burciu stefan - rezumat - doctorat

5/13/2018 Burciu Stefan - Rezumat - Doctorat

1/36

~Unlv1nIul ..." iehni


2/36

~=--,-Urw . . .. .MIUTehnieadaCOmIll.CbotlacUfeSi;UNIVERSIT A TEA TEHNICA DE CONSTRUCTII

BUCURE~T]Facultatea de Constructii Civile, Industriale si Agricole

Titularul prezentei teze de doctoral a beneficial pe intreaga perioada a stagiuluide pregatire doctorala de bursa atribuita prin proiectul Burse doctoratepentru ingineria mediului cod POSDRUI5911.51S12, beneficial' UTeB, proiectderulat in cadrul Programului Operational Sectorial Dezvoltarea ResurselorUmane, finantat din Fondurile Structurale Europene, din Bugetul national icofinantat de cafre UTeB.

TEZA DE DOCTORATRezumatStudiul influentei curburii grinzilor spatiale

ale acoperisurilor cu dubla curburdasupra stiirii de eforturi, deformabilitiuii, precum

si asupra stabilitiui: generate

DoctorandIng. Stefan Mihal BURCJU Conducator ~tiintific

Prof.univ.dr.ing. Eugen CfJESARU

BUCURE~TI2011


3/36

UNTVERSITATEA TEHNTCA DRCOt\STRUqll RUCUR~TITE CH NIC AL U NIV ER SITY O F eIV D... E NG IN EE RIN GOF BUCHARESTB d. L ACUL T El 1 24 S ec t. 2 lt.()'7 23 02 B uc ha re 138 ROMANIATel. :+4l}1-242.12.08, TcIJFl lx:+4rl -1-242.G7 .81

RECTORAT

Domnului/Doamnei,t'.t.,,.. .. ~~ .. .. ~ .. ~~ .

, , ~ , " i ' I " , " I " " iI ~ ~ ...

Va facem cunoscut cli In ziua de 20.09.201 I, ora 9:00 in Sola 1-2 din Facultatea deConstructii Civile, Industriale . j Agricole a Universitatii Tehnice de Constructii Bucuresti,Bdul. Lacul Tei nr. 122-124, sector 2, \10 avea lac sustinerea tezei de doctorat cu titlul:"INFLlJENTA ClJRBURlI GRINZILOR SPAT/ALE ALE ACOPERJ$URfLOR cu DUBLA CURBURAASUPRA STARn DE EFORTURl, DEFORMABILITA"Tll PRECUM $1 ASUPRA STABlLlTA"TIIGENERALE", elaboratii de domnul ing. BURCIU P. $teJan - Mihui, in domeniul fundamental"$tiin/e ingineresti ", domeniul de doctoral "Inginerie clvi/o ", cu u rmd to a re a componentd :PRE~EDlNTE: ProJuniv.dr.ing. Daniela Decan - Facultatea de Constructii Civile,

PREDA Industriale ~iAgrlcole a Universitdtii Tehnice deConst ru c ti i Bucu re s ti.CONDUCATOR Profiuniv.dr.ing: Eugen Universitatea Tehnicii d e Constructii~TIINTlFIC: CHESARU Bucuresti .REFERENTI Prof.univ.dr.ing. $erball Universi tatea Tehnicii de CanstructiiOFICIALI: DIMA Bucuresti.Prgf.llniv. dr.ing. Vasile Universitatea Tehnicd Cluj - Napoca.

PACURARProf.univ.dr.ing. Nicolae Un iv ers ita te a d e Petrol $;Gaze Ploiesti.POSEA

Va trimitem rezumatul tezei de doctoral. cu rugamintea de a ne comunica in scris, in dom}exemplare, aprecierile ~i observatiile dumneavoastrii pOnii la data de 19.09.2011, pe adresaDEPARTAMENTUL PENTRU STUDII DOCTORALE al Universitapi Tehnice de Conslruc!iiBucuresti, din Bdul: Lacul Tei nr. 122 -124 sector 2, Bucuresti:

Vii invitum cu aces! p rile j sa porticipati la sustinerea publica a tezei de doctoral.

RECTOR,SECRETAR~EF~VERSrrATE

prOf.univ.~~""!i. RECE


4/36

Stlldillf illf illen(ei Cllrburil grind/ar spofiateale coperisuritar ell duMa cllrburii esupro ttirii lIe eforturi,dg(nwl(lhW@lii. nrecllltl si 9SJlpm stabWtutii geugUlIe

CUPRINSCapitelul L Consrructii metalice de rcfcrinfli

1.1 Dezvoltarea constructiilor meralice 21.2 Constructii m etal ice eu de chideri m a ri rep rez en tativ e din plan

international. 31.2 .1 Sara polivalenta "Astrodom e Reliant ", Huston .3

J .3 Constructii rnetali e cu d schideri m ari realizate in Romania .4L.3.1 al a p oliv alc nra din C ra io va .4

Capitolul2 . Date generale upra structurii acoperisurilor analizate 62.1 Prezentarea iernei .,. 62.2 Acoperis u deschidere m ax im a de 84 m tri In varianra u inel central decom presiune si inel marginal de inlindere 72 .3 Acop er is el l deschidcre m ax im a de 84 rnerri in varianta cu ferm e . p atiale

triunghiulare pe toatA deschiderea 8Capitclul 3. tncadrnrea in norme, 'incardl.ri cc actioneaza asupra acoperisurilormetalice ell deschidere mare analizate ~icalculul tabiJltAtii gen rale 9Capitolul 4. Efectuarea lncercarijorexperimentale pe detalii constructive ~ipeepruvete. 12

4.1 Modelarea detaliilor cu ajutorul prograrnelor avan ate de calcul elementfinit- AP2000 14

4.21nceTC~re pe detaliul Dr. 4 ~ imbinare intre lea A rotundi 168 .5 x 6.3 ~ 2500mm $ i te a a ro tu nda 400x30-1000 rnm , Nod din s tructure 19

4.3.1 Incercarc la tractiune a rrei epru er e prelevate din detallul nr.l................................................................................................ 2 1apitoJul. 5. lnterprerarea rezultarelor obtinute in urm a tncercarllor

ex perim entale $1 com parsrea lor ell cele din m odelele de calcul ell e lem en t 1 1n i1 .Consideratii tehnico-econorniee 25Capitolul 6. ontriburii ale autorului asupra imbunatl1t iri i realizarii calculelor $" idetaliilor can tructivc al acoperisurilor u deschidere mare ~i dublacurbura , 27Capitolul 7. Per pective in ceea ce priveste continuarea sl realizarea linorstructuri rea te 29Bibliograne , 30

-1-


5/36

StlU/il i l i l lj l llen(ei curburii grinzitar s p at ia /e a le acoperi turllor CIIdl tbM ClIrburii a su pra tlirli d e e fo rtu rl,cfgfqUllobiU!(jrii, qreCllm .'i i nsflpm stahllitdtii genqfl{e

Capitolull

In ace t capitol te prezentata 0 curta istorie a con tructiilor m etal ice dereferinra de pe plan international si n atio nal, p rc cum si 0 scurta i torie a e olutieic on stru ctiilo r m e ta l ice ,

Constructii metalice de referinta

1.1 Dezvoltarea constructiilor mctaliceRevolutia industr iala de la sOir itul se olului XVlH ~itnceputul secolului

XIX au tim ulat fabricarea otelulni pudlat, m ult m ai indicar pentru e, ecutareaconstructiilor deca t fonta, folosita pana atunci In diverse con rructii dintre carem entionam podul ell arce din fonta peste r;iul e ern tn Anglia (1779) i cupolacatedralei f. Isaac din t. Petersburg in lmperiul Tar isr , Podurile su pendateonstruite lncepand din 1796 in SH.A, ~ i d in J 824 in Franta. Anglia si G rm ania(podul de la Freiberg eu 256 m etri deschidere, 1834). podurile lui G , Eiffel pesteDuer In Spania ( 1877). iaductul de la Gam bit din Franta (1 88 0-1 88 4), p recu rn~iuriasa Galerie a Masinilor de la E, pozitia Uni ersala di n Paris au d emon st ra rpo lbilitatile aproape nelimitatc ale utilizarii otelului in con trnctil, Intre anii1869 -1883 -a construit podul uspendat Brok lyn din Nev York ell 0 deschiderede 486 metri. iar in 1890 s-s inaugurat celebrul pod de la Firth of Forth eu 0desch id ere d e 521 metri, denurnit si > Cathedral of tee I",

lnginerul Irancez Gustave Eiffel (1832-1923) si profe .orul ru A,Beleliubski (1845-1922) sunt cei care au introdus otelul moalc (turnat) incon structia p odu rilo r, fap t care 8 avut ca urm are 0 m are d ez o ltare a co nstru ctiilo rmetal ice. Pentru con truetorii romani este rernarcabil faptul ca, numal dupa car ivaani de la aplicarea ace tui material, ingineruJ Anghel Salignya realizat in 1897podul pe te Dunare la Cernavoda, eel m ai m are din Europa acelor tim puri,executat in intregime din otel moale , i n 1898 'C inaugureaza Turnul E iffel dinParis proiectat ~iexecutat din otel de G. Eiffel. u 0 inaltime initiala de 300.60metri.

