Actiuni in Constructii

ACTIUNI IN ACTIUNI IN CONSTRUCTIICONSTRUCTII

CLADIRI 1CLADIRI 1

NOTIUNI GENERALENOTIUNI GENERALE Prin Prin acţiuneacţiune se înţelege orice cauză capabilă se înţelege orice cauză capabilă

să genereze stări de solicitare mecanică să genereze stări de solicitare mecanică (eforturi şi deformaţii) în elementele de (eforturi şi deformaţii) în elementele de construcţii.construcţii.

In calcule acţiunile sunt reprezentate prin In calcule acţiunile sunt reprezentate prin încărcări (scheme de încărcare) constând din încărcări (scheme de încărcare) constând din sisteme de forţe, de deplasări sau deformaţii sisteme de forţe, de deplasări sau deformaţii impuse etc., pentru care se precizează impuse etc., pentru care se precizează parametrii caracteristici: puncte de aplicaţie, parametrii caracteristici: puncte de aplicaţie, orientare, intensitate, amplitudine, frecvenţă. orientare, intensitate, amplitudine, frecvenţă. Toate încărcarile pot fi reduse la forţe sau Toate încărcarile pot fi reduse la forţe sau sisteme de forţe cu efect echivalent. sisteme de forţe cu efect echivalent.

NOTIUNI GENERALENOTIUNI GENERALEAcţiuni (F)Acţiuni (F)

Acţiunile asupra construcţiilor se pot exprima prin:Acţiunile asupra construcţiilor se pot exprima prin:a) a) acţiuni directeacţiuni directe - forţe / încărcări aplicate asupra structurii - forţe / încărcări aplicate asupra structuriib) b) acţiuni indirecteacţiuni indirecte - acceleraţii provocate de cutremure sau - acceleraţii provocate de cutremure sau

alte surse sau deformaţii impuse, cauzate de variaţii de alte surse sau deformaţii impuse, cauzate de variaţii de temperatură, umiditate sau tasări diferenţiate sau temperatură, umiditate sau tasări diferenţiate sau provocate de cutremure (acţiuni indirecte).provocate de cutremure (acţiuni indirecte).

Efect al acţiunii (E)Efect al acţiunii (E)Efectul acţiunilor pe structură se poate exprima în termeni Efectul acţiunilor pe structură se poate exprima în termeni de:de:

1. 1. efort secţionalefort secţional şi/sau şi/sau efort unitarefort unitar în elementele în elementele structurale structurale

2. 2. deplasaredeplasare şi/sau şi/sau rotaţierotaţie pentru elementele structurale şi pentru elementele structurale şi structura în ansamblu.structura în ansamblu.

CLASIFICAREA ACTIUNILOR CLASIFICAREA ACTIUNILOR (CR 0-2005)(CR 0-2005)

a. a. In raport cu poziţia faţă de nivelul In raport cu poziţia faţă de nivelul terenuluiterenului acţiunile pot fi: acţiunile pot fi:

sub nivelul suprafeţei terenului sub nivelul suprafeţei terenului (împingerea pământului, presiunea apei (împingerea pământului, presiunea apei subterane, efectul tasărilor inegale etc.);subterane, efectul tasărilor inegale etc.);

deasupra terenului (greutatea deasupra terenului (greutatea elementelor suprastructurii, greutatea elementelor suprastructurii, greutatea zăpezii, presiunea datorită vântului etc.).zăpezii, presiunea datorită vântului etc.).


b. b. Dupa direcţia faţa de construcţieDupa direcţia faţa de construcţie încărcările pot fi: încărcările pot fi:

verticaleverticale, în care se includ toate , în care se includ toate acţiunile de provenienţă acţiunile de provenienţă gravitaţională;gravitaţională;

orizontaleorizontale (acţiunea vântului, efectul (acţiunea vântului, efectul cutremurelor, împingerea pământului, cutremurelor, împingerea pământului, împingerea apei sau a materialelor împingerea apei sau a materialelor asupra pereţilor, etc.)asupra pereţilor, etc.)


c. c. Dupa provenientaDupa provenienta:: încărcări datorită greutăţii proprii a încărcări datorită greutăţii proprii a

elementelor;elementelor; încărcări climatice (datorită acţiunii încărcări climatice (datorită acţiunii

vântului, greutătii zăpezii, variaţiilor de vântului, greutătii zăpezii, variaţiilor de temperatură etc.);temperatură etc.);

încărcări utile (datorită oamenilor, bunurilor încărcări utile (datorită oamenilor, bunurilor materiale, utilajelor etc.);materiale, utilajelor etc.);

încărcări din cauze deosebite (cutremure, încărcări din cauze deosebite (cutremure, tasări, explozii, şocuri violente etc.).tasări, explozii, şocuri violente etc.).


d. d. Dupa modul de actiuneDupa modul de actiune încărcările pot fi: încărcările pot fi: staticestatice, caracterizate prin valori constante , caracterizate prin valori constante

sau care se modifică lent în timp (greutatea sau care se modifică lent în timp (greutatea proprie, greutatea zăpezii etc.);proprie, greutatea zăpezii etc.);

dinamicedinamice, ale căror valori se schimbă , ale căror valori se schimbă repede sau care se aplică brusc (cutremure, repede sau care se aplică brusc (cutremure, explozii, acţiunea vântului în rafale etc.);explozii, acţiunea vântului în rafale etc.);

cvasistaticecvasistatice – o actiune dinamică – o actiune dinamică reprezentată printr-o acţiune statică reprezentată printr-o acţiune statică echivalentă.echivalentă.


e) Acţiunile pot fi clasificate e) Acţiunile pot fi clasificate după variaţia lor în după variaţia lor în timptimp astfel: astfel:

Acţiuni permanente (G),Acţiuni permanente (G), de exemplu: de exemplu: acţiuni acţiuni directedirecte precum greutatea proprie a construcţiei, precum greutatea proprie a construcţiei, a echipamentelor fixate pe construcţii şi a echipamentelor fixate pe construcţii şi acţiuni acţiuni indirecteindirecte datorate contracţiei betonului, tasărilor datorate contracţiei betonului, tasărilor diferenţiate şi precomprimării;diferenţiate şi precomprimării;

Acţiuni variabile (Q)Acţiuni variabile (Q) de exemplu: acţiuni pe de exemplu: acţiuni pe planşeele şi acoperişurile clădirilor, acţiunea planşeele şi acoperişurile clădirilor, acţiunea zăpezii, acţiunea vântului, împingerea zăpezii, acţiunea vântului, împingerea pământului, a fluidelor şi a materialelor pământului, a fluidelor şi a materialelor pulverulente şi altele;pulverulente şi altele;

Acţiuni accidentale (A),Acţiuni accidentale (A), de exemplu de exemplu cutremure, explozii, impactul vehiculelor.cutremure, explozii, impactul vehiculelor.

VALORI CARACTERISTICE VALORI CARACTERISTICE ACTIUNILORACTIUNILOR

Valoare caracteristică a unei Valoare caracteristică a unei acţiuni (Facţiuni (FKK))

Valoarea caracteristică a unei acţiuni Valoarea caracteristică a unei acţiuni corespunde unei probabilităţi mici de corespunde unei probabilităţi mici de depăşire a acţiunii în sensul depăşire a acţiunii în sensul defavorabil pentru siguranţa defavorabil pentru siguranţa structurii în timpul unui interval de structurii în timpul unui interval de timp de referinţă.timp de referinţă.


Valoare cvasipermanentă a unei Valoare cvasipermanentă a unei acţiuni variabile (ψacţiuni variabile (ψ22 Q QKK))

Valoare exprimată ca o fracţiune din Valoare exprimată ca o fracţiune din valoarea caracteristică a acţiunii valoarea caracteristică a acţiunii printr-un coeficient:printr-un coeficient:

ψψ22 ≤ 1 ≤ 1


Valoare de calcul a unei acţiuni (FValoare de calcul a unei acţiuni (Fdd))

Valoare obţinută prin multiplicarea Valoare obţinută prin multiplicarea valorii caracteristice Fvalorii caracteristice Fkk cu un cu un coeficient parţial de siguranţă coeficient parţial de siguranţă γγff ce ce ia în consideraia în considerarre incertitudinile e incertitudinile nealeatoare, cu caracter defavorabil nealeatoare, cu caracter defavorabil asupra siguranţei structurale, ce asupra siguranţei structurale, ce caracterizează acţiunea.caracterizează acţiunea.

VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE

LA REZISTENTELE MATERIALELORLA REZISTENTELE MATERIALELOR

Valoare caracteristică a unei Valoare caracteristică a unei rezistenţe (Rrezistenţe (Rkk))

Valoarea caracteristică a unei Valoarea caracteristică a unei rezistenţe a materialului structural rezistenţe a materialului structural corespunde unei probabilităţi mici de corespunde unei probabilităţi mici de nedepăşire a rezistenţei. nedepăşire a rezistenţei.

VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE LA REZISTENTELE MATERIALELORLA REZISTENTELE MATERIALELOR

Valoare de calcul a unei rezistenţe Valoare de calcul a unei rezistenţe (R(Rdd))

Valoare obţinută prin împărţirea valorii Valoare obţinută prin împărţirea valorii caracteristice Rcaracteristice Rkk la un la un coeficient coeficient parţial de siguranţă parţial de siguranţă γγmm ce ia în ce ia în considerare incertitudinile considerare incertitudinile nealeatoare, cu caracter defavorabil nealeatoare, cu caracter defavorabil asupra siguranţei structurale, ce asupra siguranţei structurale, ce caracterizează rezistenţa.caracterizează rezistenţa.

VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE LA REZISTENTELE MATERIALELORLA REZISTENTELE MATERIALELOR

Valoare nominală (RValoare nominală (Rnomnom))

Valoare din documente specifice de Valoare din documente specifice de material sau de produs utilizată în material sau de produs utilizată în lipsa datelor statistice.lipsa datelor statistice.

VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE

LA GEOMETRIA STRUCTURIILA GEOMETRIA STRUCTURII

Valoare caracteristică a unei Valoare caracteristică a unei proprietăţi geometrice (aproprietăţi geometrice (akk))

Valoarea caracteristică a unei Valoarea caracteristică a unei proprietăţi geometrice (aproprietăţi geometrice (akk) ) corespunde, de obicei, dimensiunilor corespunde, de obicei, dimensiunilor specificate în proiect.specificate în proiect.

VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE VALORI CARACTERISTICE REFERITOARE LA GEOMETRIA STRUCTURIILA GEOMETRIA STRUCTURII

Valoare de calcul a unei Valoare de calcul a unei proprietăţi geometriceproprietăţi geometrice

Valoarea de calcul a unei proprietăţi Valoarea de calcul a unei proprietăţi geometrice este egală, în general, cu geometrice este egală, în general, cu valoarea caracteristică.valoarea caracteristică.

PRINCIPIILE PROIECTARII LA PRINCIPIILE PROIECTARII LA STARI LIMITASTARI LIMITA Stări limită ultimeStări limită ultime

Stările limită ce implică protecţia Stările limită ce implică protecţia vieţii oamenilor şi a siguranţei vieţii oamenilor şi a siguranţei structurii sunt clasificate ca structurii sunt clasificate ca stări stări limită ultimelimită ultime. Stările limită ce . Stările limită ce implică protecţia unor bunuri de implică protecţia unor bunuri de valoare deosebită trebuie, de valoare deosebită trebuie, de asemenea, clasificate ca stări limită asemenea, clasificate ca stări limită ultime. ultime.

PRINCIPIILE PROIECTARII LA PRINCIPIILE PROIECTARII LA STARI LIMITASTARI LIMITA

Următoarele stări limită ultime trebuie Următoarele stări limită ultime trebuie verificate pentru siguranţa structurii:verificate pentru siguranţa structurii:

pierderea echilibrului structurii sau a unei pierderea echilibrului structurii sau a unei părţi a acesteia;părţi a acesteia;

cedarea prin deformaţii excesive, cedarea prin deformaţii excesive, transformarea structurii sau a oricărei transformarea structurii sau a oricărei părţi a acesteia într-un mecanism;părţi a acesteia într-un mecanism;

pierderea stabilităţii structurii sau a pierderea stabilităţii structurii sau a oricărei părţi a acesteia;oricărei părţi a acesteia;

cedarea cauzată de alte efecte cedarea cauzată de alte efecte dependente de timp.dependente de timp.


Stări limită de serviciuStări limită de serviciuStările limită ce iau în considerare Stările limită ce iau în considerare funcţionarea structurii sau a funcţionarea structurii sau a elementelor structurale în condiţii elementelor structurale în condiţii normale de exploatare, confortul normale de exploatare, confortul oamenilor/ocupanţilor construcţiei şi oamenilor/ocupanţilor construcţiei şi limitarea vibraţiilor, deplasărilor şi limitarea vibraţiilor, deplasărilor şi deformaţiilor structurii sunt deformaţiilor structurii sunt clasificate ca stări limită de serviciu.clasificate ca stări limită de serviciu.


Valoarea caracteristica FValoarea caracteristica Fkk a unei acţiuni a unei acţiuni este o valoare reprezentativă a acesteia şi este o valoare reprezentativă a acesteia şi trebuie determinată:trebuie determinată:

pe baze probabilisticepe baze probabilistice (statistice) (statistice);; pe baze deterministice, printr-o valoare pe baze deterministice, printr-o valoare

nominală utilizată în lipsa datelor statistice.nominală utilizată în lipsa datelor statistice.- - Valoarea frecventăValoarea frecventă, reprezentată de , reprezentată de produsul ψprodusul ψ11QQkk

- - Valoarea cvasipermanentăValoarea cvasipermanentă, , reprezentată de produsul ψreprezentată de produsul ψ22 QQkk

METODA COEFICIENŢILOR METODA COEFICIENŢILOR PARŢIALI DE SIGURANŢĂPARŢIALI DE SIGURANŢĂ

MetodaMetoda constă în verificarea tuturor constă în verificarea tuturor situaţiilor de proiectare astfel încât nici o situaţiilor de proiectare astfel încât nici o stare limită să nu fie depăşită atunci când stare limită să nu fie depăşită atunci când sunt utilizate valorile de calcul pentru acţiuni sunt utilizate valorile de calcul pentru acţiuni sau efectele lor pe structură şi valorile de sau efectele lor pe structură şi valorile de calcul pentru rezistenţe.calcul pentru rezistenţe.

Valorile de calculValorile de calcul sunt obţinute din valorile sunt obţinute din valorile caracteristice utilizându-se coeficienţii caracteristice utilizându-se coeficienţii parţiali de siguranţă sau alţi coeficienţiparţiali de siguranţă sau alţi coeficienţi

METODA COEFICIENŢILOR METODA COEFICIENŢILOR PARŢIALI DE SIGURANŢĂPARŢIALI DE SIGURANŢĂ

Metoda se referă la Metoda se referă la verificările la verificările la starea limită ultimă şi la starea starea limită ultimă şi la starea limită de serviciulimită de serviciu a structurilor a structurilor supuse la încărcări statice, precum şi supuse la încărcări statice, precum şi la cazurile în care efectele dinamice la cazurile în care efectele dinamice pe structură sunt determinare pe structură sunt determinare folosind încărcări statice echivalente folosind încărcări statice echivalente (de exemplu efectele dinamice (de exemplu efectele dinamice produse de vânt sau induse de trafic).produse de vânt sau induse de trafic).

VVALORI DE CALCULALORI DE CALCUL

Valori de calcul ale acţiunilorValori de calcul ale acţiunilorValoarea de calcul FValoarea de calcul Fdd a unei acţiuni Fa unei acţiuni F se se exprimă astfel:exprimă astfel:

FFdd = = γγ11 F FKK

FFkk valoarea caracteristică a acţiunii;valoarea caracteristică a acţiunii; γγ11 coeficient parţial de siguranţă pentru coeficient parţial de siguranţă pentru

acţiune ce ţine seama de posibilitatea unor acţiune ce ţine seama de posibilitatea unor abateri nefavorabile şi nealeatoare a valorii abateri nefavorabile şi nealeatoare a valorii acţiunii de la valoarea sa caracteristică.acţiunii de la valoarea sa caracteristică.


