Actiuni in constructii

Actiuni in constructii

Actiunile in constructii sunt cauzele ce determina solicitari mecanice in elementele de constructie. In timpul executiei si in perioada exploatarii , cladirile sunt supuse la actiuni cauzate de diverse manifestari din natura: campul gravitational:greutatea proprie, greutatea oamenilor,greutatea mobilierului , factorii climatici ai zonei unde este amplasata cladirea (zapada, vant variatii de temperatura,cutremure).In plus actiunile pot avea cauze cu caracter exceptional cum ar fi: exploziile, tasarile bruste, alunecarile de teren, ruperea unor elemente cu implicatii asupra structurii de rezistenta, inundatii catastrofale. In conceptia si proiectarea structurilor de rezistenta a cladirilor actiunile se considera sub forma de forte, deplasari sau deformatii impuse.Actiunile sunt reprezentate in calculul cladirilor prin incarcari. Criteriile de clasificare a actiunilor pot fi: dupa efectul produs si dupa variatia in timp. Incarcarile , dupa efectul produs pot fi: incarcari statice sau dinamice. statice raman constant sau se schimba lent si nu produc vibratii in structura cladirii. incarcarile dinamice variaza rapid ca intensitate, sens, directie sau punc de aplicatie. Incarcarile dinamice sunt considerate fortele elastice si de amortizare. Aceste incarcari pot fi forte de inertie determinate de miscarile structurii, ce determina vibratii ale cladirii. De exemplu, actiunea datorata vantului se considera o incarcare statica pentru cladiri joase, masive, suficient de rigide si o actiune cu caracter dinamic pentru constructii zvelte unde acceleratiile au valori semnificative. Actiunile permanente sunt constant pe toata durata de exploatare, de exemplu: greutatea proprie, greutatea si impingerea pamantului forta de precomprimare.Actiunile variabile pot fi cvasipermanente si tranzitorii. Actiunile cvasipermanente se manifesta cu intensitati mari, timp indelungat, de exemplu: sarcini de la utilaje fixe, incarcari in depozite, incarcari din oameni in zone unde aglomeratia este frecventa (sali de cinema, teatru), pereti despartitori, presiunea lichidelor si a gazelor, greutatea prafului industrial, variatia temperaturii tehnologice, tasari neuniforme. Actiunile tranzitorii se manifesta intr-un timp scurt cu intensitati semnificative, de exemplu: podul rulant, oameni in spatii de circulatie, vant, variatii de temperatura exterioara, incarcari la executia ti montajul elementelor de constructie.Actiunile exceptionale apar foarte rar cu intensitati mari sau chiar niciodata in perioada de exploatare a cladirii, de exemplu: cutremur, defectiuni-rupere cablu ascensor, tasari bruste, explozii, inundatii catastrofale incarcarile ce actioneaza asupra cladirilor reprezinta valori stabilite pe baza unor observatii facute timp indelungat.Valorile incarcarilor normate reprezinta medii ponderate ale valorilor posibile cu o anumita probabilitate. Actiunile normate reprezinta valori de referinta din prelucrarile statisticeAcestea sunt acoperitoare pentru exploatarea normal. Actiunile sau incarcarile permanente rezulta din greutatea proprie a elementelor structurale si nestructurale ale cladirilor, precum si din incarcari aplicate cu caracter permanent cum sunt: greutatea proprie, presiunea pamantului, efectul precomprimarii. La elementele din beton armat, variatia valorilor dimensiunilor depinde de calitatea cofrajelor si tehnologia de executie folosita. Se remarca variatii si la valoarea greutatii specifice a materialelor. La otelul laminat aceasta variatie este neglijabila, iar la elementele din beton monolit ajunge pana la 5%, datorita compactarii neuniforme.Tolerantele pentru elementele din beton armat prefabricate, comparativ cu cele monolite, sunt considerabil mai mici. Actiunea permanenta, fiind o incarcare gravitationala, va fi intotdeauna verticala. In cazul unui element de constructie inclinat , sarcina permanenta de calcul va fi multiplicata cu valoarea cosinusului unghiului.Incarcarile permanente vor fi luate in consideratie in toate combinatiile ce dau valoarea cea mai defavorabila. De exemplu, in cazul unei grinzi continue, in unele sectiuni greutatea proprie nu este defavorabila, descarcand unele campuri. Din aceasta cauza, incarcarea utila va fi pozata in sah pentru obtinerea unei valori maxime.Incarcarile utile sunt sarcinile ce apar datorita procesului de exploatare a cladirilor.Incarcarile utile normate, uniform distribuite pe planseele cladirilor civile, pot fi: greutatea oamenilor, greutatea mobilierului, greutatea materialelor depozitate.In standarde, incarcarile utile sunt definite ca incarcari statice echivalente probabile (repartizate uniform), pentru anumite destinatii. De exemplu, la cladiri de locuit incarcarile utile se considera din greutatea oamenilor si a mobilierului, avand valori diferite in incaperi (1500 N/m2), comparativ cu cele de pe culoare sau scari (3000N/m2).Valorile sarcinilor utile sunt in general rezultatul experientei sii interpretarii ingineresti. Valorile recomandate in standarde sunt cele minime. Incarcarea utila din greutatea peretilor despartitori, cu forme complicate in plan si cu posibilitati ulterioare de modificare a pozitiei, este data in standarde, sub forma de sarcina echivalenta uniform distribuita. Aceasta incarcare este in functie de greutatea pe metru liniar a peretilor despartitori.In vederea unei proiectari rationale si economice, incarcarile utile folosite la calculul stalpilor, grinzilor, peretilor portanti, fundatiilor, se vor micsora prin intermediul unor factori de reducere. Aceasta micsorare a incarcarii utile tine seama de posibilitatea reala de a nu se atinge in exploatare, integral pe toata suprafata nivelului sau simultan pe toate etajele, intensitatea maxima a incarcarii utile. Planseele incarcate cu sarcina utila pot avea urmatoarele scheme de incarcare: incarcare completa, absenta incarcarii sau incarcarea partiala pentru obtinerea unei ipoteze defavorabile. Incarcatea climatica din zapada este frecventa in tara noastraIncarcarea data de zapada este influentata de greutatea stratului de zapada pe teren orizontal, de conditiile de expunere a constructiilor si de forma acoperisurilor . Aglomerarea de zapada este indicate in standarde pentru formele uzuale de acoperisuri. Zapada se depune pe suprafetele inclinate pana la 600 ale acoperisurilor, iar peste 600 stratul de zapada va aluneca . Expunerea la zapada poate fi determinate si de obstacolele de pe acoperisul cladirilor, ce stau in calea curentului de aer, care modifica spulberarea zapezii: cosuri de fum, luminatoare. Cutremurele de pamant sunt fenomene fizice complexe caracterizateprintr-o miscare brusca si dezordonata a scoartei terestre. Aceste fenomene sunt provocate de eliberari masive de energie, care se produc in adancime.Cauzele care pot provoca cutremurele sunt: activitatea vulcanica, prabusiri ale structurilor de adancime, explozii naturale sau artificiale si miscari tectonice. Cutremurele tectonice sunt cele mai frecvent intalnite si au efectele de distrugere cele mai mari. Scoarta pamantului este alcatuita dintr-un numar de placi rigide, in miscare continua. Laseparatia dintre aceste placi - falii se acumuleaza lent o tendinta de lunecare. Jocul seismic se produce datorita unor lunecari bruste in lungul faliilor, prin invingerea unor praguri de rezistenta la forfecare a rocilor. Aceasta transformare brusca in energie cinetica, prin eliberarea energiei potentiale de deformatie conduce la o separare prin ruperea rocilor a celor doua zone ale scoartei, printr-o falie - suprafata de ruptura. Cutremurele tectonice se transmit prin scoarta terestra sub forma de unde seismice, care vor impune miscarea fundatiilor cladirilor. Acestei miscari i se va opune inertia proprie masei cladirilor, generand fortele seismice.Fortele seismice au un character dinamic a caror intensitate variaza rapidin timp, fiind de natura aleatorie. Estimarile asupra caracteristicilor cutremurilor sunt rezultatul unor observatii cu un grad inalt de incertitudine. La conceptia structurilor de rezistenta a cladirilor, fenomenul seismic se va schematiza, considerandu-se fortele seismice ca forte statice. Actiunile seismice se vor determina pe baza teoriei vibratiilor liniare si partial a celor neliniare.In proiectarea cladirilor in zone seismice, se vor considera numai componentele orizontale ale fortelor de inertie ce actioneaza dupa axele principale ale structurii. In unele cazuri ,plansee - dala, elemente cu forte axiale mari apare necesara verificarea structurilor de rezistenta la componentele verticale, inspecial in apropierea epicentrului.Valorile actiunilor seismice vor depinde de caracteristicile miscarii seismice si de proprietatile dinamice ale cladirilor. Structurile de rezistenta admit un model dinamic simplificat, reprezentat de exemplu, pentru cadre etajate, printr-o consola cu mase concentrate in dreptul planseelor . Forta taietoare de baza, ce reprezinta rezultanta incarcarilor seismice corespunzatoare directiei de miscare considerate pentru modul propriu de vibratie al structurii (r), este proportionala cu rezultanta incarcarilor gravitationale a intregii cladiri.