Un moment important in evelutia arhitecturii moderne I~a constituitexecutarea de catre Joseph Paxton (.180j~1865). p rom oter al teh nicii metalului, acelebrului Pavilion central de la Expozitia Universals din Londra, cea rnai m are

-2-


6/36

SlIIdilll jllfillell(el curburii grim.lIor .~pa(Jaleale IIc()peri$llrUOr CII duhfii clIrburii aSllprtlsfarii de e/ortllri,tlefnmmbifflclQi, precuO! si aSHprnstabililiitij genfWtle

c on stru ctie m e ta lic a executata p a n a atunei din fier si sticla. Chiar daca aceastaconstructie nu m al ex i H i astaz] en a m arcat punerea in evidenta a strueturiiconstructiei si folo irea suprafetelor vitrate m ad, elem ente con titulive cea ntie ip au n ou a a rh ite ctu ra .

in Europa, Hendrik P. Berlage (1856-1934) p rin o pe ra sa p rin cip als B ursadin Am terdarn obtine efecte incdite I~sand aparente m aterialele com ponente(caramida si otelul) ~i structure (c up ola m e ta lic a). in 18 93 S uho v co nstruiestesarpanta metalica a acoperisului din orasul Viks ell suprafete autoportante elldublS curburs. iar trei ani m al rarziu, constructia alii de ex pozitie din IJOI-ovgorod. [a]

1.2. Constructii metalice cu deschlderi mad reprezentative dinplan mternational

Pe p la n in te rn atio na l, consrrucriile moderne e ll desch idere mare ~iacopcrism etalie au tnceput a fie onstruite din 1900. Ele au aparut dat rit" unor necesitaticu lturale , spo rti e , de agreem ent, etc. Cele rnai m ulte A ll portlve polivalente eg~ sc in tatcle nite ale Americii ianum> un numar de 90 de iili eu capacitateintre 15000- 24535 de locuri pe caune.

1.2.1. Sala polivaJenta Astrodome Reliant diu Houston, Texas,S . U . A .

Astrodome Reliant, cunos ut ca Astrodome Hou ton sau pur $ i sirnpluAstrodom e este prim ul tad ion din lurne acoperit integral. tadionul face parted in co rnp le xu l R eliant P ark ~ia fast numi t in anul 1965 "a opta rninune a Ium ii''.

Fig.1.J. Imagine dupaflnaiizarea lucrdrilor la Astrodome Reliant

-3-


7/36

Sluclilli ;trj7lll'll(ei curburl! grimllor spa/iflle tile uc()per4I1rilor cu dubltt curburii supra sliirii rle eforturi,de[ormqbilitiitii. nrerom si "SUM' slqq l jUlW rencrali!

Partea arhltecturala .a sradionului a fast conceputa de c atre a rh ire ctiiHennon loyd&W .B . M organ iar proiecrarea structurala a fosr realizata deinginerii W alter si M oore. C a si caracteristici structurale , dom ul are un diam errude 216.4 m etri si 63.4 m etri lnaltime. S tru ctu ra d e rez isten ta este co ncep uta L Ibforma unor retele de grinzi eurbe eu zabrele ce se imbina lntr-un inel decompresiune de 12.2 rnetri diametru si se reazema pe un inel marginal deintindere cu diametrul de 216.4 metri. Elementele verticale sunt de asem enea subform a unei retele zabrelite In form a de cilindru ell diam etrul de 216.4 m etri . [a]

Fig. 1.2. Imagine dill timpu! executiei structurli de re=is1enfii Man /a r ca acope rt su ln i

Dornul a fo . t finalizat 1n no iembr ie 1964, 1I sase luni ln ain te d e lermenulestimat.

1.2. Constrnctii metalice cu deschideri mari reprezentative dinRomania

1..2.3. Sala polivalenta din CraiovaDe iin cur de realizare, sala polivalenta a fde departe una dintre cele rnaireprezentati e tructuri metalice din Craiova ce va a ea a capacitate de 4000

locuri. Structura de rezistenta este speciflca salilor potivalente de- micidimensiuni. Acoperi ul salii este realizat din ferme metalice ell deschidere de 56metri i0 inaltime maxima centrala de 7 metri i a cantliri nu mai putin de 600tone. [c 1

-4-


8/36

Studiu! iriflllell{ei curburii gri"ufor spa[i ll ie ale tlcoperi,mri/tlr ell dublii eurburii asupra stilrii de ejorlllri,defpcnlllbililciliL premw ~i_lISlll1r((stnMiWii ref/erale

Fig. I.J i Imagine exterioard din timpul executieierm ele au a t a t la p arte a inferioara, di.l sl la partea superioara un si tern

cornpu din doua Uilpi paralele, Di tanta dintre cele doua talpi paralele e te de1.20 m etri. Tot ace t an amblu form a z a 0 forma patiaH~ eu patru LaJpi - douasu pe rio are c omp rim a re ~idoua inferioare lntinse, Ferm ele sunt legate lnrre eJe 13partea superioara ell un sistem de pane spatiale formate d i n panouri prefabricatede metal.

~5-


9/36

Studiu! influente! curburli grlntllor paliafe ale acoperisuritor cu tlilblii curburli a upra st(iril de e/orfllri.tlefonnabilltdfll. preCIIU! s J ompra sJphili@li geaemle

Capitolul2Date generate asupra structurii acoperisurilor analizate

2.1. Prezeotarea temeiLucrarea de f a t a are drept obiectiv studiul inlluentei u rb ur ii g rin zilo r

spatiale ale acoperisurilor eu dubli:i curburs asupra slarii de efcrturi,deformabilitatii, precurn ~iasupra stab ilitatii g en erale , P en tru realiz area acestu idemers, -au luat in considerare doua variante de strucruri de acoperis el ldeschidere de 84 metri. 1 I 1 1 u l ell inel central de cornpresiune si inel m arginal deIntindere ~i altul cu ferrne spatiale tridimensionale pe m ara deschiderea.Variantele analizate reprezinta modelele stru ctu ra le a le unei ali polivalente e seva construi In Bucuresti, Rom ania dupa norm ati ele si tan da rd ele in igoare $idupa eurocode,

2.2 . .A.coperi~ co desehidere maxima de 84 metri in arianta co inelcentral de compresiune $i inel marginal de intiudere - Variants J

a la po ll va len ta este cone puta ca a and a structura metalica eudimensiuni maxirne de 84 x 120 metri si travee de maximum 1 2 metri. Structurede rez istenta a ace tei cI~diTi a fo t gandiU'i i conform ata ca fiind una m etalicaspafiala tridirnensionala el l stalpi ig rin zi p rin eip ale c u a lc atu ire spatiala.

Conceptul structural al ace tei constructii e re unul special. ell inel centra!de compresiune .y i inel marginal de intindere. Grinzile sunt cu zabrele spatialet r idimen ionale cu 0 lnaltlme m ax im a de 4.00 m etri in z na de im binare cu talpiieatre ineluJ marginal de intindere si ell 0 ina1time de 2.00 m etri in zona deImbinare ell inelul central de compresiune,

-6-


10/36

S tu diu l in fllle n(e i cu rb urli g rin ziio r s pn (ia /c ule u cop erts urllo r cu dub/a c ur bu ri i a su pr a tarU t ie e for tur i,defommbifilcjtii. orer"," y ; a .mpra s tabil it ii li i genera/e

ln el ma rg in al de intindere ln el cen tra l d e compresiune

J 2 0 1 1 /

Fe rme s p at ia l r ri unghi ul ar e

Fig.Il.I Vedere tridimensionald a acoperisului cu inel de compresiune ~i inc!de intiudere

Inelul de cornpresiune e propune a f realizat spa t i a l din p atru profile dinteava rotunda, rigidizate intre ele cu 7,Abrele. Din inelul de co m presiune p orncscferme ell alcatuire patialii variabile ce merg catre tilpii marginali d asem eneasp atiali, dar si ferm e plane ce e vor rezerna pe inelul m arginal de lnrindere. Atatfermele tridirnensionale, cal ~icele plane e or te rm i na ell niste coa te ce Sfreazerna pe talpii marginal i rotunzi, asrfel in a t acestia vor crea 0 imaginearhitecturala dco ebita.

2.3. Acoperi~ cu deschidere maxima de 84 mctri in varianta cu fermespatiale triunghfulare pe toata deschiderea- Variants a 11-11

Sala polivalenta e te concepura ea a and 0 structura metalica udimensiuni rnaxime de 84x 120 metri si travee de max imum 12 me tri . S tru ct urade rezistenta a ace lei cladiri a fo l giindita si conform ata ea fund una metal i aspatlala rridimensionala cu statpi ~igri nz i p ri nc ipa le t ri dimen si ona le .

-7-


11/36

Studiu! inf luet /rei curburi i gr int i tor spo{ia/I! ale acoperisuritor el l dublti curbllril a upra :Mrii de eJortllri.(lgforrnqhj/j((jlii. Pa:J;lUll s i Q S llp m .rtnbilltiitii geQ.f !. l :J1/e

Conceptul structural se bazeaza pc un acoperis clasic ell fe rmerriunghiulare spatiale pe deschidere de 84 m etri, in zonele de capac, fermeletriun ghiu la re vor f lrnbinare radial pe ultim a ferrna transversale.

erme tridirnensionale pe deschidere de84 rnetri

84mFig.!l2 VedereIridimensiunalti a acoperisului cu ferme spatiale de -l metriDin punct de edere geom etric. ferm ele spatiale au inahirne maxim!

centrala de 4 metri ~i 0 la~ime intre cele deus UHpi comprimate de la parteasuperioara de 2 rnetri, In cazul acestu i s is re rn , f er rne le spa ti al e vor f legate lntreelc printr-un sistem de ferm e longitudinale ce al l rol de a stabiliza aUll tAlpilesuperioare ce sunt upu e la com pre uune, cal ~italpile iuferi are ce u nt s up us e laintindere.

-8


12/36

Stlldiul inflllcn(ei curburi! grintilor ~PtJ(inle ale acoperisurtlor ell dublli cllrblml aSllpra sUlril de efonuri,ddUmmbilildtii.,. nrecllm si supra stobililiitilge,nera/e

Capitolul3Indircari ce actioneazf asupra acoperisurilor metalice analizate,

Incadrarea in norme

Actiunile asupra acoperisur i lor analizate e pO I exprima prin forte ~itncarcari (actiuni direete), acceleratii provocate de currernure (aetiuni indirecte),deform atii im puse, cauzate de ariatii de temperatura au tasari diferentiate(actiuni indirecte). Efectu l actiunilor pe structura acoperi u lui se exprirna interm eni de efort sect ional si/sau efort unitar in elernentele structurale, precum ~i intermeni de deplasare si/sau rotatie pentru elernentele tru tu rale Lstructuraacoperisului in an arnblu,

Gruparea Incarcarilora fbst considerate conform normativului .Bazeleproiectarli structurilor ln constructii' indicativ RO-200S. in a fa ra lncarcarilor dingreutatea proprie a stru turii, au m ai fost IU Rtein calcul urmatoarele lncarcari:

[Dc:lrc.iki variabile" Zapada: 2.00 kN/ml ( pe (Data uprafata t inand c an t d e c urb ura ),. Aglornerari de zapada: 6.00 kN /m 2 (p e 0 tr im e din uprafataacoperisu lu i) (f ig . 1 11 .5 s i f ig . nT.12), Vanl p pre iune: 0.95 kN/rn1 (la 0 'inal~ im e m ax im a de 40 rnetri

(vezi tabelul 5)suctiunc: 1.12 kN /m 2 (l a 0 inaltim e m ax im a de 40 m etri)( e i tabelul 6 )

i':ncllrciri permanente;... A operis (invelitoare): 0.75 kN/rnl

r Falada de tip cortina: 2.00 kN/ml Tn talatii su pendate: 0.50 kN/m2;, Incarcare utila ex prim ata prin platform a suspendata: 10.00 kN (in zonace ntra la - panou imagini- aflsa] e le ctro n ic )

-9-


13/36

Studlu! illj1I1t!n(ei curburli grillWflf I!pcl(iule {tie (I(.'uperi.ptriforcu dublel ('urburu asupra ttTriide efortur],cJefnrnlIlhi/iliitji, preCIIUlIf;usqRP tqbi/itiltij gqICrale

Pentru 0 functiune data, p roiectarea structurilo r trebuie efecruata in functiede destinatia irnportanta si valoarea constructiei. V erificarea tarilor lim ita care serefers la efecte dependente de tim p trebuic asociata eu durata de viatii proiectata astructurii, tarile lim ita ce implies protectia v ietli oam e nilorsi a sig urantei stru cturiisunt clasificate ca stari lirnita ultim e. tarile lim ita ee im plies protectia unor bunuride aloare de ebita trebuie de asem enea clasificate ca stari l ir ni ta u lt lme .

S ta ri lim ir a u ltirne ce trebu ie erificate:- P ierderea echilibrului structurii sau a acoperisulu i acesteia;

Cedarea prin deforrnatii ex ce ive, tran form area structurii sau a unei p~i11iaacesteia in mecanism:

V erificarea la starea lim its de cedare structurala a unei sectiuni/elem entsa u im binare se face eu relat ia (}J.

(/)Unde:~ e te valoarea d e c alc ul a fectelor actiunilo r in ectiune pentru starea

limlta ultima considcrata.Rd este valoarea de calcul a rezistente! sectionale de aceeasi natura eu efectu l

actiunii in sectiune,Gruparea efeetelor 1 3 tari Limita Ultime (SLU)S tru ctu ra in fra stru ctu re ~i terenul de fundare vor fi proiectate 1 3 stari

limi.ta ultim e a tfel incat efectele actiunilor de caleul in sectiune, Iuate conformcom b inat i ior de rna ija s, s a ric 'IllaiIIIici d ec at re zi stentele de ca leu I in secti une:

n n1.35 * L G",; + 1.5'" Qk.l +L 1 5 * 1//0.) * ' Qk.1

j=1 ; = < 1

(2)

Gkj este efectu I p structura al acriuni i permanente i. luata cu aluarea sac ara ct risticaQ k.i este efectul pe structura a! actiunii variabile i, luata eu valuarea sacaracteri rica

-10-


14/36

Studlu! j"fluell(ei curburii grlmiior spll{iale nie acoperisurilor ell du.bl{ j Cl lrb ll r ii aS l lpra steirii de e/ortllri.clefiwuahiIJliitii. preC:lIm s; (WlDr" s/flbililiilii geg_era/e

Qk 1. este efe tul pe tructura al actiunii variabile ce are ponderea predominantal nt re ac ti un il e ar iabi le.Juata u v alo area sa cara teristica'PO,i este UJl factor de sirnultaneitate al efecrelor pe structura ale actiunilorv arla bile lu ate el l a lo rile lo r c ara cre ri tice. a va nd v alo are a 'P o 1=0.7. el l exceptiatncarcarilo r din depozite si a a cti un ilo r provenite d in im p in ge re a pam am ului, amaterialelor pulverulente si a Iluidelor/apei, unde fP a j=1.0.

in cazu l actiunii seisrnice, relat ia (3) de erificare la tari lirnita u ltim e, sescrie dupa cum urm eaza:

u nL . 0",./ + 11 * AEk +L If2,1 * ' Qk.1rod J",I

(3)unde,

AEk- e te valoarea caracteristica a actiunii seism ice ce core punde int rvaluluimediu de re cu re nta IMR .. adop t a t de od (IMR = 1 00 a ni c on fo rm PI 00-2006).rp2.i - coeficien t pentru determ inarea v alorii cvas ipermanente a actlunii variabileQk' avand alorile recomandate in ta be lu l J