Valori de calcul ale efectelor Valori de calcul ale efectelor acţiuniloracţiunilor

Valoarea de calcul a efectului pe Valoarea de calcul a efectului pe structură al acţiunii Estructură al acţiunii Edd se calculează se calculează ca fiind efectul pe structură al acţiunii ca fiind efectul pe structură al acţiunii E(F E(Fdd)) înmulţit cu înmulţit cu coeficientul coeficientul parţial de siguranţă parţial de siguranţă γγSdSd

EEdd = = γγSdSd · E (F · E (Fdd))

VVALORI DE CALCULALORI DE CALCULValori de calcul ale rezistenţelor materialelor Valori de calcul ale rezistenţelor materialelor

structuralestructuraleValoarea de calcul a rezistenţei unui material Valoarea de calcul a rezistenţei unui material structural Χstructural Χdd se exprimă astfel: se exprimă astfel:

XXdd = X = Xkk / / γγmm

XXkk este valoarea caracteristică a rezistenţei este valoarea caracteristică a rezistenţei materialului;materialului;

γγmm - - coeficientul parţial de siguranţă pentru rezistenţa coeficientul parţial de siguranţă pentru rezistenţa materialului ce ţine seama de posibilitatea unor materialului ce ţine seama de posibilitatea unor abateri nefavorabile şi nealeatoare a rezistenţei abateri nefavorabile şi nealeatoare a rezistenţei materialului de la valoarea sa caracteristică, precum şi materialului de la valoarea sa caracteristică, precum şi de efectele de conversie (de volum, scară, umiditate, de efectele de conversie (de volum, scară, umiditate, temperatură, timp) asupra rezistenţei materialului.temperatură, timp) asupra rezistenţei materialului.


Valoarea de calcul a rezistenţei Valoarea de calcul a rezistenţei secţionalesecţionale R Rdd se calculează ca fiind se calculează ca fiind valoarea rezistenţei secţionavaloarea rezistenţei secţionalle e calculată cu valoarea de calcul a calculată cu valoarea de calcul a rezistenţei materialului rezistenţei materialului R (XR (Xkk / / γγmm)) , , înmulţită cu înmulţită cu coeficientul parţial de coeficientul parţial de siguranţă siguranţă 1/ 1/ γγRdRd

RRdd = R (X = R (Xkk / / γγmm)) / / γγRdRd

VERIFICAREA LA STARI VERIFICAREA LA STARI LIMITA ULTIMELIMITA ULTIME

Verificarea structurilor se face la Verificarea structurilor se face la următoarele stări limită ultime:următoarele stări limită ultime:

a) Cedarea structurală şi/sau a) Cedarea structurală şi/sau deformarea excesivă a elementelor deformarea excesivă a elementelor structurii/infrastructurii/ terenului;structurii/infrastructurii/ terenului;

b) Pierderea echilibrului static al b) Pierderea echilibrului static al structurii sau a unei părţi a acesteia, structurii sau a unei părţi a acesteia, considerată corp rigid.considerată corp rigid.


Verificări de rezistenţăVerificări de rezistenţăVerificarea Verificarea la starea limită de cedare la starea limită de cedare structurală a unei secţiuni, element structurală a unei secţiuni, element sau îmbinaresau îmbinare se face cu relaţia: se face cu relaţia:

EEdd ≤ R ≤ Rdd

EEdd valoarea de calcul a efectelor acţiunilor valoarea de calcul a efectelor acţiunilor în secţiune pentru starea limită ultimă în secţiune pentru starea limită ultimă considerată;considerată;

RRdd este valoarea de calcul a rezistenţei este valoarea de calcul a rezistenţei secţionale de aceeaşi natură cu efectul secţionale de aceeaşi natură cu efectul acţiunii în secţiune.acţiunii în secţiune.


Verificări de echilibru staticVerificări de echilibru static

Verificarea Verificarea la starea limită de echilibru la starea limită de echilibru staticstatic a structurii se face cu relaţia: a structurii se face cu relaţia:

EEd,dstd,dst ≤ E ≤ Ed,stbd,stb

EEd,dstd,dst - valoarea de calcul a efectului acţiunilor - valoarea de calcul a efectului acţiunilor ce conduc la pierderea echilibrului static;ce conduc la pierderea echilibrului static;

EEd,stbd,stb - valoarea de calcul a efectului acţiunilor - valoarea de calcul a efectului acţiunilor ce se opun pierderii echilibrului static.ce se opun pierderii echilibrului static.


Gruparea acţiunilor pentru verificarea Gruparea acţiunilor pentru verificarea structurilor la stări limită ultimestructurilor la stări limită ultime

1,35 1,35 ∑ G∑ Gk,ik,i + 1,5 Q + 1,5 Q k,1k,1 + ∑1,5 + ∑1,5 ψψ0,i0,i Q Qk,ik,i GGk,ik,i -- efectul pe structură al acţiunii permanente i efectul pe structură al acţiunii permanente i, ,

luată cu valoarea sa caracteristică;luată cu valoarea sa caracteristică; QQk,ik,i - efectul pe structură al acţiunii variabile i, - efectul pe structură al acţiunii variabile i,

luată cu valoarea sa caracteristică;luată cu valoarea sa caracteristică; QQk,1k,1- efectul pe structură al acţiunii variabile, ce - efectul pe structură al acţiunii variabile, ce

are ponderea predominantă între acţiunile are ponderea predominantă între acţiunile variabile, luată cu valoarea sa caracteristică;variabile, luată cu valoarea sa caracteristică;

ΨΨ0,i0,i - este un factor de simultaneitate al efectelor - este un factor de simultaneitate al efectelor pe structură ale acţiunilor variabile i pe structură ale acţiunilor variabile i

VERIFICAREA LA STARI VERIFICAREA LA STARI LIMITA DE SERVICIULIMITA DE SERVICIUGruparea acţiunilor pentru Gruparea acţiunilor pentru

verificarea structurilor la stări verificarea structurilor la stări limită de serviciulimită de serviciu

Gruparea caracteristicăGruparea caracteristică de efecte de efecte structurale ale acţiunilorstructurale ale acţiunilor

∑∑G G k,ik,i + Q + Qk,1 k,1 + ∑+ ∑ψψ0,i0,i Q Qk,i k,i

AACTIUNI PERMANENTE CTIUNI PERMANENTE

Intensitatea normatăIntensitatea normată (caracteristica) (caracteristica) a acestor a acestor încărcări se determină pe baza dimensiunilor de încărcări se determină pe baza dimensiunilor de execuţie a elementelor de construcţie şi a valorilor execuţie a elementelor de construcţie şi a valorilor greutăţilor tehnice ale materialelor din care se greutăţilor tehnice ale materialelor din care se execută. execută.

Greutatea tehnică reprezintă o valoare Greutatea tehnică reprezintă o valoare convenţională adoptată pentru greutatea unitară a convenţională adoptată pentru greutatea unitară a materialelor (greutate specifică, greutate specifică materialelor (greutate specifică, greutate specifică aparentă, în grămadă, în vrac, în stivă etc.), aparentă, în grămadă, în vrac, în stivă etc.), considerate în starea în care încarcă construcţiile, considerate în starea în care încarcă construcţiile, ţinându-se seama şi de efectul umidităţii, de gradul ţinându-se seama şi de efectul umidităţii, de gradul de îndesare, de prezenţa unor accesorii de montaj de îndesare, de prezenţa unor accesorii de montaj etc. etc.

ACTIUNI VARIABILEACTIUNI VARIABILE Incarcari datorită proceselor de exploatareIncarcari datorită proceselor de exploatare - e- evaluareavaluarea

se face pe baza datelor tehnologice, fiind specificate de se face pe baza datelor tehnologice, fiind specificate de regulă in prescripţiile tehnice.regulă in prescripţiile tehnice.

IIncărcările utilencărcările utile suntsunt considerate ca sarcini uniform considerate ca sarcini uniform distribuite pe planşee, scări, balcoane, acoperişuri etc. distribuite pe planşee, scări, balcoane, acoperişuri etc. datorită greutăţii oamenilor, mobilierului, materialelor şi altor datorită greutăţii oamenilor, mobilierului, materialelor şi altor bunuri. bunuri.

Incarcari datorita peretilor despartitoriIncarcari datorita peretilor despartitori se stabileşte se stabileşte corespunzător situaţiei reale, iar daca amplasamentele unor corespunzător situaţiei reale, iar daca amplasamentele unor pereţi despărţitori neportanţi nu pot fi precizate şi nu sunt pereţi despărţitori neportanţi nu pot fi precizate şi nu sunt cunoscute în momentul proiectării, sau dacă forma lor în plan cunoscute în momentul proiectării, sau dacă forma lor în plan este complicată, pentru simplificarea calculelor se admite ca este complicată, pentru simplificarea calculelor se admite ca încărcările provenite din greutatea acestor pereţi sa fie încărcările provenite din greutatea acestor pereţi sa fie considerate drept încărcări utile, uniform distribuite pe o considerate drept încărcări utile, uniform distribuite pe o suprafaţă a planşeului pe care sprijinirea acestora este suprafaţă a planşeului pe care sprijinirea acestora este practic posibilă. practic posibilă.

