3.grinzi scurte de beton armat

7/28/2019 3.Grinzi Scurte de Beton Armat

1/20

Grinzi scurte de beton armatNoiuni introductiveEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 05.10.2012 Scris de Viorel Popa

1. ncadrarea n categorie2. Moduri de ncrcare i rezemare3. Aspecte privind comportarea sub ncrcri

ncadrarea n categorie

Grinzile perete sunt elemente de tip plac cu ncrcrile i reaciunile cuprinse n planulmedian. ncadrarea unui element structural n aceast categorie se face n funcie de

proporiile sale geometrice i modul de rezemare.

Grinzile perete apar foarte rar ca elemente de sine stttoare n construcii. De exemplu, nfigura urmtoare se prezint cazul unei structuri din beton armat la care, din motivefuncionale, o parte din stlpi sunt suprimai pe nlimea parterului ceea ce necesit trasferulncrcrilor gravitaionale prin intermediul unei grinzi perete.
http://www.encipedia.org/http://www.encipedia.org/http://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t1http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t1http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t2http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t2http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t3http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t3http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t3http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t2http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armat/notiuni-introductive-114.html#t1http://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/


2/20

De cele mai multe ori ns se poate vorbi de efectul de grind perete care apare n elementede tip plac ncrcate n planul median. De exemplu, n cazul structurilor cu perei din betonarmat ntreruperea pereilor pe nlimea parterului duce la formarea efectului de grind peretela etajul 1. Acelai efect se simte i n cazul pereilor de subsol care sunt ncrcai de jos n suscu presiunile distribuite pe talpa fundaiei iar de sus n jos de forele axiale din stlpii de la

parter.

n cazul structurilor de beton armat cu perei structurali cuplai, riglele de cuplare se comporttot ca grinzile perete.

Alte construcii n ale cror structuri efectul de grind perete este important sunt: silozurilepentru depozitarea materialelor granulare, rezervoare suspendate rezemate pe stlpi, turnurilede rcire a apei din termocentrale, etc.


3/20

Moduri de ncrcare i rezemare

Rezemarea grinzilor perete se poate face direct sau indirect. Tipul de rezemare se stabiletefuncie de modul de interaciune dintre grinda perete i elementele structurale adiacente.Rezemarea direct se face direct pe stlpi sau alte elemente structurale similare amplasate la

partea inferioar a grinzii Rezemarea indirect se face prin intermediul unor rigidizrilaterale, pe nlimea seciunii transversale.

ncrcarea aplicat direct la partea superioar a grinzilor poart denumirea de ncrcaredirect. Dac ncrcarea este aplicat la partea inferioar a grinzii, aa cum se ntmpl, deexemplu, n cazul rezervoarelor rezemate pe stlpi, aceasta poart denumirea de ncrcare

supendat. Dac ncrcarea se face prin intermediul altei grinzi perete amplasatperpendicular pe planul median, aceasta poart denumirea de ncrcare indirect.


4/20

Modul de rezemare i modul de ncrcare au influena direct asupra distribuiei i valoriloreforturilor unitare n direcie orizontal i vertical, xi y.

Aspecte privind comportarea sub ncrcri

n cazul grinzilor perete calculul eforturilor, dimensionarea i alctuirea elementelor prezintparticulariti importante n comparaie cu grinzile lungi. Ipoteza geometric a seciunilorplane (legea lui Bernoulli) nu mai poate fi folosit.

n figura urmtoare este prezentat diagrama de eforturi unitaresxpentru un element alctuitdintr-un material cu comportare elastic i omogen pentru dou raporturi diferite l/h. n cazul

elementului cu raportul l/h=4, distribuia eforturilorxn zona median a grinzii. Aceastdistribuie este conform i curezultatele obinute prin aplicarea ipotezei geomtrice aseciunilor plane pentru un material cu comportare elastic i omogen. n cazul elementuluicu raportul l/h=1, diagrama xse ndeprteaz mult de la distribuia liniar. n aceast situaieipoteza geometric a seciunilor plane nu mai poate fi aplicat.


5/20

Astfel, in cazul grinzilor scurte determinarea distribuiilor de deformaii specifice i deeforturi unitare nu mai poate fi fcut simplificat pornind de la valorile eforturilor secionale

pe baza legii seciunilor plane, ca n cazul grinzilor lungi. Calculul eforturilor se poate faceutiliznd metode numerice (de exemplu, metoda elementului finit) completate cu relaiiobinute experimental. Armarea grinzilor perete din beton armat trebuie fcut n acord cuaceste rezultate.