Gruparea efectelor la tari Limita de Serviciu ( SLS)Structura, infrastructura ~iterenul de fundare vor fi proiecrate la tari lirnita

de s er vic iu astfcl illcal fe cre le a ctiu nilo r d e c alc ul p e s tru cto ra /e lem en t/s ec uu neluate con fo rm coru binariilor facto rizau te d e m ai jos, s a fie m ai m ici deca: valorilelim i la a le e rite riilo r d e s erv ic iu c on sid era te : [361

a. Grupa rea carac re ri st ic a de efecte tru tu rale ale actiu nilo r:n n.IGkJ +o.. +LIf/O,I * 0/.:,1j " ' " )=1

(4)b. Gruparea frecvents de efecte stru ctu rale a le actiunilor:

n /IIGr, } + {III,) ' * o; + LI/I 2,1 * QJ;.I~ j~

- 1 1 -


15/36

St l1 l l ;1 I1 infl l len(ei Cllrbllr i i grinzitor s p a tia ! a l e acoperisuritor el l dJlbM cllr/mrii {I supra sturU de e/ortllr;.defommbiliWfi. prq.UIII sj omura staqili@ii genemle

(5)c. Gruparea cvasipermanenra de efec te s truc tu ra le ale actiunilor:

n "L G i l . } + 06 * Y I * A k + 2 : ' 1 1 2 . 1 * Q .u}=I i=2 (6)

tp1,1 este coe ficieruul pentru determ inarea va L oriifrecveote a acti u n iiariabile Qk i ,a and va lo ri le r ecomandat e in tabelul c.

Relatia (6) este folosita pentru considerarea efectelor de lung!! durata al eactiunilor asup ra structurii, Relatia (6) este folo itA de a em enea perrtruverificarea 1 8 tarea lim i{~ de serv iciu a elem entelor structurale nest rucrurale,echip am entelo r. etc, atun i cand a tiunea . e i m ica trebuie considerate i n g rupar ead e a ctiu ni, CriteriuJ de rigiditate ponte fi ex prirnar In te rmeni de lim ite pentrud ep la ari o riz on tale , d ep lasari v erricale ~i ibrarii. Tn toate cazurile am lucra ellvalori medii alecaracteristicilor de rigidirate ale tructuri i/elemenrelor structurale.[36]

Acpunea tipeziiDin puncr de vedere al incarcaritor din zapada.. arnplasamentul corcspundeunei valori caraeteristice a i ncarc i' iTi i d in zapad~ pe sol .k=2.0 kN/m1avind

inter al rnediu de recurenta de -0 ani.in eazul inc3rcarii din zapada, s-a realizat 0 cornbinatie de inc!rci1ri in care

zapada a fast aglornerata pe a treime din suprafata acoperisului.

-+------J- 0.8

Fig.Ill.I Modu! de distributie a zlipezii pe 1111acoperis cuforma elll'bii

- 12~


16/36

Studilli illjlllen{el: curburt! grfllz!for pariale ale ucoperisurttor cu dub/a cllrblmi a upra star;; de e/orturi,clefnUllqbilitlitii, perrlll" fi asupra .sIabil llb ti i gelferu/e

Coeficientii de fonna pentru Incarcerea din zapada pe acoperisurilecilindrice lint recomandati in Figura 111.2pentru valori ale unghiului ~ dintreorizontala si tangentala curba directoar a acoperisului, rnai rnici 'au egale ell 60si pent ru d if er it e rapoar te ina .l~ il11e/ la{ime (bib)

o 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5Fig:I112 Coeficientul dejurma pentru incdrcarea din zapada pe ocoperisuricilindrice

V alorile coeficientului de form a ~lJ pentru lncarcarea din zApada pe acoperi unc ilin dric e s un t:

III = 0.2 + r Oh/b0,2 5f .1352Pentru s s60ll. (7)

Pentru . alori ale unghiului ~ dinlre orizontaJa ~i tangenta la curbadirectoare a acoperisului rnai mad de 60, coeficientul de fanna pentru incareareadin tilpadA pe acoperi urile c ilin dric e e ste zero, Daca la m arginea m ai joa . a aacoperisului e te plasat un parapet sau alt obstacol ce lrnpiedica alunecareazapezl], atunci c oefic ien tii d e forma ai Incarcari! din z a p a d a nu t rebu ie s a fi e rnaimici de 0.8.

-13-


17/36

StUll/lil inj1llell(f!i curtnuit grinzJlnr spari/e ale acoperisnriior ell dubla curbura asupr Jtflrl i de e/orfllri .deformabililtitij. precum s i flsupm {'abiliW;; gf!qcm1e

Prezen tar ea s truc tu rii acoperi su lu i d ill variama I, e li in el c en tra l tiecompresiune Si inel marginal de tntindere - tnciircarea (lin l.liparia

Z on a d e u glom cra rc c u z ap ad a

Fig. lll3 Prezentareu ipotetica a zone; de aglomerare ell ziipadti in varian/a Ide s trucu tra

- - -. . ...'-L

-~Fig.I11.4 De/armata inveiitortt cnrbe e ll inel central de COIl1{JI 'siu l1e I'li inelmarginal de inundere in cazul aglomerarii (;11 ziipadii pe 1/3 din suprofata

acoperi~'u/ll i- J4 -

. .


18/36

Sllfdilll itljlllellrei curburtt grinz:ifor sp(J(iale ale ocoperis Ilri/or CIl dub/if cUrb"rti asupra sl(ir;; de eforturl,drfonnahl/ltdJii. preclIlII s; awpm s/abil jliiQi gellt!l(rJe

Capitolul4Efectuarea Incercarilor experimentale pc unele detalii

constructive - probe reale din clementcJc structurale ale acoperisului

a) Probs 4 / J Proba 3 c) roba 2 d)Proba I ~

Fig.lVl Mode/area (Jpatru elemente reale din. tructurti

Proba 4. M odelarea unci tron n de le a a dreapta de I 65.3x 6.J - 2500mmlmbinat ell un (ra nson de (cava groasa d e 4 00 x3 0- IO O O m m . imblnarea este unadin zona nodului prin ipal in care con erg m al m ulte ~e i. Acea tli can tructieajutatoare ell teava de 400x30-1 O O Omm a fost necesara ca urmare a celor IS te ice ar rrebui sa se intersecteze intr-un singur punct. In felul acesta Irnbinareade ine m a l usoa ra , fiecare reav~ purand fi a sa mbla ta p rin sudura p e to t conturul,

Fig. 1Y.2 Vedere (riciimensiol1alti a imbinarii dintre grinda spllfiahi ,~is Id lp lI1 s p atia ! in cQ Z 1I1variantei 1de acoper is

-15-


19/36

Stlldi,,1 iRj7l1ell(ej curblir;i grinilior spa(jafe ate ocopertsuritar ell. dllbl{i cur/1IIrt; asupra strlrii de eforturt,deformabilitlitU. prgcllm li usupra stabilitiitii wlt!ra/e

rig.1V. 3 Nod din structurii ell imbinare de 1j levi de diametre diferile

P roba I reprezinta 0 ~eav~ dreapta cu diam errul de 168 .5m m . grosirne de6.3mm ~ilungirne de 2500mm (fig. IV. I.d). Proba 2 esre realizara din acelasi tipde teava, diferenta constand 'in curbura ce ajunge In 0 deviatie de la axa tevii inzona central! de 100 mm (fig. IV. I.e). Proba 3 este efectuata din acelasi tip deteava, dlferenta frind reprezentata de curbura m ai m are a acesteia ce ajunge la 0deviatie de la axa barei in zona centrals de 200 mm (fig. rv.l.b).

Tronsoanele din teava ce apar in fig. lv.La.b.c.d au fo tale e atat pentrumodelare cu programul SAP2000. ea t ~ipentru teste experirnentale in Laborarorulde Incercari pentru Constructii M etalice al .T. .8 .

4.1. Modelarea detalillor en ajutorul programelor a ansate deealcul element fmit - SAP2000

Cu aju torul program ului AP 2000. am m odelat un nod din structura derez is te ru a a a co pe ris ulu i salii polivalen t ce race b iectul iezei, N oduJ face parte d intmblnarea fermelor patial triunghiulare el l stalpul spatia! triunghiular (fig.Ivl.d).

