exemplu de calcul la colaps progresiv
DESCRIPTION
Colaps progresiv dupa DoD si GSA in constructiile civileTRANSCRIPT
Datele proiectului
5 travei
3 deschideri intermediare D
inaltime stalp
amplasament Bucuresti
functionalitatea cladirii:cladire de birouri
regim de inaltime : P+4E
2.1.Evaluarea incarcarilor
1.Evaluarea incarcarilor din zapada
Evaluarea incarcarii din zapada s-a facut conform CR 1-1-3/2012,SR EN1991-1-3/2005 si SR EN 1991-1-3/2005/NA:2006.
Valoarea caracteristica a incarcarii din zapada pe acoperis se deteremina astfel:
factor de importanta-expunere pentru actiunea zapezii- clasa de importanta-expunere III -
coeficient de expunere- topografie normala a terenului -
coeficient termic
coeficient de forma- pentru panta de α<30 grade -
valoarea caracteristica a incarcarii din zapada ,pentru localitateaBucuresti
2.Evaluarea incarcarii din vant
2.1.Evaluarea incarcarii din vant pe peretii verticali
Directia de actiune a vantului este X
Dimensiunile cladirii:
Cazul de distribuie a vantului pe inaltime: astfel exista o singura zona de presiune
lungimea de rugozitate- categoria IV de teren -
- categoria IV de teren -
Viteza medie a vantului :
factor orografic
factor de rugozitate
Prima zona de presiune (z=h)
valoarea de referinta a presiunii dinamice a vantului- localitatea Bucuresti -
densitatea aerului
viteza de referinta a vantului
Turbulenta vantului:
factor de proportionalitate
Verificare:
Valoarea de varf a presiunii dinamice a vantului:
factor de rafala pentru presiunea dinamica medie a vantului
Presiunea vantului pe suprafata exterioara :
factor de importanta-expunere- clasa III de importanta-expunere -
Zona:
Elevatie pentru:
Zona A:
Zona B:
Zona D:
Zona E:
3.Evaluarea actiunii seismice
Incarcarea seismica se va calcula conform prevederilor din P100/2006.Actiunea sesmica a fost surprinsa prin introducerea in programul de calcul automat
a perioadei proprii de vibratie T si a spectului normalizat β(T),valoarea masei structurii a fostcalculata automat de catre program.
Determinarea spectrului pentru localitatea Bucuresti
acceleratia terenului pentru proiectare
perioade de control(colt) ale spectrului de raspuns elastic pentrucomponentele orizontale ale acceleratiei terenului
factor de amplificare dinamica maxima a acceleratiei gravitationaleorizontale
Calculul spectrului normalizat de raspuns elastic pentrucomponentele orizontale ale acceleratiei terenului:
-factor de comportare
(sistem structural de tip pendul inversat,clasa de ductilitate H)
(sistem structural in cadre,clasa de ductilitate H)
Spectrul de proiectare pentru acceleratii este:
Actiunea sesmica a fost surprinsa prin introducerea in programul de calcul automat aperioadei proprii de vibratie T si a spectului normalizat β(T),valoarea masei structurii a fostcalculata automat de catre program;astfel este necesara determinarea valorii factorului pentruobtinerea valoarii fortei de baza seismice.
Determinarea factorului pentru spectruseismic:
Clasa de importanta si expunere la cutremur:clasa III,avand factorul de importanta:
Forta seismica de baza este:
factor de corectie
si cladire cu mai mult de doua niveluri
Determinarea factorului pentru obtinerea fortei seismice de baza:
2.3.Predimensionarea elementelor
1.Predimensionarea placilor
-conditii de rigiditate
-conditii de rezistenta la foc
R90
-conditii tehnologice
h.pl -multiplu de 10mm
-conditia de saiba rigida
Aleg:
2.Predimensionarea grinzilor
2.1.Predimensionarea grinzilor GR1
-conditia de rigiditate
Aleg
Aleg
-conditia de rezistenta la foc R120
-conditii tehnologice h-multiplu de 50mm
2.2.Predimensionarea grinzilor GR2
-conditia de rigiditate
Aleg
Aleg
3.Predimensionarea stalpilor
-conditii geometrice
-conditii de ductilitate
Elementele constructiei voi fi proiectate din clasa de ductilitate H,datorita amplasamentuluiacesteia in localitatea Bucuresti.
Se alege clasa minima de beton C20/25.
conditia care trebuie respectata:
aria sectiunii transversale a stalpului
Calcului efortului N se va face separat pe fiecare eraj,astfel:
coeficient partial de siguranta pentru actiuni permanente
coeficient partial de siguranta pentru actiuni variabile
-incarcari permanente
Incarcarile permanente sunt date de incarcarile din greutatea grinzilor,a placii si din greutateaplanseului terasa.
