Home >Documents >Ba1 Curs Pascu

Ba1 Curs Pascu

Date post:10-Jul-2015
Category:
View:167 times
Download:1 times
Share this document with a friend
Transcript:

Introducere1 1.Introducere 1.1Obiectivele i structura lucrrii Aceast lucrare trateaz calculul elementelor de beton armat la stri limit ultime ideserviciu.Deorecenacestmomentsuntncnvigoarenormeleistandardele romneti,dareleurmeazsfienlocuitenscurttimpdestandardeleeuropene (Eurocoduri),aplicareaprincipiilordecalculesteprezentatatatconformnormelor actuale romneti, ct i conform standardelor europene. n acest fel ea este util atat nmomentuldefa,darvafiutilidupanul2010,cndseprevedetrecereala aplicarea obligatorie a standardelor europene. PentruafacilitacitireaprilorcaresereferlaEurocoduridectreingimerii familiarizai cu notaiile tradiionale n Romnia, lucrarea conine ntr-o anex o list de simboluriinotaiicaresuntdefinitenparalel,attconformSTAS10107/0-90cti conform cu EN 1992-1-1. Proiectareaelementelorstructuralei a structurilor se face n cadrul unui format deproiectarecaretrebuiesasiguresigurananecesar.Deaceeaaldoileacapitol din lucrare trateaz despre formatul semiprobabilist de proiectare la stri limit. Pentruanelegeprincipiiledecalcul,cunoatereapreliminaramaterialelor componente(betoniarmturi)iainteraciuniidintreele(conlucrareprinaderen) este absolut necesar, i aceste chestiuni sunt tratate n capitolele 3, 4 i 5. Capitolulal6-leaprezintdetaliatcomportareaelemntelordebetonarmat solicitatelantinderecentricilancovoierendiversestadiidelucru,permind nelegerea comportrii specifice betonului armat.Capitolele7-9trateazcalculullancovoiereincovoierecuforaxial, ncepndcumetodageneral(cap.7),icontinundcuaspectespecificecalculului elementelorncovoiatecuseciunidreptunghiulareinT(cap.8)ialstlpilorcu seciune dreptunghiular (cap. 9). Capitolul10prezintcalculullaforpentrugrinziistlpi,ntimpceal11-lea capitolprezintctevacazurispecialencareintervineforatietoare(rezemri indirecte, ncrcri suspendate, lunecare n rosturi). Capitolulal12-leaprezintometodmairecentdeproiectareazonelorcu discontinuitigeometricesaudencrcarealeelementelordebetonarmat,ianume metoda sistemelor biele-tirani, cunoscut n literatur ca metoda strut-and-tie. ncapitolulal13-leaestetratatcalculullastarealimitultimaltorsiune,iarn capitolul al 14-lea calculul al oboseal. Capitolele15i16suntdedicatestrilorlimitdeserviciu,delimitarea deschiderii fisurilor i respectiv de limitare a deformaiilor. Lucrarea se adreseaz att studenilor de la facultile de construcii, care vor s-i aprofundeze cunotinele, ct i inginerilor proiectani care vor s se familiarizeze cu prevederile standardelor europene. 1.2Factori care influeneaz alegerea betonului ca material structural Betonul(simplu,armatsauprecomprimat)esteunuldincelemaifolosite materialestructuraledei,informasamodern,aaprutrelativrecent,nadoua jumtateasecoluluialXIX-lea.Produciamondialdebetonestedecirca1tonpe cap de locuitor ! Evident, aceasta se datoreaz avantajelor pe care le prezint : 2 Introducere 1. Economie : Unul din factorii determinani pentru orice construcie l reprezint costul.Betonulesteunmaterialrelativieftin ;deexemplu,pentruostructuretajat (locuine sau birouri), varianta din beton armat cost aproximativ de dou ori mai puin fa de varianta cu structur metalic. 