ACTIUNI VARIABILEACTIUNI VARIABILE

IINCARCARI CLIMATICENCARCARI CLIMATICE

Incarcarea data de zăpadă Incarcarea data de zăpadă

(CR 1-1-3-2005)(CR 1-1-3-2005)

Incărcarea din zăpadă este o Incărcarea din zăpadă este o încărcare statică pe metru pătrat de încărcare statică pe metru pătrat de proiecţie orizontală a acoperişului. proiecţie orizontală a acoperişului.

Incarcarea data de Incarcarea data de zăpadăzăpadă

Valoarea caracteristică a Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe solîncărcării din zăpadă pe sol este este definită cu 2% probabilitate de definită cu 2% probabilitate de depăşire într-un an sau, echivalent, depăşire într-un an sau, echivalent, cu un cu un interval mediu de recurenţă interval mediu de recurenţă IMR=50 aniIMR=50 ani. Această valoare . Această valoare caracteristică are o probabilitate de caracteristică are o probabilitate de realizare mai mare de 50% pe durata realizare mai mare de 50% pe durata existenţei unei construcţii.existenţei unei construcţii.


Valoarea caracteristică a Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe încărcării din zăpadă pe acoperişacoperiş se determină prin se determină prin multiplicarea valorii caracteristice a multiplicarea valorii caracteristice a încărcării din zăpadă pe sol cu încărcării din zăpadă pe sol cu coeficienţii de expunerecoeficienţii de expunere a a amplasamentului şi amplasamentului şi de formăde formă pentru pentru încărcarea din zăpadă pe acoperiş.încărcarea din zăpadă pe acoperiş.


Coeficientul de expunere al Coeficientul de expunere al amplasamentului construcţieiamplasamentului construcţiei stabileşte reducerea sau creşterea stabileşte reducerea sau creşterea încărcării din zăpadă pe acoperiş în încărcării din zăpadă pe acoperiş în funcţie de topografia locala a funcţie de topografia locala a amplasamentului şi de obstacolele amplasamentului şi de obstacolele de lângă construcţie.de lângă construcţie.


Incărcarea din zăpadă Incărcarea din zăpadă neaglomerată pe acoperişneaglomerată pe acoperiş este este încărcarea datorată depunerii încărcarea datorată depunerii naturale a zăpezii pe acoperiş, naturale a zăpezii pe acoperiş, distribuită cvasiuniform şi influenţată distribuită cvasiuniform şi influenţată doar de forma acoperişului. Aceast doar de forma acoperişului. Aceast tip de încărcare nu include tip de încărcare nu include redistribuirea zăpezii datorită acţiunii redistribuirea zăpezii datorită acţiunii vântului şi/sau topirii zăpezii.vântului şi/sau topirii zăpezii.


Incărcarea din zăpadă Incărcarea din zăpadă aglomerată pe acoperişaglomerată pe acoperiş este este încărcarea datorată redistribuirii încărcarea datorată redistribuirii zăpezii pe acoperiş datorită acţiunii zăpezii pe acoperiş datorită acţiunii vântului şi/sau topirii zăpezii.vântului şi/sau topirii zăpezii.


Coeficientul de formă pentru Coeficientul de formă pentru încărcarea din zăpada pe încărcarea din zăpada pe acoperişacoperiş stabileşte distribuţia stabileşte distribuţia încărcării din zăpadă pe acoperişuri încărcării din zăpadă pe acoperişuri de diferite forme, fără a lua în de diferite forme, fără a lua în considerare influenta condiţiilor de considerare influenta condiţiilor de expunere a amplasamentului.expunere a amplasamentului.


Coeficientul termicCoeficientul termic stabileşte stabileşte reducerea încărcării din zăpadă pe reducerea încărcării din zăpadă pe acoperiş în funcţie de fluxul termic ce acoperiş în funcţie de fluxul termic ce poate cauza topirea zăpezii la nivelul poate cauza topirea zăpezii la nivelul acoperişului.acoperişului.


Valoarea caracteristică a Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe solîncărcării din zăpadă pe sol s s0k0k

este recomandată în harta de este recomandată în harta de zonare. Harta este valabilă pentru zonare. Harta este valabilă pentru altitudini sub 1000 m.altitudini sub 1000 m.



IIn amplasamente cu altitudinea A≥ n amplasamente cu altitudinea A≥ 1000m 1000m evaluarea evaluarea se face cu următoarele se face cu următoarele relaţii:relaţii:

ss0k0k (A≥ 1000) = 2,0 + 0,00560 (A-1000) (A≥ 1000) = 2,0 + 0,00560 (A-1000) pentru spentru s0k0k (A< 1000) = 2,0 kN/m (A< 1000) = 2,0 kN/m22

ss0k0k (A≥ 1000) = 1,5 + 0,00602 (A-1000) (A≥ 1000) = 1,5 + 0,00602 (A-1000) pentru spentru s0k0k (A< 1000) = 1,5 kN/m (A< 1000) = 1,5 kN/m22

ss0k0k sunt valorile din harta pentru zonele sunt valorile din harta pentru zonele situate în imediata vecinatate a munţilorsituate în imediata vecinatate a munţilor


Valoarea caracteristică a încărcării Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe acoperişdin zăpadă pe acoperiş

Incărcarea din zăpadă pe acoperiş Incărcarea din zăpadă pe acoperiş ia ia in considerare depunerea de zăpadă în in considerare depunerea de zăpadă în funcţie de forma acoperişului şi de funcţie de forma acoperişului şi de redistribuţia zăpezii cauzată de vânt şi de redistribuţia zăpezii cauzată de vânt şi de topirea zăpezii.topirea zăpezii.La proiectarea acoperişurilor se utilizează La proiectarea acoperişurilor se utilizează două distribuţii ale încărcării din zăpadă:două distribuţii ale încărcării din zăpadă:1. încărcarea din zăpadă neaglomerată 1. încărcarea din zăpadă neaglomerată 2. încărcarea din zăpadă aglomerată.2. încărcarea din zăpadă aglomerată.


Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe acoperişpe acoperiş

Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe acoperiş, sacoperiş, skk se determină astfel:se determină astfel:

sskk = μ = μii C Cee C Ctt s s0k0k

μμii coeficientul de formă pentru încărcarea din coeficientul de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperiş;zăpadă pe acoperiş;

ss0k0k - - valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe sol [kN/mpe sol [kN/m22], în amplasament;], în amplasament;

CCee - - coeficientul de expunere al amplasamentului coeficientul de expunere al amplasamentului construcţiei;construcţiei;

CCtt - coeficientul termic. - coeficientul termic.


Coeficientul de expunere Coeficientul de expunere CCee al al amplasamentului construcţieiamplasamentului construcţiei este funcţie de este funcţie de condiţiile de expunere ale construcţiei (atât în condiţiile de expunere ale construcţiei (atât în momentul proiectării, cât şi ulterior)momentul proiectării, cât şi ulterior)

In cazul In cazul expunerii Completeexpunerii Complete, zăpada poate fi , zăpada poate fi spulberată pe zone întinse de teren plat lipsit despulberată pe zone întinse de teren plat lipsit deadapostire sau cu adăpostire limitată.adapostire sau cu adăpostire limitată.

In cazul In cazul expunerii Parţialeexpunerii Parţiale, topografia terenului şi , topografia terenului şi prezenţa altor construcţii sau a copacilor nu permit o prezenţa altor construcţii sau a copacilor nu permit o spulberare semnificativă a zăpezii de către vânt.spulberare semnificativă a zăpezii de către vânt.

In cazul In cazul expunerii Reduseexpunerii Reduse, construcţia este situată , construcţia este situată mai jos decât terenul înconjurător sau este mai jos decât terenul înconjurător sau este înconjurată de copaci înalţi şi/sau construcţii înalte.înconjurată de copaci înalţi şi/sau construcţii înalte.


Pentru acoperişuri cu termoizolaţii Pentru acoperişuri cu termoizolaţii uzuale uzuale coeficientul termic Ccoeficientul termic Ctt este este considerat 1.0considerat 1.0

Coeficientul termic CCoeficientul termic Ctt poate reduce poate reduce încărcarea dată de zăpadă pe încărcarea dată de zăpadă pe acoperiş în cazuri speciale, când acoperiş în cazuri speciale, când rezistenţa termică a acoperişurilor rezistenţa termică a acoperişurilor este scazută şi conduce la topirea este scazută şi conduce la topirea zăpezii.zăpezii.

