P100 -1 Anexa F

13
F.1 ANEXA F ASPECTE SPECIFICE ALE ALCĂTUIRII ELEMENTELOR DIN OŢEL F.1. Clase de secţiuni Clasificarea secţiunilor transversale se face funcţie de supleţea pereţilor secţiunii şi de distribuţia şi semnul tensiunilor σ. Prin supleţe, se înţelege raportul dintre lăţimea şi grosimea peretelui. Această clasificare este necesară pentru a delimita secţiunile care pot avea incursiuni în domeniul elasto-plastic de celelalte secţiuni. Sunt definite patru clase de secţiuni: Clasa 1 secţiuni care permit plastificarea lor şi dezvoltarea articulaţiilor plastice (rotire sub efort constant), fără apariţia voalărilor, până la atingerea unghiurilor de rotire plastică admisibile. Este posibilă redistribuirea eforturilor în structură, iar calculul se face pe baza teoriei formării articulaţiilor plastice. Clasa 2 secţiuni care permit formarea articulaţiilor plastice, dar care au o capacitate de rotire plastică redusă şi nu permit redistribuirea plastică a momentelor încovoietoare în structură. Calculul eforturilor în structură se face în domeniul elastic. Clasa 3 secţiuni în care se pot dezvolta compresiuni în fibrele extreme până la nivelul limitei de curgere (rezistenţa critică de voalare se situează la nivelul limitei de curgere), fără a se putea dezvolta însă articulaţii plastice. Calculul eforturilor în structură se face în domeniul elastic. Clasa 4 secţiuni cu supleţe mare la care fenomenul de voalare (caracterizat de rezistenţe critice cu valori inferioare limitei de curgere) împiedică atingerea limitei de curgere în fibra extremă comprimată. Calculul eforturilor în structură se face în domeniul elastic.

Transcript of P100 -1 Anexa F

Page 1: P100 -1 Anexa F

F.1

ANEXA F

ASPECTE SPECIFICE ALE ALCĂTUIRII

ELEMENTELOR DIN OŢEL

F.1. Clase de secţiuni

Clasificarea secţiunilor transversale se face funcţie de supleţea pereţilor secţiunii şi de

distribuţia şi semnul tensiunilor σ. Prin supleţe, se înţelege raportul dintre lăţimea şi

grosimea peretelui. Această clasificare este necesară pentru a delimita secţiunile care

pot avea incursiuni în domeniul elasto-plastic de celelalte secţiuni.

Sunt definite patru clase de secţiuni:

Clasa 1 – secţiuni care permit plastificarea lor şi dezvoltarea articulaţiilor plastice

(rotire sub efort constant), fără apariţia voalărilor, până la atingerea unghiurilor de

rotire plastică admisibile. Este posibilă redistribuirea eforturilor în structură, iar

calculul se face pe baza teoriei formării articulaţiilor plastice.

Clasa 2 – secţiuni care permit formarea articulaţiilor plastice, dar care au o

capacitate de rotire plastică redusă şi nu permit redistribuirea plastică a momentelor

încovoietoare în structură. Calculul eforturilor în structură se face în domeniul

elastic.

Clasa 3 – secţiuni în care se pot dezvolta compresiuni în fibrele extreme până la

nivelul limitei de curgere (rezistenţa critică de voalare se situează la nivelul limitei

de curgere), fără a se putea dezvolta însă articulaţii plastice. Calculul eforturilor în

structură se face în domeniul elastic.

Clasa 4 – secţiuni cu supleţe mare la care fenomenul de voalare (caracterizat de

rezistenţe critice cu valori inferioare limitei de curgere) împiedică atingerea limitei

de curgere în fibra extremă comprimată. Calculul eforturilor în structură se face în

domeniul elastic.

Page 2: P100 -1 Anexa F

F.2

F.2. Supleţea pereţilor secţiunilor conform claselor de secţiuni

În tabelul F.1 sunt date valorile maxime ale supleţilor pereţilor barelor funcţie de

forma secţiunii şi de distribuţia tensiunilor.

Tabel F.1.

VALORI MAXIME ALE SUPLEŢII PEREŢILOR ELEMENTELOR

STRUCTURALE METALICE

(a) Tălpi încadrate de inimi

Clasa

secţiunii

Modul de

obţinere Încovoiere Compresiune

Distribuţia

tensiunilor

-+

-

-+

-

1

Ţevi laminate

Alte secţiuni

33tt3c

33tc

42tt3c

42tc

2

Ţevi laminate

Alte secţiuni

38tt3c

38tc

42tt3c

42tc

Distribuţia

tensiunilor

-+

-

-+

-

3

Ţevi laminate

Alte secţiuni

42tt3c

42tc

42tt3c

42tc

yf235 fy (N/mm

2) 235 275 355

1 0,92 0,81

Page 3: P100 -1 Anexa F

F.3

Tabel F.1 (continuare)

VALORI MAXIME ALE SUPLEŢII PEREŢILOR ELEMENTELOR

STRUCTURALE METALICE

(b) Tălpi ieşite în consolă

Clasa

secţiunii

Modul de

obţinere Compresiune

Compresiune + Încovoiere

Distribuţia

tensiunilor

-

+

-

-

+-

+

-

+

-

+

1

Secţiuni laminate

Secţiuni sudate

10tc

9tc

10

tc

9

tc

10

tc

9

tc

2

Secţiuni laminate

Secţiuni sudate

11tc

10tc

11

tc

10

tc

11tc

10tc

Distribuţia

tensiunilor +

-

-

+

-

+

3

Secţiuni laminate

Secţiuni sudate

15tc

14tc

k23tc

k21tc

yf235

fy (N/mm2) 235 275 355

1 0,92 0,81

Secţiuni laminate Secţiuni sudate

Page 4: P100 -1 Anexa F

F.4

Tabel F.1.(continuare)

VALORI MAXIME ALE SUPLEŢII PEREŢILOR ELEMENTELOR

(c) Inimi

Clasa

secţiunii Încovoiere Compresiune

Compresiune +

Încovoiere

Distribuţia

tensiunii

-

+

-

+

-

+

1 72tc 33tc

Când 5,0 :

113396tc

Când 5,0 :

36tc

2 83tc 38tc

Când 5,0 :

113456tc

Când 5,0 :

5,41tc

Distribuţia

tensiunii

-

+

+

+

3 124tc 42tc

Când 1:

33,067,042tc

Când 1 :

162tc

yf235

fy

(N/mm2)

235 275 355

1 0,92 0,81

Page 5: P100 -1 Anexa F

F.5

Tabel F.1 (continuare)

VALORI MAXIME ALE SUPLEŢII PEREŢILOR ELEMENTELOR

STRUCTURALE METALICE

Clasa

secţiunii Compresiune

Distribuţia

tensiunilor

-

+

-

-

3 15t

h 5,11

t2

hb

Clasa

secţiunii

Compresiune

Compresiune + Încovoiere

1 250td

2 270td

3 290td

yf235

fy (N/mm2) 235 275 355

1 0,92 0,81

2 1 0,85 0,66

(d) Corniere

A se vedea şi pct. (c) “Tălpi

ieşite în consolă”

Nu se aplică

cornierelor prinse pe

toată lungimea de alte

elemente

(e) Ţevi rotunde

Page 6: P100 -1 Anexa F

F.6

F.3. Rigidizările barelor disipative

F.3.1. În figurile F.1, F.2 şi F.3 este prezentat modul în care se amplasează rigidizările

la barele disipative scurte, lungi şi intermediare.

a a a a

e

bsttst

aa

a-a

b

hw

tw

Fig.F.1. Amplasarea rigidizărilor la bara disipativă scurtă

e

c=1,5bc c=1,5b c

d daa

tst

a-a

bst

b

hw

tw

Fig.F.2. Amplasarea rigidizărilor la bara disipativă lunga

Page 7: P100 -1 Anexa F

F.7

c'c

e

c

d d

a' a' a' c'

a

tst

a

a-a

bst

b

hw

tw

Fig.F.3. Amplasarea rigidizărilor la bara disipativă intermediară

F.3.2. Distanţele dintre rigidizări sunt:

- în cazul barei disipative scurte: link,pl

link,pl

V

M6,1e

5

ht30a w

w pentru θp = 0,08 rad

5

ht52a w

w pentru θp = 0,02 rad

- în cazul barei disipative lungi: link,pl

link,pl

V

M3e

c = 1,5b

c = min (1,5b, 0,5d)