Calculele efectuate pe grinzi perete cu diferite moduri de ncrcare i rezemare au pus neviden c:

- Eforturile de ntindere x sunt concentrate la partea de jos a grinzii, rezultanta lor, Ts,fiind aproximativ constant pe toat deschiderea. Eforturile maxime de ntindere sunt maimari dect cele care ar rezulta dintr-un calcul pe baza ipotezei seciunilor plane (Bernoulli-

Navier) iar cele de compresiune sunt mai mici. Axa neutr este curb iar la jumtateadeschiderii grinzii braul de prghie al eforturilor interioare,z, este egal cu 0,6l(dac l


6/20


7/20

Dispunerea armturii de la partea de josEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 05.10.2012 Scris de Viorel Popa

n cele ce urmeaz sunt fcute cteva precizri practice referitoare la modul de dimensionarei dispunere a armturilor pentru grinzile perete cu o singur deschidere rezemate direct.

n cazul obinuit al grinzilor ncrcate gravitaional cu fore uniform distribuite se poate faceca pentru elementele lungi determinarea eforturilor secionale, cu considerarea rigiditiicorespunztoare stadiului I de lucru, nefisurat.
http://www.encipedia.org/http://www.encipedia.org/http://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educational/grinzi-scurte-de-beton-armathttp://www.encipedia.org/articole/educationalhttp://www.encipedia.org/


8/20

Determinarea necesarului de armtur de la partea de jos se face cu ajutorul relaiei:

unde:

Asl aria total de armtur

fyd rezistena de calcul a armturii

Mmax momentul ncovoietor maxim din deschidere

z braul de prghie al eforturilor interioare la mijlocul deschiderii grinzii(distanade la rezultanta eforturilor de ntindere din armtur la rezultanta eforturilor de compresiunedin beton)

Braul de prghiezpoate fi determinat pe baza relaiei fundamentat experimental:

Rezult astfel relaia de dimensionare pentru armtura de la partea de jos:


9/20

Dispunerea armturii de la partea de jos prezint particulariti importante comparativ cugrinzile lungi. ntruct barele sunt supuse la efort aproximativ constant pe toat deschidereaeste necesar ancorarea lor la capete la ntreaga capacitate de rezisten. Problema ancorajuluieste deosebit de important deoarece cantitatea relativ mare de armtur longitudinal trebuiedispus n ntregime la partea de jos pe o nlime redus egal cu 0.25h ... 0.05l. Trebuiegsite detalii de armare care s ndeplineasc condiia de ancorare i s permit turnarea n

bune condiii a betonului. Barele se pot ancora prin bucle ntoarse la capete n plan orizontal(figura urmtoare, a i d). ntoarcerea barelor n sus, similar grinzilor lungi, nu este permis(figura urmtoare, c).O alt soluie pentru ancorarea la capacitate a barelor este utilizarea

plcuelor de ancorare de oel de care barele se fixeaz prin sudur (figura urmtoare, b).ntruct efortul n bare este constant, pentru a preveni aglomerarea barelor n seciunea derezemare, se poate alege ca armrurile sub form de U s se mbine la jumtatea deschiderii(figura urmtoare, d). Aceast soluie nu e admis la grinzile lungi unde barele sunt solicitatela maxim la mijlocul deschiderii. Pentru a preveni dificultile de ancorare, este preferabilutilizarea barelor de diametru redus. Dac grinda are rigidizri la capete, condiiile deancorare se mbuntesc semnificativ.


10/20

Ridicarea armturilor de la partea de jos pentru preluarea forei tietoare nu este permis.ntruct fora de ntindere este aproximativ constant pe deschidere, ridicarea armturii la

partea de sus n apropierea reazemelor conduce la o reducere a capacitii de rezisten lancovoiere i se poate produce cedarea din ncovoiere n fisur nclinat (figura urmtoare, b).


11/20

Armarea de la partea de jos a grinzilorperete trebuie s se fac prin dou plase amplasate pe

feele laterale ale grinzii. Amplasarea acestor bare n planul median al grinzii poate conduce laaglomerri ale armturilor i mpiedic turnarea i compactarea n bune condiii a betonului.Dac se utilizeaz armturi de diametru mare amplasate n planul median al peretelui se poate

produce despicarea grinzii printr-o fisura paralel cu planul median, n zona de rezemare.Armtura astfel dispus poate favoriza acest mod de cedare acionnd ca un cuit n zona derezemare.