ACTIUNI VARIABILEACTIUNI VARIABILE

Incarcarea datorita vantului Incarcarea datorita vantului (NP082-04)(NP082-04)

Acţiunea vântului se manifestă prin forţe Acţiunea vântului se manifestă prin forţe exterioare distribuite, orientate, în mod exterioare distribuite, orientate, în mod preponderent, normal la suprafaţa expusă, preponderent, normal la suprafaţa expusă, dar având şi componente tangenţiale, dar având şi componente tangenţiale, importante în special pentru elemente de importante în special pentru elemente de suprafaţă mare.suprafaţă mare. Forţele aplicate de vânt Forţele aplicate de vânt sunt variabile în timp. Din punct de vedere sunt variabile în timp. Din punct de vedere al efectului asupra construcţiilor acţiunea al efectului asupra construcţiilor acţiunea vântului se consideră ca sumă a două vântului se consideră ca sumă a două componente, componente, staticăstatică şi şi fluctuantăfluctuantă. .

Incarcarea datorita Incarcarea datorita vantuluivantului

Acţiunea fluctuantă a vântuluiAcţiunea fluctuantă a vântului se se manifestă prin :manifestă prin :a/ a/ fluctuaţii ale presiunii dinamicefluctuaţii ale presiunii dinamice, , datorită fluctuaţiilor de viteză în jurul valorii datorită fluctuaţiilor de viteză în jurul valorii medii, care conduc la oscilaţii ale medii, care conduc la oscilaţii ale construcţiilor;construcţiilor;b/ b/ apariţia de forţe alternanteapariţia de forţe alternante, normale , normale pe direcţia scurgerii aerului, datorită pe direcţia scurgerii aerului, datorită degajării alternative de vârtejuri în jurul degajării alternative de vârtejuri în jurul obstacolelor de formă cilindrică sau obstacolelor de formă cilindrică sau apropiată de aceasta; apropiată de aceasta; c/ c/ generarea de oscilaţii auto generarea de oscilaţii auto întreţinuteîntreţinute, fenomene de galopare etc.; , fenomene de galopare etc.;


Curgerea aerului în jurul unei clădiri datorită vântuluiCurgerea aerului în jurul unei clădiri datorită vântului

1

2

2

3

3

4

+

+

+–

–

–

a

b

+ presiune– sucţiune

5


Caracteristici de bază ale vântuluiCaracteristici de bază ale vântului

Viteza medie a vântuluiViteza medie a vântului

U = U = ∑u∑uii / n / n

uuii – viteza vântului la momentul i – viteza vântului la momentul i

Viteză de referinţăViteză de referinţă, notată U, notată Urefref, se , se defineste ca fiind viteza vântului mediată pe defineste ca fiind viteza vântului mediată pe o durată T = 10 min., măsurată la o înălţime o durată T = 10 min., măsurată la o înălţime de 10 m, în câmp deschis şi având o de 10 m, în câmp deschis şi având o probabilitate de depăşire într-un an de 2%.probabilitate de depăşire într-un an de 2%.


Viteza vântului la un anumit moment Viteza vântului la un anumit moment poartă numele de poartă numele de viteză instantaneeviteză instantanee

UU(z,t)(z,t) = U = U(z)(z) + u + u(zt)(zt)

UU(z,t)(z,t) – viteza vântului la momentul t, la – viteza vântului la momentul t, la înălţimea z (m/s);înălţimea z (m/s);

UU(z)(z) – viteza medie a vântului la înălţimea z – viteza medie a vântului la înălţimea z (m/s);(m/s);

uu(zt)(zt)– partea fluctuantă a vitezei vântului – partea fluctuantă a vitezei vântului (componenta de rafală) la momentul t, la (componenta de rafală) la momentul t, la înălţimea z (m/s).înălţimea z (m/s).


Variaţia vitezei vântului în timpVariaţia vitezei vântului în timp

U(z)

rafale: fluctuaţii alevitezei faţă de medie

u(z,t)

intervalul de medierea vitezei (10 min,)

U(z,t)

t

U

viteza medie


Viteza medie a vântului creşte cu înălţimea faţă de teren, Viteza medie a vântului creşte cu înălţimea faţă de teren, datorită frecării aerului cu suprafaţa rugoasă a pământuluidatorită frecării aerului cu suprafaţa rugoasă a pământului

viteză de gradient

U

nivel teren

înălţime de gradient

(~ 270...510 m)U(z)


Datorită vitezei, atunci când vântul Datorită vitezei, atunci când vântul întâlneşte un obstacol, ia naştere o întâlneşte un obstacol, ia naştere o presiune. Considerând că în calea presiune. Considerând că în calea vântului se află o suprafaţă plană vântului se află o suprafaţă plană verticală, dispusă perpendicular pe verticală, dispusă perpendicular pe direcţia vântului, presiunea direcţia vântului, presiunea exercitată în exercitată în punctul de stagnarepunctul de stagnare, , aflat în centrul plăcii, se numeşte aflat în centrul plăcii, se numeşte presiune de referinţăpresiune de referinţă


Calculul încărcărilor din vântCalculul încărcărilor din vânt

Incarcarea din vant constă în Incarcarea din vant constă în forţe forţe normalenormale (perpendiculare) şi (perpendiculare) şi forţe forţe tangenţialetangenţiale, de frecare, distribuite , de frecare, distribuite la suprafaţa exterioară a construcţiei.la suprafaţa exterioară a construcţiei.


Presiunea vântului la înălţimea z Presiunea vântului la înălţimea z deasupra terenului, normalădeasupra terenului, normală (perpendiculară) pe suprafeţele structurii, se (perpendiculară) pe suprafeţele structurii, se determină cu relaţia:determină cu relaţia:

w(z) = cw(z) = cee(z) c(z) cpp q qrefref

w(z) – presiunea normală a acţiunii vântului;w(z) – presiunea normală a acţiunii vântului; ccee (z) – factorul de expunere la înălţimea z;(z) – factorul de expunere la înălţimea z;

ccpp – coeficient aerodinamic de presiune; – coeficient aerodinamic de presiune;

qqrefref – presiunea de referinţă a vântului. – presiunea de referinţă a vântului.


Factorul de expunere cFactorul de expunere cee (z)(z) cuantifică influenţa cuantifică influenţa rafalelor vântului, a rugozităţii terenului, a înălţimii z, rafalelor vântului, a rugozităţii terenului, a înălţimii z, şi este exprimat prin relaţia:şi este exprimat prin relaţia:

ccee (z) = c(z) = cgg (z).c(z).crr (z)(z)

ccgg (z) – (z) – factorul de rafalăfactorul de rafală, exprimat ca raport între , exprimat ca raport între presiunea de vârf produsă de rafalele vântului şi presiunea de vârf produsă de rafalele vântului şi presiunea medie, produsă de viteza medie a vântului: presiunea medie, produsă de viteza medie a vântului:

ccgg (z) = q(z) = qgg (z)/Q(z);(z)/Q(z); ccrr (z) – (z) – factorul de rugozitatefactorul de rugozitate, dat de raportul dintre , dat de raportul dintre

presiunea medie a vântului la înălţimea z şi presiunea presiunea medie a vântului la înălţimea z şi presiunea de referinţă: cde referinţă: crr (z) = q(z)/q(z) = q(z)/qrefref


Coeficientul aerodinamic cCoeficientul aerodinamic cpp are are semnificaţia unui raport între semnificaţia unui raport între presiunepresiuneaa normală w(z)normală w(z) într-un punct pe într-un punct pe suprafaţa clădirii şi suprafaţa clădirii şi presiunea de presiunea de referinţă qreferinţă qrefref într-un punct aflat la într-un punct aflat la distanţă de clădire, într-o zonă în care distanţă de clădire, într-o zonă în care curenţii de aer nu sunt perturbaţi de curenţii de aer nu sunt perturbaţi de construcţie. Acest coeficient depinde de construcţie. Acest coeficient depinde de geometria şi dimensiunile clădirii, de geometria şi dimensiunile clădirii, de unghiul de atac al vântului, de unghiul de atac al vântului, de rugozitatea terenului etc. rugozitatea terenului etc.