- în cazul barei disipative intermediare: link,pl

link,pl

link,pl

link,pl

V

M3e

V

M6,1

a’ se determină prin interpolare liniară între valorile:

a’= a dacă link,pl

link,pl

V

M6,1e şi rad02,0...08,0p

bV

M5,1'a

link,pl

link,pl dacă

link,pl

link,pl

V

M3e şi rad02,0p

c’ = min (1,5b, a’)

c = min (1,5b, 0,5d)

În relaţiile de mai sus s-au folosit notaţiile:

tw - grosimea inimii barei disipative

b - lăţimea tălpii barei disipative

Page 8: P100 -1 Anexa F

F.8

e - lungimea barei disipative

a, a’, c , c, c’, d - distanţe între rigidizări (conform figurilor F.1, F.2, F.3)

F.4. Valori ale produsului 1,1 ov

(1) Pentru un calcul simplificat se pot folosi valorile 1,1 ov date în tabelul F.2.

Tabel F.2

VALORI ALE PRODUSULUI 1,1 ov

Tipul structurii 1,1 ov

a) Cadre necontravântuite 3,0

b) Cadre contravântuite centric 2,0

c) Cadre contravântuite excentric 2,5

d) Pendul inversat 2,0

f) Cadre duale

- cadre necontravântuite + cadre contravântuite centric

- cadre necontravântuite + cadre contravântuite excentric

2,0

2,5

F.5. Lungimi de flambaj ale stâlpilor structurilor multietajate

(1) Se vor aplica prezentele prevederi dacă în normele de proiectare ale structurilor

metalice nu sunt alte specificaţii.

(2) Lungimea de flambaj lf a unui stâlp dintr-un cadru cu noduri fixe poate fi

obţinută din diagrama prezentată în figura F.4.

(3) Lungimea de flambaj lf a unui stâlp dintr-un cadru cu noduri deplasabile poate fi

obţinută din diagrama prezentată în figura F.5.

(4) Factorii de distribuţie a rigidităţii 1 şi 2 (fig. F.6) sunt obţinuţi cu relaţiile:

12111C

1C

1KKKK

KK (F.1)

22212C

2C

2KKKK

KK (F.2)

Page 9: P100 -1 Anexa F

F.9

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0,5

0,525

0,55

0,575

0,625

0,6

0,65

0,95

0,85

0,9

0,8

0,75

1,0

0,675

0,7

Incastrat Articulat2

Incastrat

Articulat

1

Figura F.4 – Raportul lf /L dintre lungimea de flambaj şi

lungimea teoretică a unui stâlp dintr-un cadru cu noduri fixe

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,0

1,05

1,1

1,15

1,251,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0

2,2

2,4

2,6

2,8

3,0

4,0

5,0

Incastrat Articulat2

Incastrat

Articulat

1

Figura F.5 – Raportul lf /L dintre lungimea de flambaj şi

lungimea teoretică a unui stâlp dintr-un cadru cu noduri deplasabile

Page 10: P100 -1 Anexa F

F.10

(5) Când grinzile nu sunt supuse la eforturi axiale, rigiditatea lor poate fi determinată

în conformitate cu tabelele F.3, F.4, cu condiţia rămânerii în domeniul elastic a

grinzilor sub acţiunea momentelor de calcul.

Tabel F.3

Caz Rigiditatea K a grinzilor în cazul cadrelor cu noduri fixe

1

L

I5,0K

2

L

I75,0K

3

L

I0,1K

Tabel F.4

Caz Rigiditatea K a grinzilor în cazul cadrelor cu noduri deplasabile

1

L

I5,1K

2

L

I75,0K

3

L

I0,1K

K11

K21

K12

K22

Factor de distributie 1

K1

K1

KC

Factor de distributie 2

Stalp de verificat

Figura F.6 – Factori de distribuţie pentru stâlpii continui

Page 11: P100 -1 Anexa F

F.11

(6) Pentru structurile clădirilor în cadre rectangulare cu planşee din beton, cu

topologia structurii regulată şi încărcare uniformă, se pot adopta, pentru grinzi,

rigidităţile din tabelul F.5.