2. Versatilitate : O alt calitate a betonului este posibilitatea de a realiza o mare varietatede forme i dimensiuni. Betonul proaspt este plastic i ia forma cofrajului ncareesteturnat.Sepotrealizaastfelformedeosebitdeavantajoasestructurali arhitectural de exemplu plci plane i curbe. De asemenea, dimensiunile elementelor nu sunt limitate de dimensiunile sortimentelor disponibile pe pia (ca n cazul profilelor metalice)saudegabaritelemaximedetransport.Trebuiesubliniatfaptulcse preteazfoartebinelarealizareaelementelordesuprafa(plci) i masive (fundaii), spredeosebiredeprincipaliisiconcureni,oelul i lemnul, din care se realizeaz de obicei elemente lineare. 3.Accesibilitate :Principalelematerialecomponente(cimentul,nisipuli pietriul),precumiechipamenteledeamestecare,suntaccesibileinmajoritatea zonelorgeografice,iaroelulbetonesteingeneralmaiuordetransportatdect elementele structurale metalice. 4.Rezistenlafoc :Structuriletrebuiesrezistelaaciuneafoculuiis rmannpicioaresuficienttimppentrucacldireasfieevacuat.Structurilede beton au o rezisten de circa 1-3 ore la foc, fr a se lua msuri speciale, ca n cazul structurilor metalice. 5.ntreinereredus :Structuriledinbetonnecesitcheltuielimultmaimicicu ntreinerea dect structurile metalice. 6. Redundan structural : Structurile din beton au de regul un grad ridicat de nedeterminarestatic,ceeaceleconferrezervederezistenncazulunor suprancrcri sau aciuni accidentale. Totui, betonul nu prezint numai avantaje. Exist anumite caracteristici care pot conduce la alegerea unui alt material structural : greutate specific relativ ridicat (circa 2,4 t/m3) ; raportrezisten/greutaterelativmic(pentrubeton24MPa/2400kg/m3 1/100, in timp ce pentru oel 300/7850 1/30 ) ; rezisten redus la ntindere (1/10 1/20 din rezistena la compresiune). necesitatea de a folosi cofraje i sprijiniri ; deformaii care au loc n timp. Primul dezavantaj poate fi compensat prin utilizarea agregatelor uoare, care dau un beton uor (sub 1,8 t/m3). Aldoilea,prinrealizareadebetoanedenaltrezisten(careauorezistenla compresiune ntre 60 i 120 MPa). Celde-altreilea,prinasociereabetonuluicuoelul,ncompozitulnumitbeton armat. Este cazul cel mai important din punct de vedere practic i va reluat mai detaliat la paragraful 1.3. Realizareauneistructuridinbetonarmatimplictreioperaii,consumatoarede materialeimanoper,carenusuntntlnitelaaltetipuride structuri : confecionarea cofrajelor,decofrareaisusinereaelementelorpncndbetonulcaptsuficient rezisten.Eliminareaparialaacestuidezavantajsepoatefaceprinstandardizarea elementelor (i cofrajelor) i prefabricare. Betonularedeformaiicaresedezvoltntimp,peoperioadndelungat : contraciadeuscareicurgerealent(fluajul). Primul fenomen poate produce eforturi de ntindere dac deformaiile sunt mpiedecate, iar cel de-al doilea creterea n timp a Introducere3 sgeiielementelorncovoiate.Oproiectareioexecuieadecvatelimiteazefectele negative ale acestor fenomene. 1.3Comportarea unei grinzi din beton armat Oelul (armtura) est introdus n zonele unde sunt eforturi de ntindere. Avantajul adus de armturi este ilustrat n cazul tipic al unei grinzi supuse la incovoiere (fig. 1-1). n cazul materialului elastic, ruperea se produce cnd este atins rezistena r a materialului (fig. 1-1a). ncazulbetonuluisimplu,rupereaseproducecndesteatinsrezistenala ntindere Rt a betonului. O fisur perpendicular pe axa grinzii apare la partea inferioar,sedezvoltrapidnsusideclaneazruperea.Rupereaeste casant (fig. 1-1b).ncazulbetonuluiarmat,atingereaRtmarcheazdoarnceputulfisurrii. Eforturiledentinderesunttransferatedelabetonulntinslaarmturi