Coeficienţii aerodinamiciCoeficienţii aerodinamici sunt sunt evidenţiaţi în normativ, cu valori evidenţiaţi în normativ, cu valori maxime (acoperitoare), pentru maxime (acoperitoare), pentru următoarele tipuri de structuri: clădiri, următoarele tipuri de structuri: clădiri, copertine, pereţi verticali izolaţi, copertine, pereţi verticali izolaţi, garduri şi panouri pentru reclamă, garduri şi panouri pentru reclamă, elemente structurale cu secţiune elemente structurale cu secţiune rectangulară, poligonală sau circulară, rectangulară, poligonală sau circulară, structuri cu zăbrele, steaguri etc.structuri cu zăbrele, steaguri etc.



Forţa globală pe direcţia vântului FForţa globală pe direcţia vântului Fww, pe o arie , pe o arie de construcţie de referinţă orientată perpendicular de construcţie de referinţă orientată perpendicular pe direcţia vântului, se determină cu relaţia pe direcţia vântului, se determină cu relaţia generală:generală:

FFww = c = cgg (z).c(z).cff .c.cdd .q.qrefref .A.Arefref

ccgg (z) – factorul de rafală ;(z) – factorul de rafală ; ccff – coeficientul aerodinamic de forţă; – coeficientul aerodinamic de forţă; ccdd – coeficientul de răspuns dinamic la vânt al – coeficientul de răspuns dinamic la vânt al

construcţiei;construcţiei; qqrefref – presiunea de referinţă a vântului ; – presiunea de referinţă a vântului ; AArefref – aria de construcţie de referinţă, orientată – aria de construcţie de referinţă, orientată

perpendicular pe direcţia vântului.perpendicular pe direcţia vântului.


Coeficientul aerodinamic de forţăCoeficientul aerodinamic de forţă este dat în este dat în codul acţiunii vântului, pentru: panouri publicitare; codul acţiunii vântului, pentru: panouri publicitare; elemente structurale cu secţiuni rectangulare, cu elemente structurale cu secţiuni rectangulare, cu secţiuni cu muchii ascuţite (profile metalice secţiuni cu muchii ascuţite (profile metalice laminate), cu secţiuni poligonale regulate; cilindrii laminate), cu secţiuni poligonale regulate; cilindrii circulari; sfere; structuri cu zăbrele şi eşafodaje; circulari; sfere; structuri cu zăbrele şi eşafodaje; steaguri. Coeficientul aerodinamic se exprimă prin steaguri. Coeficientul aerodinamic se exprimă prin relaţii simple, funcţie de un factor de zvelteţe ψrelaţii simple, funcţie de un factor de zvelteţe ψλλ ce ce depinde de raportul între dimensiunile principale depinde de raportul între dimensiunile principale ale elementului calculat (lungime şi înălţime).ale elementului calculat (lungime şi înălţime).

Coeficientul de răspuns dinamicCoeficientul de răspuns dinamic serveşte serveşte pentru evaluarea răspunsului de vârf al structurilor pentru evaluarea răspunsului de vârf al structurilor şi se defineşte ca un factor ce amplifică presiunea şi se defineşte ca un factor ce amplifică presiunea vântului pe baza vitezei vântului ce ia în vântului pe baza vitezei vântului ce ia în considerare factorul de rafală. considerare factorul de rafală.


Forţa de frecare din vântForţa de frecare din vânt se obţine cu se obţine cu expresia:expresia:

FFfrfr = c = cee (z).c(z).cfrfr .q.qrefref . A. Afrfr

ccfrfr – coeficient de frecare având valorile: 0,01 – coeficient de frecare având valorile: 0,01 (suprafeţe netede: oţel, beton); 0,02 (suprafeţe netede: oţel, beton); 0,02 (suprafeţe rugoase: beton); 0,04 (suprafeţe cu (suprafeţe rugoase: beton); 0,04 (suprafeţe cu nervuri);nervuri);

AAfrfr – aria de construcţie verticală, orizontală – aria de construcţie verticală, orizontală etc., orientată paralel cu direcţia vântului.etc., orientată paralel cu direcţia vântului.

ACTIUNI ACCIDENTALEACTIUNI ACCIDENTALE

Incărcarea seismică (P100-1/2006)Incărcarea seismică (P100-1/2006)

Cutremurul ia naştere în interiorul Cutremurul ia naştere în interiorul scoarţei pământului la o anumită scoarţei pământului la o anumită adâncime, într-un focar numit adâncime, într-un focar numit hipocentruhipocentru (H), care are ca (H), care are ca proiecţie pe suprafaţa scoarţei proiecţie pe suprafaţa scoarţei punctul numit punctul numit epicentruepicentru. .

Incărcarea seismicăIncărcarea seismică

Din hipocentru şi din epicentru se propagă Din hipocentru şi din epicentru se propagă prin scoarţă în toate direcţiile oscilaţii prin scoarţă în toate direcţiile oscilaţii puternice (puternice (unde elasticeunde elastice), astfel că un ), astfel că un punct de pe suprafaţă se va afla punct de pe suprafaţă se va afla concomitent sub influenţa undelor concomitent sub influenţa undelor provenite direct de la hipocentru şi a celor provenite direct de la hipocentru şi a celor reflectate prin epicentru. Ca rezultat, reflectate prin epicentru. Ca rezultat, punctele de pe scoarţa vor avea în timpul punctele de pe scoarţa vor avea în timpul cutremurelor atât mişcări verticale cât şi cutremurelor atât mişcări verticale cât şi mişcări orizontale, cele verticale fiind cu mişcări orizontale, cele verticale fiind cu atât mai reduse cu cât distanţa punctului atât mai reduse cu cât distanţa punctului faţă de epicentru este mai mare. faţă de epicentru este mai mare.



Cauzele cutremurelor pot fi de natură :Cauzele cutremurelor pot fi de natură : tectonicătectonică - deplasări relative bruşte ale - deplasări relative bruşte ale

blocurilor (plăcilor) de scoarţă adiacente, blocurilor (plăcilor) de scoarţă adiacente, atunci când tensiunile acumulate depăşesc atunci când tensiunile acumulate depăşesc eforturile de aderenţă şi de frecare:eforturile de aderenţă şi de frecare:

de prăbuşirede prăbuşire - surpări ale unor porţiuni - surpări ale unor porţiuni de scoarţă în goluri rezultate de dizolvarea de scoarţă în goluri rezultate de dizolvarea sărurilor sau din alte cauze ;sărurilor sau din alte cauze ;

vulcanicăvulcanică - care însoţesc activitatea - care însoţesc activitatea vulcanilor;vulcanilor;

cauze diversecauze diverse, de mai mică importanţă, , de mai mică importanţă, inclusiv datorită unor acţiuni ale omului.inclusiv datorită unor acţiuni ale omului.


Cutremurele vrâncene care Cutremurele vrâncene care afectează in principal teritoriul ţării afectează in principal teritoriul ţării noastre sunt noastre sunt cutremure cutremure subcrustale,subcrustale, cu adâncimea cu adâncimea focarului între 60 şi 300 km. focarului între 60 şi 300 km. Cutremure recente mai puternice în Cutremure recente mai puternice în ţara noastră au avut loc la 10 ţara noastră au avut loc la 10 noiembrie 1940, 4 martie 1977, 30—noiembrie 1940, 4 martie 1977, 30—31 august 1986, mai 1990.31 august 1986, mai 1990.

Incărcarea seismicăIncărcarea seismicăSeveritatea unui cutremur se apreciază pe baza scărilor de Severitatea unui cutremur se apreciază pe baza scărilor de intensitate seismică, în funcţie de efectele cutremurului intensitate seismică, în funcţie de efectele cutremurului asupra oamenilor şi mediului înconjurător şi in funcţie de asupra oamenilor şi mediului înconjurător şi in funcţie de înregistrările instrumentale există următoarele scări de înregistrările instrumentale există următoarele scări de intensitate :intensitate :

scara Mercalli modificatascara Mercalli modificata (MM), care apreciază (MM), care apreciază intensitatea acţiunii seismice prin severitatea efectelor sale intensitatea acţiunii seismice prin severitatea efectelor sale în cadrul a 12 grade de intensitate ;în cadrul a 12 grade de intensitate ;

scara magnitudinilor (Richter),scara magnitudinilor (Richter), care apreciază care apreciază intensitatea acţiunii seismice pe baza înregistrării intensitatea acţiunii seismice pe baza înregistrării instrumentale a mişcării terenului după energia totală instrumentale a mişcării terenului după energia totală eliberată în focar; această scară are 9 grade;eliberată în focar; această scară are 9 grade;

scara M.S.K. - 64scara M.S.K. - 64 (Medvedev - Sponhauer - Karnik 1964) (Medvedev - Sponhauer - Karnik 1964) combină criteriile subiective ale scărilor prezentate combină criteriile subiective ale scărilor prezentate anterior.anterior.