Proba 4 a fest rnodelata folosindu-se caracteristicile reale a le ma te ri ale lo r(S23 - JR). Pentru 0 m ai buna ~i m al corecta vizualizare a ten iunilor norm ale sitang en tia le am separat lem entele imbinate 1 1 1 suprafete ca t rnai rn ic i cu aria de 1-2

-16-


20/36

S tw / iu i t n flu e iue ! c u rburi i g rim lt or spo (i al e o le acope rt su rt lo r ell dubhi curbllrii asupra turii de e for tur l,de(ofmabijjjlii. prectlf1l )'i qs"gm stqbfflttitii gellerole

cm 2 M ai jos sunt prezentate caracteristicile principale ale elem entelor Im binare(p rob a 4 d in fig ura 1 V.I.a). preCUITI,ir ezu lt at el e ob ti nu te in urm a modelari i ,

Fig.IV .4 od (Imbinare d in tr e le avG Gil d im ens iu nile d e -I0 0 x3 0 x1 0 0 0 11 1m~'iteavti de 1~Ox6.3x2500mm) mode/a t in SAP2000

in m odel au fost introduse en date de intrare m aterialele - 235. dimens iuniletev ilor 400x 30x lOO Om m si I 68 .5x 6.3x 2500nun .. lncarcare concentrata de 660K =Pcr pe capatul superior al tevii d e 1 68 .5 x 6.3 x 25 00mm .Ca date de iesire se urm aresc:- Tensiun il e norm ale ~ j ta ng en tia le d e pe s up ra fa ta c elo r dous tevi- D eplasarea m ax im a in cazul m carcarii cu forta critica de 660K- Modaliratile de cedare si de rigidizare a zonelor defectuoase.

A nalizand datele ob tinute In tabelul 17, dale ee rep rezin ta de plasarilepunctelor de pe tron onul de tea a : eu diarnetrul m ai rnic, ob rvam cum in zonapunctelo r 1-6 (fig . IV .2) dep t arile unt maxirne ceca ce in eam na ell tron onulde teava cedeaza prin inccvoiere Inainte ca t ronsonul de teavu de diarnetru m aimare s a cedeze local prin voalare.

zona punctelor 1-6 unde se produce depla area maxima


21/36

Studi", i l l j1I1II(ei eurburil grind/or spaliale .de ocoperisurttor e ll duMa Cflrbllrfl (I."pl'n s((irii de eforturi,defQrmnhLU((;tii. DreC1W1 .f ; (I$uprn stqbilitlitil geufflIle

Fig.Jv.5 Tensiuni normale U! I

in cazul acestei incercari e ob erva cum tensiunile nonnaJe U I l, inrea va eLI diametrul rnai ma re incep a creases dar 11L1a tin g lim ita su pe rio ara adicaa tin ge re a p ra gu lu i de curgere pentru S235 (tabe! t 8 - U I 1mlu= r 91 . 902N/mm2) .

Fig./V6 Tensiuni normale U22

L a niv elu l acestei incercari reiese cum tensiunile norrnale 0"22 din teavacu diametrul mai mare incep s a crea cd dar nu ating l imite superioara adicaatingerea pragului de curgere pentru 235 (tabel 18 - a -! ';mn_,,==194.802N/rnm2)c orn pa ra tiv eu ren siun ile no rm a le a ~ ~m!l.'!=245,384 Irnm2 din tab lu i r 9.

Zona pu nc te lo r 3 .4 .5 .6 ,1 -1 , ts

Zona punctelor 7.8,9.10.11.12.13Fig.Iu ? Tensiuni umgen/iule 'Tu

-18-


22/36

Studiu! i 1 tJ11 le l l i e i curburil grimilor pl/tiale ale acoperlsurllor e ll dublii clIrhurti a "pra Nidi de eforturi,ileformohiliilltii. DTe9lm.Ii supra stabilitlttlj genwlle

Analizand aceasta incercare se observa cum tensiunil tangentiale '1'12 dintabelul 18 sunt muir rnai m ici decal 'Tmix pentru S235ceea ce lnseamna c a Intronsonul de ~eava ell diam etrul rnai m are nu se produc tensiuni tangentiale m a r i odeci nu se produce 0 voalare Iocalji,

Tabelul / Tensiuni normale ~i tensiuni tangentiale pe .\ 'IIprq(cl!a tevii de40 0:.3 0- IOO Omm

Tensiuni pe sllllrnfata - TEA VA DE 400X30-1000MMCombinatia

Tipul Cazul de deSuprafata suprafetei Punct lncercare incarciYri (T11 (T22 '1'12

N/mm2 N/mm2 N/mm21 Membrana 1 *Comp. cern. S ta tic I In ia r -146.856 -161.852 -7.4.>61 Membrana 2 Compo cent. Static liniar -119.997 -157.402 -5.4441 Membrana 3 Camp. cent. S tatic lin iar -119.829 -171.217 -17.891 Membrana 4 Co rn p. c en t. Static liniar -142.658 -165. '09 -17.5832 Membrana 4 Compo cent. S tatic liniar - .144.971 - I 6 8 .0 9C) -31.9272 Membrana 3 Compo cent. Static Iiniar -121.47 -169.346 ~22.S62 Membrana 5 Camp. cent. S t at ic ( in ia l' -105.909 -183.837 -29.582 Membrana 6 Camp. cent. Static liniar -127.042 a; -34.605. E _ 1 9 4 . 8 0 2*eornp. cent. - com presru ne centrica

Tabel 19 Tensiuni normale .~itensiuni lCmgen / i tle p e s up ra /e fta ('\ if de168. 5x6 . 3- 2500111111

Tcn_ si ul li _l !e sup )'Ma t3 - :: -TEA V-ADE 168tSX6.J-250()MMCcmblnatiaTipul Cazul de deSupraru_ta su_prafefei Punct tucarcare incarcari 0 ' 1 1 0'22 Til

N/mm2 N/mm2 N/mm2837 Membrana 856 Comp. cent. Static liniar 27.064 174.302 -8.09837 Membrana 857 Camp. cent, S ta tic li nia r 105.084 125.424 -5.1828 37 Membrana 858 Camp. cent. S ta ti c li nia r 101.'16 126.614 -11.629Verificdrrd vaforlle obtinute in tabelele 18~i19 in ceea ce pri este modelarea

probei 4 . afirm arn ell teava ell d ia rn etru l 1 68 .5 x 6.3 -2 50 0Il1m fla rn be az a in ain te c ain teava ell diam etru l de 400x30-1000 rnm te nsiu nile n orrn aJ e ~i len iuniJet a ng e n { ia le s a d ep a se a sc a lim it a a d rn is ib ila pentru S 235 .Mode/area cu'AP20UO lJ pmbe i 2 ell ( eo l'a d e J 68.5 x 6.3 2500mlll. u cUl 'burapJ'eslf1bil ifa~ d ev iaN e d e 100 111m de 1 0 m 'a b ar ei.


23/36

Studiu! illj1I1f!II(e.;Cllrflurii grim)lr spilt/ale ale acopertsurttor ell duMIi cllrbllrli supra lIirii lie eforturl,c/gfQrmabilit/Uii, nrcCllw.xi ampra stabmratil rCllera/e

F ig J lU s '[eava J 6 .5x6.3-2500mm mode/alii in SAP2000In mode l au fest introduse en date de intrare m aterialele- 235, teava de1 68 5x 6.3 x2 50 0mm , ln carcare concenrrara 335 K = Per pe marginea tevii, inzona ell reazern simplu.C a si date de iesire se urm are c: tensiunile norm ale ;;i tangentiale de pe uprafata(evii, deplasarea max ima In c az ul indirdirii ell lima critics de 335K .Mod elarea a constat i n tmpa rt lr ea r ronsonulu i de te a Ii i n s up ra fe te c a tmai m iei eu 0 arie de m ax im 2 em 2 astfel i n c a r te n iu nile s a fi e c a l ma i re ale ic a tm al vizib ile ea $1 palera de culori, A cestui tronson de {eava i S-8U atribuit 0articulatie la unul dintr capere $ i reaz m sim plu la celalalt capa; asrfel lncar A nus e imp ie d ic e deplasarea p e v erticals in mo rnentu l apli ca ri i fortei.

