezultă un număr echivalent de ramuri de etrier de 5,41.
În figura următoare se prezintă soluțiile de armare alese pentru zonele critice ale stâlpilor și forțele tăietoare capabile corespunzătoare.
Observații practice pentru proiectare și verificare
- Verificarea limitelor de sarcină trebuie documentată ca parte a aprobării, iar dacă tensiunile rezultante depășesc limitele componentelor apar deformații permanente sau fracturi.
- În calculul forțelor tăietoare agresivitatea solicitării se evaluează prin factorul ζ și, dacă este cazul, se verifică intensitatea normalizată ν’ pentru a decide dacă sunt necesare armături înclinate suplimentare.
- În zonele critice se folosește, ca valoare de lucru pentru θ, un unghi de 45º, iar brațul de pârghie z se aproximează cu 0,9d, conform prevederilor standardelor menționate.
- Adaptarea soluției de armare în faza de detaliere permite echivalarea procentelor de armare transversală și asigurarea altor condiții de bună practică sau a ductilității locale.
24 Verificare grinda [RO]
| Parametru | Valoare/Referință |
|---|---|
| Unghi biele comprimate θ (zone critice) | 45º |
| Braț de pârghie z | ≈ 0,9d |
| Număr echivalent ramuri etrier | 5,41 |
| Diametru minim etrier | 8 mm |
| Limita moderată amplitudine tăietoare | (2+ζ) |
În procesul de proiectare și verificare a ancorării sarcinilor înclinate trebuie avută în vedere interacțiunea diferitelor tipuri de tensiuni și cerințele standardelor (SR EN 1992-1-1, P100-1/2013) pentru a asigura rezistența, ductilitatea și siguranța structurii.
tags: #calculul #fortelor #la #ridicarea #unei #sarcini
Postări populare:
- Ghid despre chirurgia pediatrică în Ploiești
- Motivațiile bărbaților deveni ginecologi: perspectiva empatiei în obstetrică-ginecologie
- Experiențe de naștere în România
- Descoperă informații despre noua secție de Pediatrie la Spitalul Județean de Urgență Drobeta-Turnu Severin
- Importanța Vitaminei D3 pentru sănătate