In cazul general, acţiunea seismică are atât In cazul general, acţiunea seismică are atât componente orizontale cât şi verticale. componente orizontale cât şi verticale. Forţele verticaleForţele verticale au, de regulă, valori mai au, de regulă, valori mai mici şi sunt mai bine preluate de către mici şi sunt mai bine preluate de către elementele construcţiilor (care în mod elementele construcţiilor (care în mod normal trebuie să susţină mai ales normal trebuie să susţină mai ales încărcări gravitaţionale), de aceea se iau în încărcări gravitaţionale), de aceea se iau în considerare numai în anumite cazuri considerare numai în anumite cazuri (copertine, console etc.). In schimb, (copertine, console etc.). In schimb, forţele de inerţie orizontaleforţele de inerţie orizontale au valori au valori importante şi acţionează asupra importante şi acţionează asupra construcţiilor ca sarcini laterale, fiind mai construcţiilor ca sarcini laterale, fiind mai periculoase prin efectele pe care le produc.periculoase prin efectele pe care le produc.

Incărcarea seismicăIncărcarea seismicăDeterminarea încărcărilor seismice considerate în calculul construcţiilor se Determinarea încărcărilor seismice considerate în calculul construcţiilor se face pe baza unor principii prevăzute în prescripţiile tehnice :face pe baza unor principii prevăzute în prescripţiile tehnice :

deşi au un evident caracter dinamic, deşi au un evident caracter dinamic, sarcinile seismice produse de sarcinile seismice produse de forţele de inerţie se consideră în mod convenţional ca forţe forţele de inerţie se consideră în mod convenţional ca forţe aplicate staticaplicate static;;

punctele de aplicaţie a încărcărilor seismice coincid cu poziţiile punctelor punctele de aplicaţie a încărcărilor seismice coincid cu poziţiile punctelor de concentrare a maselor considerate în calculul construcţiilor: de concentrare a maselor considerate în calculul construcţiilor: pentru pentru construcţiile etajate se admite în mod curent concentrarea construcţiile etajate se admite în mod curent concentrarea maselor la nivelul planşeelormaselor la nivelul planşeelor, iar pentru alte construcţii într-un numar , iar pentru alte construcţii într-un numar suficient de puncte;suficient de puncte;

efectele defavorabile ale torsiuniiefectele defavorabile ale torsiunii de ansamblu se consideră în mod de ansamblu se consideră în mod simplificat în calcul prin simplificat în calcul prin adoptarea la fiecare nivel a unei adoptarea la fiecare nivel a unei excentricităţi convenţionale între punctul de aplicaţie al excentricităţi convenţionale între punctul de aplicaţie al rezultantei forţelor seismice orizontale si centrul maselorrezultantei forţelor seismice orizontale si centrul maselor ;;

încărcările seismice pot acţiona asupra construcţiei în ansaîncărcările seismice pot acţiona asupra construcţiei în ansammblu după orice blu după orice direcţie; în cazurile curente direcţie; în cazurile curente se consideră în calcul componentele se consideră în calcul componentele orizontale acţionând independent după direcţiile axelor principale orizontale acţionând independent după direcţiile axelor principale ale structurii de rezistenţă;ale structurii de rezistenţă;

intensităţile considerate în calcul pentru încarcările seismice sunt intensităţile considerate în calcul pentru încarcările seismice sunt mai reduse decât cele maxime probabilemai reduse decât cele maxime probabile, datorită capacităţii de , datorită capacităţii de deformare postelastică a structurii (ductilitate) şi a unor rezerve de deformare postelastică a structurii (ductilitate) şi a unor rezerve de rezistenţă de care nu se ţine seama.rezistenţă de care nu se ţine seama.

Incărcarea seismicăIncărcarea seismicăEvaluarea sarcinii seismice orizontaleEvaluarea sarcinii seismice orizontale

Grad de libertate dinamicăGrad de libertate dinamicăÎn cadrul problemelor de dinamică a structurilor, aspectul În cadrul problemelor de dinamică a structurilor, aspectul cel mai important constă în cel mai important constă în definirea poziţieidefinirea poziţiei (deformata) (deformata) acestora în orice moment al mişcării, deoarece pe această acestora în orice moment al mişcării, deoarece pe această bază se pot calcula tensiunile ce iau naştere în orice punct bază se pot calcula tensiunile ce iau naştere în orice punct al structurii. Dacă intr-un anumit moment al structurii. Dacă intr-un anumit moment poziţia poziţia structurii poate fi definită printr-un singur parametrustructurii poate fi definită printr-un singur parametru (coordonată) se spune că structura are (coordonată) se spune că structura are un singur grad de un singur grad de libertatelibertate, aşa cum se înâmplă de exemplu în cazul unui , aşa cum se înâmplă de exemplu în cazul unui pendul. Prin generalizare, pendul. Prin generalizare, numărul gradelor de libertate numărul gradelor de libertate dinamică al unui sistem oscilant este egal cu dinamică al unui sistem oscilant este egal cu numărul minim de coordonate independente ce numărul minim de coordonate independente ce definesc poziţia sistemului la un moment dat.definesc poziţia sistemului la un moment dat.


Mod de vibraţieMod de vibraţieDatorită mişcarilor induse construcţiilor de Datorită mişcarilor induse construcţiilor de către deplasările terenului, acestea încep să către deplasările terenului, acestea încep să vibreze. Vibraţiile pot avea diverse forme vibreze. Vibraţiile pot avea diverse forme (configuraţii) geometrice şi fiecăreia dintre (configuraţii) geometrice şi fiecăreia dintre ele îi corespunde o anumită ele îi corespunde o anumită perioadă de perioadă de oscilaţieoscilaţie (sau frecvenţă). Prin (sau frecvenţă). Prin mod de mod de vibraţievibraţie se înţelege ansamblul format se înţelege ansamblul format dintr-o formă de oscilaţie şi perioada dintr-o formă de oscilaţie şi perioada proprie (sau frecvenţa proprie) de oscilaţie. proprie (sau frecvenţa proprie) de oscilaţie. Numărul modurilor de vibraţie este Numărul modurilor de vibraţie este egal cu numărul gradelor de libertate egal cu numărul gradelor de libertate dinamică ale sistemului oscilant.dinamică ale sistemului oscilant.


MModelul simplificat al unui cadru plan cu 3 niveluri, asimilat odelul simplificat al unui cadru plan cu 3 niveluri, asimilat cu o consolă verticală cu masele fiecărui nivel concentrate cu o consolă verticală cu masele fiecărui nivel concentrate în dreptul planşeelor. Rezultă o structură cu trei grade de în dreptul planşeelor. Rezultă o structură cu trei grade de

libertate dinamică şi, în consecinţă, cu 3 moduri de vibraţie.libertate dinamică şi, în consecinţă, cu 3 moduri de vibraţie.

m2s21

m3

m1

s22 s23

a b c d ee

z1

z2

z3

s31 s32 s33

s11 s12s13


Metoda forţelor seismice statice Metoda forţelor seismice statice echivalenteechivalente

Metoda se poate aplica la construcţiile care Metoda se poate aplica la construcţiile care pot fi calculate prin considerarea a două pot fi calculate prin considerarea a două modele plane pe direcţii ortogonale, a căror modele plane pe direcţii ortogonale, a căror răspuns seismic total nu este influenţat răspuns seismic total nu este influenţat semnificativ de modurile proprii superioare semnificativ de modurile proprii superioare de vibraţii.de vibraţii. În această categorie intră În această categorie intră clădirile a căror clădirile a căror perioadă fundamentalăperioadă fundamentală (perioada modului fundamental) (perioada modului fundamental) corespunzătoare direcţiilor principale corespunzătoare direcţiilor principale îndeplineşte condiţia: T ≤ 1,6 s. îndeplineşte condiţia: T ≤ 1,6 s.