Dispunerea armturii n inima grinzilorEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 05.10.2012 Scris de Viorel Popa


12/20

Armturile din inima grinzii au rolul de a echilibra eforturile de ntindere i compresiune carese dezvolt astfel nct ncrcrile s poat fi transmise ctre reazeme cu deformaii minimede ansamblu. Tabloul traiectoriilor eforturilor principale de ntindere i compresiune aratmodul n care armtura din inim trebuie dispus. Dac ncrcarea este aplicat direct (la

partea superioar a grinzii) eforturile unitare din direcie vertical, y, sunt de compresiune.

Armarea inimii grinzii se face cu etrieri verticali i cu bare orizontale dispuse constructiv.

Reelele de armturi din inima grinzii trebuie suplimentat cu bare astfel nct s poat preluai eforturile datorate altor ncrcri posibile cum ar fi: eforturi de ntindere n planul median

sau ncovoierea datorar unor ncrcri perpendiculare pe planul median.

Aria minim de armtur orizontal i vertical corespunde unui procent minim de armare, lafiecare fa i in fiecare direcie de 0,1% dar cel puin 150mm2/m:

unde:

Asmin aria minim de armtur la fiecare fa i n fiecare direcie

b limea grinzii

s distana ntre barele de armtur

Distana minim ntre bare este:

n cazul ncrcrii suspendate, reeaua ortogonal trebuie suplimentat cu etrieri verticalipentru transmiterea ncrcrii la partea superioar a grinzii (vezi traietoriile eforturilorprincipale de ntindere figurate punctat n figura urmtoare).


13/20

Aria de armtur care rezult din calcul la Starea Limit de Rezisten n combinaia deaciuni permanente cu valori maxime probabile

Pentru a controla deschiderea fisurilor sub valorile caracterisitice ale aciunilor permanente i

variabile se poate considera, n mod aproximativ, o relaie de dimensionare a armturiitransversale prin limitarea efortului unitar de ntindere la 0,5fyd:

Aria de armturAsvse dispune sub form de etrieri verticali. Dac lh, etrierii de suspendaretrebuie prelungii pe toat nlimea grinzii. n caz contrar, acetia vor fi prelungii pe onlime egal cu deschiderea, l. Distana maxim ntre barele verticale trebuie limitat la150mm.

n vecintatea reazemelor este recomandabil ndesirea reelei de bare din inima grinzii, nspecial atunci cnd grinda are rigidizri la capete n zona de rezemare.


14/20

Verificarea zonei de rezemareEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 05.10.2012 Scris de Viorel Popa


15/20

Verificarea seciunii de rezemare se poate face prin limitarea efortului unitar mediu decompresiune n aceast seciune la valoarea admisibil Rd,max=0,85fcd:

unde:

V reaciunea grinzii n reazemul considerat

c limea reazemului, se limiteaz superior la valoarea l/5

bo grosimea grinzii n zona reazem

d nlimea plcii sau a nervurii de la baza grinzii

fcd rezistena la compresiune a betonului

' factor care ia n considerare influena strii de solicitare biaxialasupra rezistenei la ntidere a betonului:

Calculul prin metoda Strut&TieEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 05.10.2012 Scris de Viorel Popa

Alternativ celor prezentate anterior, determinarea strii de eforturi n grinda perete se poateface utiliznd modele de calcul Strut&Tie. Aceste modele pot fi utilizate pentrudimensionarea sau verificarea grinzilor perete. Pentru o grind perete ncrcat i rezemat

direct un model strut&tie sintetic este prezentat n figura urmtoare. Fora uniform distribuita fost schematizat prin dou fore concentrate de valori egalepl/2 amplasate la distana l/4


16/20

fa de feele laterale ale grinzii. Acest model este nconcordan cu starea de eforturirezultat din calcul elastic i cu traiectoriile eforturilor principale.

n continuare se prezint modul de calcul al efortului de ntindere din armtura de la partea dejos (din tirant) i verificarea la compresiune a betonului n seciunea de rezemare.