zona varrfrJ. apari(ia strivim (cedare /Ocala)I zona r o$ ie - C f& $ la f l3 a e f or 1un1o r un it a f1 3 de compres luneFig.IV.9 Tensiuni normale 0"22

cedere la a I I >235 Imm2

Fig. lV.10 Tensiuni normale 0"11A na li zan d accasta In cercare se 0bserva cum tens iun iIe norm 81e 0" lId in zon a

- 20 -


24/36

Stlll/illl ;IIj1l1en(ei eurburii grimi/ar spIlt/ale ate ocopertsuritor ell dllb/Ii cllrbltrtl a.~llpr(ls lnr; i l leef il f il lri,ch:lorwabilitt1tii, pret:IIW V i m o r a ' ( , " " i m a m getlernle

m edians a tevi i au v alo ri maxime (tabel 20 a II=266,353 /l11m2 ce co nduc laf lambaju l la te ra l al baret),

Tabelul 20 Tensiuni nortuole st tensiuni tangentiaie pe suprofata levil de1 68 .5 x6 .3 - 2 50 0 1 11mell curbura p re st abi li ti i

Tensiuni in element - TV 168.SX6.3-2500mmComhinatia

Tipul Cam' de deSuprafata suprafetei P UDc t in a ca rca re incareari 0"11 G22 TnN/mm2 N/mm2 N/mm2

J Membrana I Compo c en tro Static liniar -153.833 -30.767 -21.003I Membrana 2 Como. centro Static liniar -132.89 -7.19:2 -36 .4371 Membrana 3 C o m o . centro S ta tic l ln ia r -20.28t 15.829 -31..975I Membrana 4 C o m o . centro Stalic liniar -27.112 -5.542 -16.541.Verificand valorile tabelului 20 se poare afirm a c~ la anngerea unei forte

de 335 K elementul comprirnat lncepe s a edeze pe d irectia te n iu nilo r no rrnaleS II. r ens iun i ce sunt rn a i. rn ici ded it ce Ie din t e a v a dreapta (660 KN) cuaproximat iv 50,7%.

Ca urm are a finalizarii modelului s l cornparar ii tabelelor 19 si 20 putemspune eli 0 teava ell 0 curbura prestabilita, curbura cu dev ia tie de In axe neurra de100 mm , flarnbeaza la aprox im ati 51% din capacitatea ei initiala. P rin urmarecste recomandat ca pentru barele ell curbura mare prestabllita a e utilizezetronsoane drepte astfel lncat barele intre noduri s a fie solicirate la forta axialamaxima indiferent de dimensiunile geometries 'i t ipuJ otelnlui fo lo sit p en trurea lizarea e Ierne 1 1 tul u i respect iv.

4.2. i:ncercID'j expcrimentaJe in Laboratorul de Coostrucfii Metalke.incercarea pe proba 4 - imbioal"e iotre feava rotundA de dimensiunl 168.5 x6..3 - 2500 rum iteays rotunda de 400x30-l000 mm. Nod real din structura

P en tru fiec are in cerc are e fe ctu ata , a ll fost m asurate fortele in trepte sideformatille pe epruvete la rractiune cu exrensometrul mecanic, avand precizia dernasurare de 111000 m m iell rni rocompara toa re ell precizia de m a urare de 1/100nun pe celelalte e lem en te , c re an du -se a stf el posibilitatea de tra are a diagrarnelor detip forta--deform atie care de tin se comportarea elementelor incercate si permitstabilirea vaJori Jor carac teri sr iee (rezistenta la curgere, larupere, alungire. etc).

- 21 -


25/36

Studlu! injllH!lI(e.i curburll griutilor lHl(iufe ale acoper4l1ri/or ell dllbio curbllra asupra . ((ir;; de eforturi,rlliflirmabUitiitii. pr"" m oluSjmra 'fIabHilfitij genera/I!

P entru realizarea a cestei lnce rc ari am co nside ra t d oo r im b in area tev ii eu D =40 0mm ; ; it=30m m eu 0 te a v a u D=1 68 .5mm ~it=6.3mm (Fig . IV . I S.a).

Proba 4. Acea ta p ro ba c on sta in rn od ela re a u nu i tro nso n de tea a subtirede IG8 .5 x6 . 3~2500mm Irnbinat cu un tronson de teava graa a de 400x30~1000m l11. im binarea realizata este una din zona nodului p rin cip al in care se adunam ai m ulre bare figura 1V .2. Figura 1V.3). P ernru a p utea f incercata in Laboratorulde Consnuctii M ctalice din adrul .T.e.s., -au confectionat in u zina constructiiaju tato are care VOl" fi m ontate la caperele im b in arii d in rre cele d ou a tro nso an ea stf el in ciit a ce as ta ;! i poa ta fi poz it ionata Int re prese, Constructiile a ju ta to are su ntreprezentate de doua flanse rig idizate ce au ineJ de centrare pentru a putea fprinse tntre capetele articulate ale presei, Toate sudurile au fast efi ctuate insanfren.

Proba 1 este reprezentata de 0 teava dreapta cu dim ensiuni de 168 .5x 6.3m m -2500m m ce are la capete sudate elernente de centrare- flanse rotunde cu elem entede ghidaj, calate pe standul de prob a,

Proba 2 esre realizata di n aceeasi teava e ll sisteme de prindere similar,dlferenta constand in faptul ca aceasta e te curbata avand de iatie de la axa ei inzona centrala de 100 rnm.

Proba 3 con tli in acelasi sistem de teava cuaceleasi sisterne de prindere,difererua Iiind reprezentara de de iajia de la a x a de 200 111m.

Probe 4 Proba 3F i,g .J V .1 6 P ro be re aliza te in a te lie t ice al societiui!

JU 1130 PRO STEEL- 2 2 -


26/36

Studlut i"jluel'(t. 'i curburii gr in z il or s p ll t; a l/ !. ule ucoperlsuritor ell dllbUi curburii a,~"pr(l . ~ l { jr i ide e forturl ,dgfqJlnobilitdtii. preCIIUf 5 ; OM/pm stabiHliftii gengrqle

Rola de metal prin care trece jim!

I /ir d.constantan

Cele 3 m ic ro com po ra to are d e pe (romOI/III inferior

ola de metal prin Care trece flrul

D escrierea tn cerciiri! p en tru p roba 4Proba 4 a fo t montara rntre presele standului de lncercari la compresiune

pnn intermediul unor piese ajutatoare de tip flanse, centrale ~isudate pe axaverticals a elernentului supu Ia compresiune, Pentru a e inreglstra deformatiielocvenre, s~all rnontar sa e microcornpararoare dintre car trei pe tron onulinferior itrei p tronsonul superior. Cele trei rnicrocompararoare de pe tronsonulinferior au rnasurat deforrnatiile 10 cazul voalarii locale in zona imbinarii iarm icrocom paratoarele de pe tronsonul superior au rnasurat deforrnatiile In caw Iflarnbajului pe direcria X ! l i Y . p rec um ~i deform atiile pe direetia Z directiaverticala, Toatc cere sase mlcrocomparatoare au fa 1 I gale independent prininterrnediul unor fire de constantan ce erau conectate intr-un punct fix ales inirnediata apropicre, astfel tnregi trandu-se citiri pe rnicrocomparatoare, Probs 4.pregatita si fin aliz ata d in punet de vedere 81 poziticnsrli a fast tncarcats In treptesuccesive de Giile 5 KN )0 KN, respectiv 20 KN ( ezi Anexa A). Pentru fiecaretreapta de Incarcare s~a realizat cate 0 cit ire ce a fost trecuta in fisa de incereari dinAnexa A.lncarcarea max ima la care s-a ajuns a fast de 660 KN, tncarcare la caretronsonul de teava de 163. x6.3-2500mm a cedar prin flambaj in zona medians.Pentru tronsonul de teava de 400x30-IOOOmm deforrnatille au fast mai mici decatin cazul deformatiilor citite pc microcomparatoarele de pe tronsonul de teava ce a

~23-


27/36

Stud;ul il1j1JH!II(ei curburti grimilor sptuia! ale ucoper( "ri/or cu {I"bllt curbllrli asuprn si(}rii de ejorllHi,de{Qwwbiliftirii. prCl'IIOl s i amp'" stahWfdrii gglli!m/g

flarnbat,

4.3. incercarea pe proba I - t e ~ l v a rotunda de dimensiuni 168,5 x6.3 - 2500, supusa Lacompresiuue

Descrierea incercdrit pentru proba 1a i In cazul probei 4 , acea ta a fo lincercata la com presiun e c en trica.