Forţa seismică totalăForţa seismică totală, numită , numită forţa tăietoare forţa tăietoare de bazăde bază, corespunzătoare modului propriu , corespunzătoare modului propriu fundamental, pentru fiecare direcţie orizontală fundamental, pentru fiecare direcţie orizontală principală, se determină cu relaţia:principală, se determină cu relaţia:

FFbb = = γγλλ SSdd(T(T11) m ) m λλ γγλλ– factorul de importanţă-expunere al – factorul de importanţă-expunere al

construcţiei;construcţiei; SSdd (T(T11 ) – ordonata spectrului de răspuns de ) – ordonata spectrului de răspuns de

proiectare pentru acceleraţii, corespunzătoare proiectare pentru acceleraţii, corespunzătoare perioadei fundamentale Tperioadei fundamentale T11 pe direcţia considerată; pe direcţia considerată;

m – masa totală a clădirii, calculată ca sumă a m – masa totală a clădirii, calculată ca sumă a maselor de nivel mmaselor de nivel mii ;;

λ – factor de corecţie care ţine seama de λ – factor de corecţie care ţine seama de contribuţia modului propriu fundamental contribuţia modului propriu fundamental


Factorul de importanţă-expunere Factorul de importanţă-expunere γγλλ este este o mărime convenţională care depinde de o mărime convenţională care depinde de clasa clasa de importanţă a clădirii,de importanţă a clădirii, apreciată în funcţie apreciată în funcţie de: consecinţele prăbuşirii asupra vieţilor de: consecinţele prăbuşirii asupra vieţilor omeneşti, utilitatea construcţiei pentru omeneşti, utilitatea construcţiei pentru siguranţa publică şi protecţia civilă în perioada siguranţa publică şi protecţia civilă în perioada imediată după cutremur, consecinţele sociale imediată după cutremur, consecinţele sociale şi economice ale prăbuşirii sau avarierii grave. şi economice ale prăbuşirii sau avarierii grave. Sunt definite 4 clase de importanţă I, II, III şi IV, Sunt definite 4 clase de importanţă I, II, III şi IV, pentru care pentru care

γγλλ = 1,4...0,8. = 1,4...0,8.


Spectrul seismic de răspuns al Spectrul seismic de răspuns al acceleraţiiloracceleraţiilor este reprezentarea este reprezentarea grafică a valorilor maxime ale grafică a valorilor maxime ale acceleraţiilor unui sistem oscilant cu un acceleraţiilor unui sistem oscilant cu un singur grad de libertate dinamică, singur grad de libertate dinamică, pentru un cutremur dat, în funcţie de pentru un cutremur dat, în funcţie de perioada proprie şi de gradul de perioada proprie şi de gradul de amortizare al sistemului. Spectrele amortizare al sistemului. Spectrele seismice se determină pe baza seismice se determină pe baza accelerogramelor furnizate de accelerogramelor furnizate de laboratoarele seismice specializate.laboratoarele seismice specializate.

Accelerogramele Accelerogramele reprezintă graficele de variaţia ale valorilor reprezintă graficele de variaţia ale valorilor acceleraţiei terenului în timp, pe o anumită direcţie, pentru un acceleraţiei terenului în timp, pe o anumită direcţie, pentru un

anumit cutremuranumit cutremur

ac

cele

raţi

a

ac

cele

raţi

a

gra

vit

aţi

on

al

ă

Timpul (secunde)

El Centro – California

18 mai 1940Componenta N – S


În calcule se utilizează media În calcule se utilizează media spectrelor celor două componente spectrelor celor două componente (pe direcţiile N – S şi V – E) (pe direcţiile N – S şi V – E) corespunzătoare înregistrărilor corespunzătoare înregistrărilor şocurilor seismice, numite şocurilor seismice, numite spectre spectre standardstandard sau sau spectre de spectre de proiectareproiectare..


Spectrul de proiectare şi spectrul normalizat al acceleraţiilorSpectrul de proiectare şi spectrul normalizat al acceleraţiilor

Sp

ec

tru l

ac

ce

lra

ţiil

or

(m

/s2

)

Timpul (s)

0 1 2 3 4

Spectrul de proiectare12

10

8

6

4

2

0

a

Spectrul normalizat

0 1 2 34

3

2

1

0

TB TC TD

β

Perioada (s)

b

A

CB

Dβ


Spectrul de proiectare pentru acceleraţii Spectrul de proiectare pentru acceleraţii SSdd(T(T11)) se determină cu una din relaţiile: se determină cu una din relaţiile:

SSd d (T(T11) ) = a= agg [1 + T [1 + T11((ββ00/q - 1)/T/q - 1)/TBB]] pentrupentru 0<T0<T11≤T≤TBB

SSd d (T(T11)) = a = ag g β β (T(T11) ) /q /q pentru pentru TT1 1 >T>TBB

aagg – acceleratia terenului pentru proiectare; – acceleratia terenului pentru proiectare;

β β (T(T11)) - - spectrul normalizat de răspuns pentru componenta spectrul normalizat de răspuns pentru componenta orizontală a acceleraţiei terenului;orizontală a acceleraţiei terenului;

ββ00 - - factorul de amplificare dinamică maximă a acceleraţiei factorul de amplificare dinamică maximă a acceleraţiei orizontale a terenului de către structură;orizontale a terenului de către structură;

q – factorul de comportareq – factorul de comportare; ; TT11 - - perioada fundamentală;perioada fundamentală;

TTBB - - perioada de control (de colţ).perioada de control (de colţ).


Accelaraţia terenului pentru Accelaraţia terenului pentru proiectare aproiectare agg reprezintă valoarea de reprezintă valoarea de vârf a acceleraţiei orizontale a terenului, vârf a acceleraţiei orizontale a terenului, corespunzătoare unui interval mediu de corespunzătoare unui interval mediu de recurenţă al magnitudinii IMR = 100 anirecurenţă al magnitudinii IMR = 100 ani. . Zonarea acceleraţiei terenuluiZonarea acceleraţiei terenului pentru pentru proiectare în România este indicată în proiectare în România este indicată în harta de zonare seismicaharta de zonare seismica şi se foloseşte şi se foloseşte pentru proiectarea construcţiilor la pentru proiectarea construcţiilor la starea limită ultimă.starea limită ultimă.


Factorul de amplificare dinamică Factorul de amplificare dinamică maximă a acceleraţiei orizontale maximă a acceleraţiei orizontale a terenuluia terenului reprezintă valoarea reprezintă valoarea maximă a spectrului normalizat maximă a spectrului normalizat pentru acceleraţii şi uzual are pentru acceleraţii şi uzual are valoarea βvaloarea β00 = 2 = 2,,75 .75 .


Factorul de comportare qFactorul de comportare q ia în ia în considerare comportarea inelastică a considerare comportarea inelastică a structurii, în funcţie de materialele structurii, în funcţie de materialele folosite (beton, metal, lemn, zidărie folosite (beton, metal, lemn, zidărie etc.) şi de capacitatea structurii de etc.) şi de capacitatea structurii de disipare a energiei, atunci când disipare a energiei, atunci când aceasta depăşeşte limita de aceasta depăşeşte limita de comportare elastică, lucrând parţial comportare elastică, lucrând parţial în domeniul plastic. în domeniul plastic.

Incărcarea seismicăIncărcarea seismicăForţa seismică orizontală totală FForţa seismică orizontală totală Fbb se distribuie pe nivelurile se distribuie pe nivelurile clădirii, pentru fiecare din cele două modele plane de calcul. clădirii, pentru fiecare din cele două modele plane de calcul. Forţa seismică ce acţionează la nivelul „i” al construcţiei se Forţa seismică ce acţionează la nivelul „i” al construcţiei se calculează cu relaţia:calculează cu relaţia:

FFii = F = Fbb m mii s sii / /∑m∑mii s sii ≈ ≈ FFbb m mii z zii//∑m∑mii z zii

FFii – – forţa seismică orizontală static echivalentă de la nivelul forţa seismică orizontală static echivalentă de la nivelul „i”;„i”;

FFbb – – forţa tăietoare de bază corespunzătoare modului forţa tăietoare de bază corespunzătoare modului fundamental, reprezentănd rezultanta forţelor seismice fundamental, reprezentănd rezultanta forţelor seismice orizontale;orizontale;

ssii – – componenta modului fundamental de vibraţie, pe componenta modului fundamental de vibraţie, pe direcţia gradului de libertate dinamică de translaţie, la nivelul direcţia gradului de libertate dinamică de translaţie, la nivelul „i” ;„i” ;

mmii – – masa de nivel ;masa de nivel ; zzii – – înălţimea nivelului „i” în raport cu baza construcţiei.înălţimea nivelului „i” în raport cu baza construcţiei.

Date post:	25-Jun-2015
Category:	Documents
Upload:	bogdanyu
View:	534 times
Download:	15 times

Actiuni in Constructii

Documents