Unghiul de nclinare al diagonalelor comprimate fa de orizontal este dat de:

iar efortul de ntindere din armtura de la partea de jos a grinzii:

Verificarea betonului la compresiune n seciunea de rezemare se face prin limitarea efortuluimediu de compresiune la valoarea admisa Rd,max=0,85fcdpentru noduri de tip TCC.

unde:

bw grosimea inimii grinzii


17/20

bc limea stlpului

Nu este necesar verificarea efortului unitar mediu de compresiune n diagonala coprimatntruct verificarea din seciunea de rezemare este mai restrictiv. Fora de compresiune ndiagonala se poate calcula cu:

Un model similar poate fi construit i n cazul grinzii rezemate direct avnd ncrcaresuspedat. Suplimentar, n acest caz, trebuie fcut dimensionarea armturii de suspendare ancrcrii ctre zona comprimat:

Alternativ celor prezentate anterior, determinarea strii de eforturi n grinda perete se poate face

utiliznd modele de calcul Strut&Tie. Aceste modele pot fi utilizate pentru dimensionarea i

verificarea grinzilor perete. Pentru o grind perete ncrcat i rezemat direct un model strut&tie

sintetic este prezentat n Figura 1.113. Fora uniform distribuit a fost schematizat prin dou fore

concentrate de valori egalepl/2 amplasate la distana l/4fa de feele laterale ale grinzii. Acest

model este n concordan cu starea de eforturi rezultat din calcul elastic i cu traiectoriileeforturilor principale aa cum sunt nfiate n Figura 1.91 i Figura 1.99.


18/20

n continuare se prezint modul de calcul al efortului de ntindere din armtura de la partea de jos

(din tirant) i verificarea la compresiune a betonului n seciunea de rezemare.

Console scurteEncipedia>Educational>Grinzi scurte de beton armatPublicat la 28.09.2012 Scris de Viorel Popa

Consolele scurte sunt elemente ce au schema static de consol i au nlimea util a seciunii(d) mai mare dect distana dintre punctul de aplicare a ncrcrii i seciunea teoretic dencastrare. (raportul d/leste mai mic dect 1)

Pentru aceste elemente ipotezele simplificatoare adoptate n calculul elementelor lungi nu maipot fi acceptate. Mecanismul de preluare a ncrcrilor este de tip grind cu contrafi.

Consolele scurte prezint urmtoarele moduri particulare de cedare:

- ruperea prin despicarea betonului n lungul diagonalei comprimate (poate apreandeosebi la consolele de lime redus) (a)

- ruperea prin fisur normal specific ncovoierii dup curgerea sever a armturintinse (b)

- ruperea prin pierderea conlucrrii dintre armtur i beton n cazul n care nu se iaumsuri speciale de ancorare suficient a armturii dincolo de punctul de aplicare a ncrcrii.

(c)


19/20

Comportarea sub ncrcri a consolelor scurte pune n eviden particulariti de comportare,strns legate de mecanismul particular de transmitere a ncrcrii de tip grind cu contrafi.

- Efortul de ntindere din armtura principal de la partea superioar practic constantntre punctul de aplicare al forei i seciunea teoretic de ncastrare. Apare astfel necesitatea

ancorrii barelor de armtur cu o lungime suficient att fa de seciunea teoretic dencastrare ct i fa de punctul de aplicare al forei. Dac barele nu sunt ancorate suficientruperea se poate produce prin pierderea conlucrrii din beton i armtur.

- Fora de compresiune ce se dezvolt n lungul diagonalei este aproximativ constant.mbuntirea comportrii consolei din punct de vedere al prelurii eforturilor de compresiunen lungul diagonalei comprimate se poate face prin dispunerea de armturi care s mpiedicedespicarea betonului n aceast direcie.

Armturile nclinate i etrierii verticali nu sunt ntotdeauna eficiente n preluareancrcrii. Pentru armarea transversal apare necesar n unele situaii dispunerea de etrieri

orizontali.

Armatura principal de ntindere se poate determina pe baza relaiei:

unde

z braul de prghie al eforturilor interioare

fyd rezistena de calcul a armturii.

Fora tietoare trebuie s fie ntotdeauna mai mic dect:

unde

Armtura transversal se stabilete astfel:

n cazul n care ac0,5hc se dispun etrieri orizontali de arie

n cazul n care ac>0,5hc, dac fora tietoare este mai mare dect capacitatea de rezisten la

for tietoare a betonului nearmat transversal,FEdVRd,c, se dispun etrieri verticali de arie:


20/20

Armtura principal ntins trebuie ancorat la capacitate la ambele capete. n elementul dereazem, aceasta trebuie ancorat la faa opus iar lungimea de ancorare se msoar de laarmtura longitudinal dispus la faa nvecinat consolei. Armtura trebuie ancorat prin

bucle sau dispozitive de ancorare i dincolo de punctul de aplicare a ncrcrii

3.grinzi scurte de beton armat

Documents