-incarcari utile
Incarcarile utile surprind si actiunea zapezii.
Incarcarea care ii revine stalpului central:
Aleg
2.3.Dimensionarea armaturilor pentru grinzi
2.3.1.Dimensionarea armaturilor pentru grinda GR1
1.Determinarea stratului de acoperire cu beton
Betonul utilizat:C25/30Otel:S500Clasa de expundere :XC1Clasa structurala :S4Clasa de ductilitate:H
coeficienti de siguranta coeficient partial de siguranta pentru beton pentrusituatii de proiectare permanente si tranzitorii
coeficient partial de siguranta pentru armaturi pentrusituatii persistente sau tranzitorii
valoarea de calcul a rezistentei la compresiune a betonului
limita de curgere de calcul a armaturilor pentru betonularmat
factor care defineste inaltimea efectiva de calcul Xc a zonei comprimate debeton,pentru f.ck<=C50/60
coeficient de reducere a rezistentei betonului si tine cont de efectele de lungadurata si de efectele nefavorabile din modul de aplcare a incarcarii,f.ck<C50/60
diametrul armaturilor din grinda GR1
diametrul etrierilor
pentru clasa structurala S4 si clasa de expundere XC1
beton turnat monolit
Dimensiunile grinzii:
Dimensiune stalp:
2.Dimensionarea armaturilor longitudinale
Reazemul 1
Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:
comb4,gruparea fundamentalaReazemul 2
Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:
2.1.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul 1
diametrul armaturii din grinda
Verificare:
Aleg 4Φ14
Verificari:
-aria de armatura
-coeficient de armare longitudinala
-momentul capabil
-distanta dintre armaturi
diametrul maxim al agregatului
La partea inferioara a grinzii se va dispune o arie de armatura egala cu jumatate dinaria armaturii intinse,dimensionate la momentul negativ de pe reazem,respectandu-se siconditia de ductilitate.
Aleg 3Φ14
diametrul armaturii din grinda
Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii
2.2.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul 2
diametrul armaturii din grinda
Verificare:
Aleg 2Φ14+2Φ12
-momentul capabil
La partea inferioara a grinzii pe reazemul 2 se vor dispune o arie de armatura egalacu jumatate din aria armaturii dimensionate la moment negativ ,respectantu-se si conditia deductilitate(incadrarea intre valorile ariei minime si maxime).
Aleg 3Φ14
Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii
2.3.Dimensionarea armaturilor longitudinale din camp
diametrul armaturii din grinda
Verificare:
Aleg 3Φ14
-momentul capabil
Aria armaturii din camp se alege conform P100/1-2006 ,aria armaturii din camp este50%din aria armaturii de pe reazeme.Armaturile de la partea inferioara (3Φ16) se vor ducecontinue pe toata deschiderea grinzii.
In camp la partea superioara se vor dispune,astfel incat sa se respecte urmatoareleprescriptii,conform P100/2006:-se vor dispune cate 2ϕ14 minim-minim 1/4 din armatura maxima de la partea superioara a grinzilor se prevede continua petoata lungimea grinzii
Minim 1/2 din armatura de la partea intinsa se va dispune si pe partea comprimata.
Se vor dispune 3Φ14 in camp la partea superioara a grinzii,avand o arie efectiva de9.10cmp.
3.Dimensionarea armaturilor transversale
1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor
reprezinta raportul dintre sumele valorilor de proiectare ale momentelor capabile alestalpilor si grinzilor care intra in nod,valori asociate sensului considerat al actiunilorseismice
pentru a fi indeplinita conditia formarii articulatiilor plastice in grinda si nu instalp
factor de suprarezistenta datorat efectului de consolidare a otelului,pentru clasa Hde ductilitate
valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i,in sensul momentuluiasociat sensului de actiune a fortelor
1.1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens orar
1.2.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens antiorar
2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare
A.Sens orar
2.1.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea speciala
incarcare uniform distribuita din incarcarile gravitationale
incarcare uniform distribuita din incarcarile utile
aria care descarca pe grinda
din GF
incarcare liniara din incarcarile gravitationale ce revin grinzii
Reazemul 1:
2.2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea fundamentala
proiectia pe orizontala a fisurii la 45 grade
Reazemul 2:
B.Sens antiorar
Reazemul 1:
Reazemul 2:
2.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 1
Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.
Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:
unde:
-coeficient de armare longitudinala
unde:
-pentru beton greu avem urmatoarele valori:
-coeficient de reducere a rezistentei betonului fisurat la forta taietoare ν
rezulta
rezulta
Verificare:
Verificare:
-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare
Determinarea valorii unghiului θ:
Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:
Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.
distanta dintre etrieri
3.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 2
Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.
Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:
unde:
-coeficient de armare longitudinala
unde:
-pentru beton greu avem urmatoarele valori:
rezulta
rezulta
Verificare: rezulta
-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare
Determinarea valorii unghiului θ:
Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:
Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.
distanta dintre etrieri
diametrul maxim al armaturii longitudinale de rezistenta
Distante minime si maxime intre etriei:
-distanta pe zona centrala:
Aleg:
-distanta pe zona critica:
Aleg:
-lungimea zonei critice
Verificarea procentului minim de armare:
2.3.2.Dimensionarea armaturilor pentru grinda GR2
1.Determinarea stratului de acoperire cu beton
Dimensiunile grinzii:
2.Dimensionarea armaturilor longitudinale
Reazemul B
Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:
comb4,gruparea fundamentalaReazemul C
Valorile eforturilor la fata stalpuluiconform calculului static automat:
2.1.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul B
Verificare:
Aleg 3Φ14
Verificari:
-aria de armatura
-moment capabil
Aria de armatura de la partea inferioana
Aleg 2Φ14+1Φ12
Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii
2.2.Dimensionarea armaturilor longitudinale din reazemul C
Aleg 3Φ14
Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii
Aria de armatura de la partea inferioana
Aleg 2Φ14+1Φ12
Calculul momentului de proiectare capabil ale armaturii
2.3.Dimensionarea armaturilor longitudinale din camp
diametrul armaturii din grinda
Aleg 2Φ14+1Φ12
-momentul capabil
Aria armaturii din camp se alege conform P100/1-2006 ,aria armaturii din camp este50%din aria armaturii de pe reazeme.Armaturile de la partea inferioara (4Φ16) se vor ducecontinue pe toata deschiderea grinzii.
In camp la partea superioara se vor dispune,astfel incat sa se respecte urmatoareleprescriptii,conform P100/2006:-se vor dispune cate 2ϕ14 minim-minim 1/4 din armatura maxima de la partea superioara a grinzilor se prevede continua petoata lungimea grinzii
Minim 1/2 din armatura de la partea intinsa se va dispune si pe partea comprimata.
Se vor dispune 3Φ14 in camp la partea superioara a grinzii,avand o arie efectiva de4.62cmp. Armaturile se vor duce continue pe toata deschiderea grinzii.
3.Dimensionarea armaturilor transversale
1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor
reprezinta raportul dintre sumele valorilor de proiectare ale momentelor capabile alestalpilor si grinzilor care intra in nod,valori asociate sensului considerat al actiunilorseismice
pentru a fi indeplinita conditia formarii articulatiilor plastice in grinda si nu instalp
factor de suprarezistenta datorat efectului de consolidare a otelului,pentru clasa Hde ductilitate
valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i,in sensul momentuluiasociat sensului de actiune a fortelor
1.1.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens orar
1.2.Calculul valorilor de proiectare a eforturilor in sens antiorar
2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare
A.Sens orar
2.1.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea speciala
incarcare uniform distribuita din incarcarile gravitationale
incarcare uniform distribuita din incarcarile utile
aria care descarca pe grinda
din GF
incarcare liniara din incarcarile gravitationale ce revin grinzii
Reazemul 1:
2.2.Calculul valorii de proiectare a fortei taietoare din gruparea fundamentala
proiectia pe orizontala a fisurii la 45 grade
Reazemul 2:
B.Sens antiorar
Reazemul 1:
Reazemul 2:
2.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 1
Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.
Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:
unde:
-coeficient de armare longitudinala
unde:
-pentru beton greu avem urmatoarele valori:
-coeficient de reducere a rezistentei betonului fisurat la forta taietoare ν
rezulta
rezulta
Verificare:
Verificare:
-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare
Determinarea valorii unghiului θ:
Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:
Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.
distanta dintre etrieri
3.Dimensionarea armaturilot transversale pentru reazemul 2
Ca armatura transversala se vor utiliza bare sub forma de etrieri.
Forta taietoare capabila a elementului fara armatura transversala ,se determina astfel:
unde:
-coeficient de armare longitudinala
unde:
-pentru beton greu avem urmatoarele valori:
rezulta
rezulta
Verificare: rezulta
-rezulta ca este necesara dimensionarea armaturilor transversale pentru preluarea forteitaietoare
Determinarea valorii unghiului θ:
Valoarea fortei taietoare de calcul tinde spre limita inferioara a intervalului(VRd.c ,VRd.c.max),astfel incat unghiul θ se calculeaza astfel:
Propun utilizarea etrierilor ϕ8,cu A=0.503cmp.
distanta dintre etrieri
diametrul maxim al armaturii longitudinale de rezistenta
Distante minime si maxime intre etriei:
-distanta pe zona centrala:
Aleg:
-distanta pe zona critica:
Aleg:
-lungimea zonei critice
Verificarea procentului minim de armare: