2.2.2evaluarea incarcarilor

Februarie2015UniversitateaTehnic"GheorgheAsachi"dinIai ApetreiBogdanGabriel

~24 ~ BreviardecalculEvaluareancrcrilor

2.2.2. Evaluarea ncrcrilor 2.2.2.1. Generaliti

Prin aciuni se nelege orice cauz capabil s determine solicitri mecanice elementelor de construcie. n proiectare, aciunile se reprezint cu ajutorul schemelor de ncrcare ce cuprind

sisteme de fore, deplasri i deformaii impuse.

ncrcrile se caracterizeaz prin orientare, punct de aplicaie, intensitate i mod de

variaie n timp.

Clasificarea aciunilor se poate face dup anumite criterii:

A. Dup modul cum variaz n timp i frecvena cu care se manifest la anumite ntensiti:

Aciuni permanente sunt acele aciuni ale cror valori ale intensitii rmn

practice neschimbate pe toat durata de exploatare a construciilor (ex. greutatea

proprie a elementelor de construcie cu poziie fix);

Aciuni temporare ce pot fi de dou tipuri:

a) Cvasipermanente sunt aciunile ce se manifest cu intensiti mari, foarte frecvent (ex. greutatea proprie a pereilor neportani despritori);

b) Variabile sunt aciunile ce se manifest cu intensiti semnificative, la interval mari de timp i pot varia rapid n timp (ex. ncrcarea din zpad);

Aciuni accidentale sunt aciunile ce apar foarte rar (eventual niciodat) de-a lungul perioadei de exploatare a unei construcii dar care au intensiti deosebit de mari (ex. seism, inundaii, explozii);

B. Dup modul de manifestare i efectul produs avem: Aciuni statice variaz lent n timp astfel c nu determin oscilaii n structura

elementului de construcie; Aciuni dinamice variaz rapid ca intensitate, direcie sau punct de aplicaie

determinnd oscilaii ale structurii.



2.2.2.2. ncrcri permanente (G) Perete exterior

Nr. crt.

Denumire material Grosime d [m]

Greutate tehnic

daN/m ]

ncrcri caracteristice

g daN/m ]

ncrcari de calcul g daN/m ]

G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6

1 Tencuial interioar M5 0,015 1700 25,5 1,35

34,4252 Zidrie blocuri BCA 0,30 900 270 364.503 Plci din polistiren 0,10 30 3 4,054 Tencuial armat cu

polimeri 0,005 1760 8,8 11,88

Total= 307,30 Total= 414,855

Perete interior ( d = 30 cm )

Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6


11,4752 Zidrie blocuri BCA 0,30 900 270 364,503 Tencuial interioar M5 0,005 1700 8,5 11,475

Total= 287,00 Total= 387,450

Perete interior ( d = 15 cm )

Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6


11,4752 Zidrie blocuri BCA 0,15 900 135 182,253 Tencuial interioar M5 0,005 1700 8,5 11,475

Total= 152,00 Total= 205,20



Perete despritor ( d = 15 cm ) Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6

1 Plac ipsos-carton 0,013 600 7,8

2 Saltea de vat mineral 0,125 90 11,25 3 Plac ipsos-carton 0,013 600 7,8

Total= 26,85 Total= -

Planeu intermediar cu pardoseal cald Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6 1 Tencuial interioar M5 0,01 1700 17

1,35

22,952 Planeu beton armat 0,15 2500 375 472,503 ap egalizare M10 0,02 1800 36 48,64 Suport pardoseal covor

PVC 0,005 100 0,5 0,68

5 Parchet laminat 0,01 800 8 10,8 Total= 436,50 Total= 589,275

Planeu intermediar cu pardoseal rece Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6

1 Tencuial interioar M5 0,01 1700 17

1,35

22,952 Planeu beton armat 0,15 2500 375 472,503 ap egalizare M10 0,02 1800 36 48,64 Suport pardoseal 0,02 1900 38 51,35 Gresie 0,012 2400 28,8 38,88

Total= 494,80 Total= 667,980



Planeu superior teras circulabil

Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6


1,35

22,952 Planeu beton armat 0,15 2500 375 506,2503 ap egalizare M10T 0,03 1800 54 72,904 Barier de vapori 1c+2b

(un strat de carton +2 straturi bitum)

5 Strat de pant BCA tip GBN35 cu rosturi obijnuite

0,10 900 90 121,50

6 ap egalizare M10T 0,03 1800 54 72,907 Strat de difuzie a

vaporilor de ap , 1C perforat

8 Izolaie termic(polistiren extrudat)

0,15 30 4,50 6,075

9 Strat de difuzie a vaporilor de ap , 1C perforat

10 Bariera contra vaporilor de ap 1c+2b ( un strat de carbon + bitum)



13 Hidroizolaie 3c+4b (trei straturi de carton + patru straturi bitum)

14 Strat de protecie a termoizolaiei , pavele din beton armat

0,05 2500 125 168,75

Total= 773,50 Total= 1044,225



Planeu superior teras necirculabil

Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6


1,35

22,952 Planeu beton armat 0,15 2500 375 506,2503 ap egalizare M10T 0,03 1800 54 72,904 Barier de vapori 1c+2b

(un strat de carton +2 straturi bitum)

5 Strat de pant BCA tip GBN35 cu rosturi obijnuite

0,10 900 90 121,50



8 Izolaie termic(polistiren extrudat)

0,15 30 4,50 6,075

9 Strat de difuzie a vaporilor de ap , 1C perforat

10 Bariera contra vaporilor de ap 1c+2b ( un strat de carbon + bitum)



13 Hidroizolaie 3c+4b (trei straturi de carton + patru straturi bitum)

14 Strat de protecie a termoizolaiei , pietri

0,10 1800 180 168,75

Total= 828,500 Total= 1118,475



Ramp

Nr. crt.


Greutate tehnic

daN/m ]


g daN/m ]


G.F. G.F.

0 1 2 3 4 5 6

1 Tencuial intrados M5 0,01 1700 17

1,35

22,952 Planeu beton armat 0,15 2500 375 438,753 Trepte din beton simplu 0,073 2400 175,20 236,524 Mozaic turnat 0,02 2400 48 64,8

Total= 615,20 Total= 830,520

ncrcri pe metru liniar

La perei despritori din blocuri de BCA (15 cm) ncrcarea se evalueaz la ml:

Parter, etaj : 152,00 1 m (3,50 0,15) m = 499,20 daN < 500 daN

=> qper. desp.echiv = 150 aferent planeu



ncrcarea din pereii interiori (30 cm) Parter, etaj: 287 (3,50 0,60) m = 832,300 daN/m

2.2.2.3. ncrcri variabile

2.2.2.3.1. ncrcri utile Nr. crt.

Suprafaa aferent

ncrcarea caracteristic

q daN/m ]

ncrcari de

calcul q daN/m ]

0 1 2 3 4

1 Holuri si locuri de asteptare

400 1,5 600

2 Scari 300 1,5 4503 Birouri 250 1,5 3754 Magazin, Spltorie 400 1,5 6005 Balcoane 250 1,5 3756 Terase circulabile 400 1,5 600

Conform SRN 1991 1 1 : 2004 / NA : 2006



2.2.2.3.2. ncrcri din aciunea zpezii La baza calculului ncrcrilor din aciunea zpezii stau urmtoarele normative:

CR 1-1-3 / 2005 i SR-EN 1991-1-3 / 2012

Amplasamentul investiiei se situeaz n extravilanul comunei Roieti , satul Rosiesti Gar,Judeul Vaslui din regiunea de dezvoltare NE i corespunde zonei 3 conform hrii de zonare a valorilor caracteristice a ncrcrilor date de zpad pe sol cu valoarea S =250 daN/m avnd 2% probabilitate de depire ntr-un an, respectiv interval mediu de recuren IMR=50 ani.

Aciunea zpezii pe suprafaa expus a elementului de construcie considerat se calculeaz cu relaia: Sk = . C . C . Sk unde: Sk - valoarea caracteristic a ncrcrii din zpad pe acoperi (daN/m ); - coeficient de form (aglomerare) pentru ncrcarea din zpad, n zona considerat pe cldire, datorit formei acoperiului; Ce - coeficient de expunere al amplasamentului constructiei funcie de condiiile de expunere ale contruciei; Ct - coeficient termic prin care se ine seama datorit pierderilor termice ale cldirii; Sk - valoarea caracteristic a ncrcrii din zpad pe sol. Coeficientul C ine cont de gradul de expunere al cldirii la vnt, funcie de prezena n vecintatea construciei a unor obstacole. Valorile recomandate funcie de topografie sunt: 0,8 (expus), 1 (normal) i 1,2 (adpostit).

Pentru construcia analizat se va considera Ce = 1, topografie normal caracterizat prin zone unde nu se produce o spulberare semnificativ a zpezii din aciunea vntului asupra construciilor, datorit naturii terenului i prezenei altor construcii sau a copacilor.

Coeficientul termic pentru aceast cldire este Ct=1, datorit prezenei stratului termoizolant la nivelul planeului superior.

Coeficientul de form este funcie de forma acoperiului (mrimea pantei, prezena unor denivelri, prezena unor obstacole).

= 0,8 => Sk,1 = . C . C . Sk = 0,811250 = 200 daN/m2

2.2.2.3.3. ncrcri din aciunea vntului Calculul ncrcrilor din aciunea vntului se realizeaz conform NP082-2004-Aciunea vntului asupra construciilor i Eurocod 1- Aciuni asupra structurilor Aciuni generale Aciunea vntului: SR-EN 1991-1-4.



Construcia este amplasat n comunaRoieti,satulRosiestiGar,JudeulVaslui, presiunea de referin este de = 0,70 MPa mediat pe 10 minute la 10 m, avnd 2% probabilitate de

depire ntr-un an, echivalent cu un interval mediu de recuren IMR = 50 ani. Presiunea vntului la nlimea z deasupra terenului normal pe suprafeele structurii, se determin cu relaia:

w(z) = C z C q w(z) presiunea normal a aciunii vntului la nlimea z deasupra terenului n

daN/m sau Pa; q - presiunea de referin a vntului; C z - factorul de expunere la nlimea z deasupra terenului;

C coeficientul aerodinamic de presiune. 2.2.2.3.3.1. Factorul de expunere

Factorul de expunere Ce(z) ine cont de influena rugozitii terenului i de influena rafalelor vntului, fiind exprimat cu relaia:



C z = C z C z

C z factorul de rafal, exprimat ca raportul dinrte presiune de vrf, produs de rafalele vntului i presiunea medie, produs de viteza medie a vntului: C z = = 1+g V = 1+g[2 I z

Q(z) - valoarea medie a presiunii produs de viteza medie a vntului; = q z, t - rdcina medie ptrat din valoarea medie patratic a fluctuaiilor fa

de medie ale presiunii pe direcia vntului; V coeficientul de variaie al fluctuaiilor presiunii, aproximativ egal cu dublul

coeficientului de variaie al fluctuaiilor vitezei; q factorul de vrf;

I(z) intensitatea turbulenei la nlimea z deasupra terenului.

I(z) = , = = ,

Valorile lui variaz cu rugozitatea suprafeei terenului (z ,m), sunt considerate simplificat independente de nlimea deasupra terenului z ; 4,5 = 4,5 - 0,856 lnz 7,5

Lungimile de rugozitate z ,zmin n m, pentru diversele categorii de terenuri:



Se consider ncadrarea construciei n categoria III, cu z 0,3. = 4,5 0,856 ln 0,3 = 4,5 (- 1,2039) = 5,53

4,5 =5,53 7,5 = 5,53 => = 5,53 = 2,38

Calculul intensitii turbulenei la nlimea z = 7.00m

I(z) = , = ,

, . , = 0,275

Valoarea recomandat a factorului de vrf g = 3,5 C z = 1+g[2 I z = 1+3,5 2 0,275 2,925 C z factorul de rugozitate, definete variaia presiunii medii a vntului cu nalimea deasupra terenului pentru diferite categorii de teren (caracterizate prin lungimea de rugozitate z ) n funcie de presiunea de referin: C z = = k (z ) ln Valorile lui k (z ) sunt indicate n tabelul de mai jos:

Categoria terenului

Mare, lacuri teren plat

Cmp deschis Zone cu

densitate redus a construciilor

Zone urbane dens construite

pduri k (z ) 0,17 0,19 0,22 0,24

Pentru a III-a categorie de teren rezult k (z ) = 0,22 C z = = k (z ) ln = 0,22 ln ., = 0,567

Factorul de expunere C z C z C z = 2,925 0,567 = 1,658 2.2.2.3.3.2. Coeficientul aerodinamic de presiune

Coeficienii aerodinamici depind de: geometria i dimensiunile construcei, de unghiul de

atac al vntului ( poziia relativ a corpului n curentul de aer).

1) Pentru perei: nlimea de referin ze pentru zidurile verticale ale cldirilor rectangulare n plan depinde de raportul h/b, unde h este nlimea construciei iar b este dimensiunea laturii perpendiculare pe direcia vntului.

a) Vnt transversal

= . , = 0,432 < 1,0 h < b o singur zon = h Coeficienii de presiune sunt funcie de raportul b/h sunt:

= ,. = 2,285 aparine intervalului 1 4



- pentru zona D , = 0,75;

- pentru zona E , = - 0,35;

Presiunea vntului asupra pereilor verticali: = (z) , = 1,658 0,75 0,7 = 0,63 /

= (z) , = 1,658 (-0,35) 0,7 = -0.29 /

b) Vnt longitudinal

= . . = 0,248 < 1,0 h < d o singur zon = h Coeficienii de presiune sunt funcie de raportul b/h sunt:

= .. = 3,99 1 < < 4 - pentru zona D , = 0,81; - pentru zona E , = - 0,35; = (z) , = 1,658 0,81 0,7 = 0,67 /

= (z) , = 1,658 (-0,35) 0,7 = -0.29 /

!!! Deoarece unghiul < 300 la calculul elementelor componente ale acoperiului aciunea vntului nu se ia n considerare.

2.2.2.4. ncrcri accidentale

2.2.2.4.1. ncrcri din aciunea seismic

Evaluarea ncrcrilor din aciunea seismic se face conform: Codului de proiectare seismic P100 1 /2013, cu prevederi de proiectare pentru cldiri i a EUROCOD 8 : Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur: SR EN 1998-1-2004-NA-2008.

Amplasamentul studiat prezint urmatoarele caracteristici:



- valoarea de vrf a acceleraiei terenului pentru cutremure avnd IMR = 100 ani, pentru oraul Roieti, judeul Vaslui, este a = 0,24 g; -perioada de control (col) a spectrului de rspuns T = 0,7 s, iar celelalte dou valori pentru perioadele de control: T = 0,07 s i T = 3 s;



Spectru normalizat de rspuns elastic ( = 0,05) pentru acceleraii pentru componentele orizontale ale micrii terenului, n zona caracterizat prin perioada de control (col) T = 0,7 s.



Clasa de impotan i de expunere la cutremur pentru cldiri

Pentru cldirea analizat clasa de importan III, la care factorul de importan = 1. Metode de calcul structural

n funcie de caracteristicile structurale i importana construciei se poate utiliza una din urmtoarele metode de calcul structural:

- metoda forelor laterale asociate modului de vibraii fundamental;

- metoda calculului modal cu spectre de rspuns.

Metoda forelor seismice statice echivalente

Fora tietoare de baz

Fora tietoare de baz corespunztoare modului propriu fundamental, pentru fiecare direcie orizontal principal considerat n calculul cldirii, se determin:

F = S (T ) m , n care: S (T ) - ordonata spectrului de rspuns de proiectare corespunztoare perioadei fundamentale T ; T - perioada proprie fundamental de vibraie a cldirii n planul ce conine direcia orizontal;



m - masa total a cldirii calculat ca sum a maselor de nivel m ; - factorul de importan expunere al construciei; - factor de corecie care ine seama de contribuia modului propriu fundamental prin masa modal efectiv asociat acestuia, ale cror valori sunt:

= 0,85 dac T T i cldirea are ma mult de 2 niveluri, = 1,0 n celelalte situaii.

Spectru de proiectare pentru acceleraii S (T) exprimat n m/s , este un spectru inelastic care se obine cu relaiile:

0 < T T S = a [ 1 + ]; T < T S = a ; q - este factorul de comportare al structurii (factorul de modificare a rspunsului elastic n rspuns inelastic), cu valori n funcie de tipul structurii i capacitatea acesteia de disipare a energiei.

Aprecirea factorului de comportare al structurii

Tipul structural la cldirea analizat este de sistem tip cadru.

Proiectarea seismic asigur o capacitate ridicat de disipare a energiei i anume o capacitate substanial de deformare n domeniul postelastic, distribuit n numeroase zone ale structurii numite zone disipative (critice).

Cldirea analizat se dorete s aparin clasei de ductilitate nalta (H) i, fiind o cldire neregulat n plan i regulat n elevaie aparine cazului 3 din tablelul:



Pentru factorul de comportare q, care ine seama de capacitatea de disipare de energie a structurii pentru fiecare direcie de calcul a cldirii, se va considera valoarea de referin din tabelul:

Pentru cazurile obinuite se pot adopta urmtoarele valori aproximative ale raportului / : Pentru cadre sau pentru structuri duale cu cadre preponderente:

- cldiri cu un nivel: / = 1,35; - cldiri cu mai multe niveluri i cu o singur deschidere: / = 1.25 ; - cldiri cu mai multe niveluri i mai multe deschideri: / = 1.35 ; Pentru cadre, cldirea fiind cu mai multe niveluri (2) i mai multe deschideri se va considera valoarea : / = 1,35. q = 5 / = 5 1,35 = 6,75. Proiectarea seismic la structurile tip cadre etajate are ca principal obiectiv dezvoltarea unui mecanism de plastificare favorabil i anume: apariia deformaiilor plastic mai nti n seciunile de la extremitile riglelor i ulterior n seciunile de la baza stlpilor.



2.2.2.5. Gruparea ncrcrilor Pentru a ine cont de posibilitatea apariiei simultane a mai multor aciuni, codul

romnesc de proiectare prevede o serie de reguli pentru gruparea acestora, funie de starea limit luat n considerare.

Prin stare limit se nelege stara n afara creia structura nu mai satisface criteriile (cerinele) adoptate n cadrul procesului de concepie/proiectare.

Stri limit ultime

Strile limit ce implic protecia vieii oamenilor i a siguranei structurii sunt clasificate n stri limit ultime. De asemeni, strile limit ce implic protecia unor bunuri de valoare deosebit trebuie clasificate ca stri limit ultime. Toate aceste stri sunt asociate cu prbuirea.

Stri limit de serviciu

Strile limit ce iau n considerare funcionarea structurii sau a elementelor structurale n condiii normale de exploatare, confortul utlizatorilor construciei i limitarea vibraiilor deplasrilor i deformaiilor structurii sunt clasificate ca stri limit de serviciu.

2.2.2.5.1. Gruparea efectelor structural ale aciunilor pentru verificarea structurilo la stri limit ultime

Gruparea fundamenal

G , - efectul pe structur al aciunii permanente i, luat cu valoarea sa caracteristic; Q , - efectul pe structur al aciunii variabile i, luat cu valoarea sa caracteristic; Q , - efectul pe structur al aciunii variabile, ce are ponderea predominant ntre aciunile variabile, luat cu valoarea sa caracteristic;

, - factor de simultaneitate al efectelor pe structur ale aciunilor variabile i (i = 2,3n) cu valorile lor caracteristice, avnd valoarea , = 0,7; cu excepia ncrcrilor din depozite i a aciunilor provenind din mpingerea pmntului, a materialelor purvelurente i a fluidelor unde , = 1,0 .



Gruparea special

n cazul aciunii seismice, relaia de verificare la stri limit ultime este:

A , - este valoarea caracteristic a aciunii seismic ce corespunde intervalului mediu de recuren, IMR adoptat de cod (IMR = 100 ani n P100-2013);

, - coeficient pentru determinarea valorii cvasipermanente a aciunii variabile Q avnd valorile recomandate:

Tipul aciunii , Aciuni din vnt i aciuni din variaii de temperatur 0,0 Aciuni din zpad i aciuni datorate exploatrii 0,4 ncrcri n depozite 0,8

- coeficient de importan a construciei/strucurii

Pentru construcia analizat, clasa III de importan a construciei, se extrage = 1,0.



2.2.2.5.2. Gruparea efectelor structurale ale aciunilor, pentru verificarea structurilor la stri limit de serviciu

a) Gruparea caracteristic de efecte structurale ale aciunilor

b) Gruparea frecvent de efecte structurale ale aciunilor

c) Gruparea cvasipermanent de efecte structurale ale aciunilor

, - este coeficientul pentru determinarea valorii frecvente a aciunii variabile Q , avnd valorile:

Pentru construia analizat se alege , = 0,7.

2.2.2evaluarea incarcarilor

Documents