Tabel F.5

Rigiditatea K a unei grinzi dintr-o structură cu planşee din beton armat

Condiţii de încărcare pentru grindă Structură cu noduri

fixe

Structură cu noduri

deplasabile

Grinzi care suportă direct planşeul

din beton armat L

I0,1

L

I0,1

Alte grinzi încărcate direct L

I75,0

L

I0,1

Grinzi supuse numai la acţiunea

momentelor de la extremităţi L

I5,0

L

I5,1

(7) Dacă momentul de calcul al unei grinzi depăşeşte momentul de rezistenţă elastic

Wel fyd / M0, se poate considera grinda articulată în acel punct.

(8) Dacă grinzile sunt supuse la eforturi axiale, rigiditatea lor trebuie corectată în

consecinţă. Pentru aceasta se pot utiliza funcţiile de stabilitate. O alternativă simplă

constă în neglijarea surplusului de rigiditate datorat întinderii axiale şi considerarea

efectelor compresiunii axiale cu valorilor aproximative prezentate în tabelele F.6 şi

F.7.

Tabel F.6

Caz Rigiditatea K a grinzilor în cazul cadrelor cu noduri fixe

1.

EN

N0,11

L

I5,0K

2.

EN

N0,11

L

I75,0K

3.

EN

N4,01

L

I0,1K

în care: 22

E LEIN

Page 12: P100 -1 Anexa F

F.12

Tabel F.7

Caz Rigiditatea K a grinzilor în cazul cadrelor cu noduri deplasabile

1.

EN

N2,01

L

I5,1K

2.

EN

N0,11

L

I75,0K

3.

EN

N4,01

L

I0,1K

în care: 22

E LEIN

(9) Următoarele relaţii se pot utiliza ca alternativă la valorile date în diagramele din

figurile F.4 şi F.5:

(a) cadre cu noduri fixe:

2121

2121f

247,0364,02

265,0145,01

L

l (F.3)

(b) cadre cu noduri deplasabile:

5.0

2121

2121f

60,08,01

12,02,01

L

l (F.4)

(10) O structură poate fi considerată cu noduri fixe în cazul în care sistemul de

contravântuire reduce deplasările orizontale cu cel puţin 80%.

F6. Deplasări relative de nivel admisibile

(1) Verificarea deplasării relative de nivel la starea limită de serviciu, S.L.S

rd , are

drept scop menţinerea funcţiunii principale a clădirii în unor seisme care au o

probabilitate mai mare de apariţie decât acţiunea seismică de proiectare, fără

degradări sau scoateri din uz ale căror costuri să fie exagerat de mari în

comparaţie cu costul structurii;

(2) In cazul unor clădiri cu destinaţie specială ( ex. stabilimente de ocrotire a

sănătăţii , centrale nucleare, centrale electrice, clădiri ce adăpostesc echipamente

sensibile) se pot face verificări suplimentare cu limitarea mai severă a

deplasărilor decât cele prevăzute la F6(3);

Page 13: P100 -1 Anexa F

F.13

(3) verificarea deplasării relative de nivel se face cu relaţia:

S.L.S

ar,

S.L.S

r d d (F5)

în care:

r

S.L.S

r d q d (F6)

S.L.S

rd deplasarea relativa de nivel sub acţiunea seismică;

factor de reducere care ţine seama de perioada de revenire mai scurtă a

acţiunii seismice. Valoarea factorului este :

0,4 pentru clădiri încadrate în clasele I si II de importanţă

0,5 pentru clădirile încadrate în clasele III şi IV de importanţă

q factor de comportare specific tipului de structură ( vezi tab. 6.3)

rd deplasarea relativă de nivel, determinata printr-un calcul static elastic în

grupare de încărcări care conţine şi seismul (conform Cap.4); S.L.S

a,rd valoarea admisibilă a deplasării relative de nivel, care pentru cazurile

curente de clădiri se ia din tabelul F8

Tabel F8

Valori admisibile ale deplasărilor relative de nivel S.L.S

a,rd

Nr.

crt Tipul elementului nestructural folosit

S.L.S

a,rd

1. Clădiri cu elemente nestructurale din materiale fragile

fixate de structură 0,05h

2. Clădiri cu elemente nestructurale din materiale ductile

fixate de structură 0,075h

3. Clădiri la care elementele nestructurale sunt astfel

fixate încât nu sunt influenţate de deformaţiile

structurii de rezistenţă

0,010h

4 Clădiri fără elemente nestructurale 0.010h

în care: h înălţimea de nivel