momentulesteechilibratprintr-uncupluformatdeforadentinderedin armturirezultantaeforturilordecompresiunedinbetonulsituat deasupra axei neutre (fig. 1-1c). Ruperea se produce numai cnd betonul comprimat i epuizeaz capacitatea. Comportarea este ductil. Raportul dintre rezistena la ncovoiere a unei grinzi din beton simplu i cea a unei grinzi similare din beton armat este de circa 1/5. Deformaia (sgeata) grinzii la rupere poate fi de circa 50 de ori mai mare dect la fisurare (fig. 1-2). Asociera betonului cu armtura este favorizat i de anumite proprieti fizice i chimice ale celor dou materiale : Aderena,careasigurtransmitereaeforturilorntrebetoniarmturi,se realizeazde n mod natural. Prin introducerea armturilor n beton, protecia anticoroziv a acestora este asigurat de pH-ul bazic (>12) al betonului. Similaritateacoeficienilordedilataretermicprevineapariiadeeforturi suplimentaredatoritvariaiilordimensionalediferitesubaciuneavariaiilor de temperatur. Comportareabetonuluiarmatestediferitimultmaicomplexdectceaa materialului ideal, linear - elastic, pe baza cruia sunt dezvoltate teoriile din Rezistena Materialelor, i, mai general, din Mecanica Mediului Continuu. ntr-adevr, betonul armat este un material compozit rezultat din asocierea a dou materiale cu proprieti mecanice diferite. Dup fisurarea betonului ntins, materialul i pierde i continuitatea. n plus, att betonul ct i armturile de nalt rezisten folosite la beton precomprimat au proprieti reologice (fluaj i respectiv relaxare). 4 Introducere Fig. 1-2. Relaia de principiu for-sgeat pentru o grind de beton armat. Toateacesteparticularitifacnecesarstudiulbetonuluiarmat,separatde RezistenaMaterialeloriMecanicaMediuluiContinuu,dardeomanier complementar fa de acestea. Fig. 1-1. Comparaie ntre comportarea unei grinzi a) din material elastic, b) din beton simplu i c) din beton armat. comportare liniar comportare elasto-pastic q (ncrcare) f (sgeat) prima fisur curgerea armturii ntinse ruperea (ncrcarea maxim) Introducere5 1.4Scurt istoric Cimentulhidraulicestecunoscutdinepocaromanilor(sec.II.e.n),care amestecauocenuvulcaniccumortardevar.Inventareacimetuluimoderneste revendicatdefrancezi(LouisVicat,1812-1813)ideenglezi(JohnAspdin,1824), care au obinut ciment prin arderea unui amestec de calcar i argil. Cel din urm i d denumirea Portland, dup piatra extras din insula Portland din sudul Angliei. BetonularmatesteinventatctremijloculsecoluluialXIX-lea ;paternitateasa este atribuit grdinarului francez Joseph Monier, pentru c patentele nregistrate de el ncepnd cu 1867 au avut efecte, contribuind decisiv la dezvoltarea betonului armat ca materialstructural.Brevetelesaleaufostcumpratedefirmagerman Wayss&Freytag,careaexecutatnumeroaselucrrintre1886i1900folosind betonul Monier . Utilizareabetonuluicamaterialstructuralsedezvoltrapidnultimeledou deceniialesecoluluialXiX-leainceputulsecoluluialXX-lea.Ingineriifrancezi (Hennebique,Considr)igermani(Mrsch,Koenen,Dischinger)auavutcontribuii importante la dezvoltarea teoriei i practicii acestui nou material. PrimelenormeauaprutnElveia(1903).Pnn1911aparnormesimilarein Germania,Frana,MareaBritanie,StateleUniteiRusia.Sepunbazelemetodeide calcul la rezistene admisibile, care va fi utilizat pan n anii 50 : 1903- Norme provizorii pentru calculul betonului armat, Elvetia 1904- Prima circ

of 278

Embed Size (px)
Recommended