PJ 'O ba ] a a ut aceleasi tipuri de clem ente aju tatoare, de centrare pe tandul deincercari 1 0 compresiune, Pentru acea ta proba s-au montat treim icrocom paratoare din tre care doua au fast m ontate in zona de m ijloc ped ire ctiile X ~iY pentru a masura deformatiile din timpul tncercari i ~i implicit aleflarnbajului, AI treilca microcornparator a fost montar la capatul superior, el a a ndrolul de a identif ies defo rm atiile pe directia Z. Teare cele [rei microcornparatoareau fest legate independent prin in terrnediul unui fir de constantan ce a ealegarura fi 'a cu eel rn ai ap ro piar element al standului, Dupa p oz itio na re a c elo rtrei microcornparatoare. proba I a fo t incarcata in trepte de cate 5 K. 10 KN ~irespe tiv 50 KN. a tfel lnregistrandu-se deformatii la fie are pas de incercare,Forta rna 'im3 la care s-a ajuns a fost de 710 KN. Toate citirile de deformatli aufo t trecute in An xa B .

Fig. 1V.22 Presa $i dinamometrul jQ/osit la lncercarile experimentale

Presa folosita face p arte d in e ch ip arn en te le Laboratorutui d e Cons tru ctiiM etalice al U.T.C .B . P resa este una m anuals de 60 tf ia r dinamornetrul este de

-24-


28/36

Stfldill/ inflllellt!!i cllrburii grilld/or spolia/e life ucoperisurltor


29/36

Studlu! infllll!.1I(ci curburii grin:.ilor pfI(iale ale acoperisurtlor ell duMa cllrbllrU supra slMii de eforturi,defonnahilitiitij. nreCllII! si U.'mprasrabilitiitii fenerate

Pe epru eta pregatiU i pentru incercare s-a pozitionat un ex tensom etrum echanic, prevazut eu doua m ic ro co rn pararo are ell precizie de lIJ OOm m, direunul pentru fiecare parte . incercarea pe epruvete s-a facut pe presa 2DM -300produs ROG 1970. din Laboratoru l de Constructii M etalice din cadrul U .T . .B .Presa are un caput fi x ~iunul mobi l ce este actionat prin interrnediul uno r f urtu neel l ule i de la ra blou l de co rna nda . Treptele de lncercare au fo t de calc 500 kgf .200kgf!?i IOOkgf dupa cum 'e obser a ~i in tabelul 21. Teate rezultatele ciririlorco re sp unz a to a re t re p re lo r de in cerc are p ntru epruveta I e regs esc in anexele EF ~'iG.

N ,,'Xc,.' 51.5 ""1 0 3Pentru curgere avem f , : = : = l26 =408 .7 ! 111m2A~pr"\e"ttl

Nm('l:l"l:Pentru rupere avem fll=A"pr,m:I


30/36

Studiu! influente! curburil grind/or spatlnle ale aeoperisuritor ('II clllbUi ('tlrhura asupra srtlrii (ie eforturi,cle[ormabiliUitii. PfCClItli si "-Xl IQffI stghilitiilji gencmie

in re gis cra rile c itite pe fie arc dintrc cd c doua microeornparatoare un taprox im ativ egale pentru fiecare treapta de incercare in parte ceea cedemonstreaza 0 om ogenita te a m areria lulu i din care a fost realizata P I' ba I siimp li ci t e p ru v et a I.D upa cum se observa iIn fig. T V.2 6 ! ? i IV .27 , Ja valoarea deaprox irnativ 5 150kgf=5 I ,5K epruveta I incepe sh intre pe palierul d curgere ia rla valoarea de 7350k g~73.5K N se produce ruperea (fig .lY .28 ).

F ig. IV 2 8 Epruvetu j d in p ro ba J d l /p l i rupere

Capitolul 5In terp reta rea rezultatelor obtinute in urma in cercarilor

experimentaJe si compararea lor cu cele din modelele de calcul cuelement finit. Consideratii tehnico - economice

Ca urrnare a analizei atat a flgurilor IV9. IV.) 0 ~i IV.II i graficelor di nfigurile JV.12. 1V.13 ~i1Y.14. dit ~ia fisei de tncercari di n ancxa A putem afirrnaca deplasarea m ax im a 'in tim pul flarnbajului, adica la atingerea forte i de 660K ,e ste In re gistra ta p e tronsonul de teavll de dirnensiuni 163.6x6 ,3 -2500mm in partcainferioara a acestuia pe d irectia X , la a pro : im ativ 0 .7 d in lu ng im e a tro nso nu lu i.D epla area m ax im a tnreg istra ta in cazul rnodelarii p robei 4 a fost de 9 311 lln ( tabel17 si fig . fy '5 ), iar 'in cazul lncercarii e .perirnentale , deplasarea m ax im a a fost de101 ,7rnm, inregistrar obtimrtii P microcomparatorul M5 din anex a A . D a aco m param v alorile deplasarilor pe directia flambajului. reiese 0 diferen ta inprocente de aproximariv 9 ,35% . Acea U i diferen\! conduce la concluzia ca celedoua probe din m odel si ex perim ent L in taprop iate ca ~im odalitati de cedare , dars i c a d ep la sa ri ale barei ee flam beaza, Com parand acest m od de cedare cu eel d inm odclarea probei 4 In prograrnul SA P 2000, ad ica atingerea tensiunii rnaxime Intreirnca inferioara a tevii de dimen i u n i I6 3,5 x6.3 -2 500 mm pu tern trag e con cluz la

-27~


31/36

Studlu! injlue, ,(ei curbur ll g ri nt lt or putiu{e ale ncoper tsur ltor ell (11IbIrtcurbura a 'upra stud; t fe e for tur i,difnfmabilittjtii. vceCll1n si omara !t'(obWtjjtii eenerate

ca proba 4 in am bele cazuri (ex perim ent si m odelare) a avut acelasi m od decedare- flam baj al tronsonului superior la 0.7 din lungim ea lui.

rn cazul n dului el l 15 bare din figuri Ie IY .2 si IV . esre recornandat sa semonteze 0 constructie ajutatoare dirnr-o teava de diarnetrul celei lncercate adica400, 30- IO OO mm astfel lncat toate cele 15 bare s a e interseeteze pe a suprafatacurba, data de diarnetrul de 400mm al \evii. Pentru a e evita e eruualeleimperfectiunl de material si mal ale in cazul c ntinuit11ti i inelului marginal deIntindere e te indicata pozitionarea unor rigidizari pe directia eforturilor dot deUllpilc p rin cip ale a le fe rm e lo r ~istalpului,

Con st ru c ti e ~ u ll il oa rl !d in t ea v3 d edimensiuni 400x30-lOOOmm

i ne l margi na l

Talp; imbinute tn constructia ojultiloare

F ig . I t:15 . T ro ns on d e J ea vii d e 4 0 0x 30 -1 0 00 mm . moniat pentru a ft p os ib ilii im bin are acelor J 5 bare

- 2 8 -


32/36

Stud;u! in j1 t11m(d Cl{rburii grjlluior spll{iule a le aeope r isu r it or Clil lubfli cl lrburi l asupre studl li e eforturi,t/e(QrmClbj/jni tl j, precum Ii15Upra \tobiUtiitii grnerale

Consideratli tebnico-economiceTabel 27 Rezultatele comparative ale cantitatilor de otel pentru cele dOllo

structuri de acoperis

Acoperis cu inel de inrindere A co pe ris cu ferrne spat ia le~icornpresiune t ri d ime ns iona leC antita te totals de o telpentru acop ri~ (kg) 904176 1182384C an tita te d e o {e llm p 89.70 117.30Diferenta in procente 24,13%

Capitolul 6

Contrtbutii ale aurorului tezei de doctorat a. upra imbunstafiriirealizarii caiculelor ~i detallilcr constructive ale acoperisurilor CD deschideremarc ~i dubls curbura

L ll ceea e pri este calculele a an ate , am efe tuar serie d e a na lize staticliniare ~istat; nelin iare "push-o er" pe cele doua tipuri de acoperisuri ell dublacurbura, in urma calculelor am tras 0 serie de co nc lu zii oe pot [j utilizate ~j peviitor In ace 1 dom en iu d upa cum u rrneaz a: in cazul calculului e le m en telor a co perisulu i, in c ad rul a naliz ei static Iiniare,

pentru structuri esem anatoare cu cele doua prezentate in teza, faerorul dec orn po rta re "q " trebuie s a lie 1 deoarece acesta nu trebuie s a d is ip e e ne rg ieprin elem entele lu i, deci nu trebuie s! se produce articu la tii p lastice inae stea.

u privire la calculul seismic trcbuie arnintit e E l pcntru calculul elementelorverticale (stalpi triunghiulari spatiali, contra antuiri erticale), factorul decornportare "q" poate fi e tirnat la 25 intrudit ace te structuri sunt ensib ile lalo r june ~i trebuie sa disipe e ne rgie p rin e le rn entele ve rtlca lc -stalp l : ; ; ic on tra va nru i ri.

Tn cazul analizei static neliniare, producerea articulatii lor plastice nu trebuies a se prcduca in elem entele acoperisu lu i, In sp cial in inelul m arg inal deintindere a u in eluJ c en tra l d e co m presiu ne . D e a sem e nea a rticu la tiile p lastic e

-29-


33/36

Studiu! ;IIj1uell(ei curburii grlmilor ~PQtialeale acoperisurlior ell w,bftl cllrb"r;l (lSllpra stlirii deeforturi,cleformabililtltii. preClIIlI 5; ollllta stnhilit(tfii gmeraie

nu tre buie S a sc produca in talp ile ferm elor sau In d iagonale deoarece ar pu teaexista posibilitatea producerii unui cedari locale declemente ~i implicit apierderii tabilitatii.

In ceea ce priveste tructurile asemanatoare, lncarcarlle predorninante cedimensioneaza elementele structurale ale acoperisu lui sunt incarcarileg ra ita tio na le .

lncarcarile asupra acoperisului, In cazul eism u lu i p e erticala au 0 pondere de18,16% pentru acop ri uri cu inel marginal de lntindere si inel central decornpresiune ~i0 pondere de 10.65% in cazul acoperisurilor cu ferme spatialtrid im e nsio na le p e to ata deschiderea,

Tn urm a lncercarilor expcr imentaJe pe trei tevl ClI aceleasi caracteri ticig eom etric e si c urb uri d ife rire , d ife re nte le in tre c ap ac ita tile lor de l nca rea re polvaria p a n a la 8 5% , ceca ce im punc ca penrru ferm ele ale carer talp i din tea aau curburi m arl de ordinu l IOO-200mm deviatie de la ax a pe tronso ane de2500 mrn acestea sa fie inloeuite eu tronsoane d re pte ln tre noduri, in felulacesta curbura intregii forme va fj fo rm a ts d in tro nso an e d re pte ,

fn caw I nodurilor in care se vor in te rse cta m a i rnulte b are. iar in tersectia lo rconduce la un detaliu complicat din punct de vedere al ex ecu tiei si greu decontro lat d in punct de vedere al eforturilo r, pu tem (olo i 0 constructieajutatoare formata dintr-o teava cu diametru mare : ; ; i gro time a tablet de peste30mm.

AV8majui includerii ingineriei co tu rilor in elaborarea si punerea in ex ecutica proiecrelor este acela de a oferi 0 im a gin e e xp lic ita b en efic ia rilo r $icon tructorilor asupra intentiilor si concordantei din tre aspiratiilebeneficiarului si produsul tini! obtinur.

Din punct de vedere al consurnului de otel, acoperisul ell inel central decornpresiune ~i ineJ marginal de lnrindere este cu 24,13% rnai economic decata co p erlsu l c u fe rm e triu ng hiu la re spatiale p e to ata de ch iderea.

Din punct de edere al costurilor; In cazul celor doua acoperlsuri ariantaoptimi!i. este reprezentata de acoperisul u in I marginal de intindere ~icornpresiune deoareceacesta necesitand 0 cantitate mai mica de otel va ducela 0 scadere a costului ell 2 1.8 8% .

-30~


34/36

Studiu! illj1I1f!II(ei curburti grinzilor-pa(iale ale acoperisurltor ell (/ublt; aubl/ra a 'upra starU de eforturi,defllwlOhilitiirii. Mecum iiu5IIqra stabilit


35/36

S(mlilll Influeme! curburlt grinziior spa(iale ale acopensurilor u duh/Ii cllrbur" aSIIJ1rosfur;; de clortl/ri.dgfwmahilillitij. preen'll duSl!pm .WhiUtdtii gellWlie

lJIBLJOGRAF1E SELECTIVA

[I J V . B anu t, Culculul neliniar a/ structurilor, 'ditura Tehnica, Bucuresti,1981

(2 ] . B ia , V . TIe, M,V. care. Re zis te n ta ma t er ia ie lo r .r i Teoria E lasOc i ti il ii ,Editura Didactics si Pedagoglca, Bucure$1i,1983

[3J C. Dalban. . J unca n, . Serbescu, A I. Varga , S. Dim a Constructitme/alice Ed itu ra D id ac tic s $; Pedagogica, B ucuresti, 19 83

[4] A I. Gheorghiu . Suuicu constructiilor. r II J . voJ . I. 1 96 0. v ol. fT , 1965, vol .111 .1980

[5] V . G ioncu, M . Ivan, Bazele calcului tructurilor 121 tabilitate, EdituraFacIa. Timi oara, 1983

[6J M . lfrirn Dinamica structurilor si inginerie seismicii; Ed irura Dldacr ic a $ iPedagogics, Bucuresti, 1984

[7] P . Mazi lu . tatica constructiilor, voL I. E .S.A .C ., B ucuresti, 19 55 , v ol Il,Edirura Tehnica, Bucure ti . 19'-9

[R ] N . Palrrnicile, P . Sim inea E . Chesaru , Constructii Meta/ice, EdituraDidact ica $ i Pedagogics, Bucuresti , 19&2

[9 ] M . alvadori, tesoju! structurilor, Editura 1ehnica B ucuresti, 1991[10] I. Buca, O . Opran, R . Muhlbachcr, . Popa , Poduri file/alice. EdituraDidactica si Pedagogics, Bucuresti 1981

[II J E . Chesaru , M . Coveianu, Influenta contravdntuirila radiale asupracomportdrii 10 incercdri asimetrice a strttcturilor me/alice de reZiSlen{iJ. cu arce,pentru cupole sferice, a V-a c nferinta de Consrrucui Meta lice. Tim isoara, 1991


36/36

Studiul influente! curburii gttnzllor spat/ale ale ncopertsuritor ell dub/(j Cllrbllrii a upra '((irii de efortun,riefQmltlbililtiJij. pm:lInl 8 1 o.\lmfll stabWftjtii renemle

[12] J ..Scheer, Design oj pace Structures

[l3J S. P. Timoshenko, J. M. Gere Tearia stabilitiitii elastice, Editura Tehnica,Bucurc$ti.I967[14] A. D. Caracostea, E. Beiu-Paladi , Manual pentru calcululcan. trueliilar,vol. I. E ditu ra T eh nic a, Bucuresti, I Q 7 7

[r 5 J . Dalban, . D im a, E. Chesaru, C . Serbe cu. Constructii ell structuremetalica, Editura Didactics ~iPedagogica, Bucuresti, 1997

[J 6] D . Matee ell Con stru ctii m e ta l ic e speciale. E ditia a II-a. Ed itu ra Tehn ic a,B ucuresti, 19 62

[17] Pl 00-1-2006. Cod de proiectare seismicii, Bucuresti, MTCT, 2006[181 E 8-98. Eurocode 8, Design of structures for earthquake res is tance.Brussels. European Committee for Standardization. 2003.

[19] D .. Matee CU, "Cladlri lnalte cu tructuri din otel . 1997ASCC "Sei mic design and reel connection detailing" Proceedings

Baltimore, Ses ion D9/C27,2003

f20] Whittake,r A .. "Design of steel braced frames' Clf 423 Structures IIILecture

[21] P.. A lexa, H., Mociran, A., Mathe, Concepte si tehnologii moderne tncomrolul comportiirii seismice a constructiilor, AICPS r. 3- 2005

[22] J .. Butterworth, Ductile concetrically braced frame 1 1 ing lolled boltedjoints, ESOC Journal Vol 13 2000

(23] I., Gilmer, Canadian requirements .for seismic design 0/ ductile steekstructures, ASC Proceeding, esion 30, 2002.

-33-

burciu stefan - rezumat - doctorat

Documents