curs 7 structuri suspendate
Post on 09-Dec-2014
165 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Generalităţi…
Structurile suspendate pe cabluri se folosesc deseori
pentru acoperirea unor construcţii cu deschideri mari, mai
ales datorită consumului foarte redus de oţel.
Generalităţi…Cablurile au o bună rezistenţă la întindere, dar fără rezistenţă la
compresiune. Cea mai simplă structură pe cabluri şi montanţi este
cea a unui cort. Structura are urm. elemente:
a.O membrană pentru protecţie (apă, UV, vânt, etc.) susţinută de
frânghii sau cabluri şi montanţi;
b.Elemente de prindere la nivelul terenului;
Cablurile trebuie să fie tensionate pentru a prelua vibraţiile din
acţiunea vântului şi pentru a evita colapsul.
Generalităţi…Cablurile folosite la structurile de acoperiş trebuie sălucreze la întindere. Exemplu: paraboloid hiperbolic
- Cablurile sunt prinse pe direcţia BD;
- Un al doilea set de cabluri dispus peste primul, paralel cudirecţia AC;
- Al doilea set de cabluri apasă peste primul set de cabluriintroducând în acestea tensiuni de întindere, astfel rezultă oreţea de cabluri ce lucrează la întindere.
Situatie similara hamac
Cable-stayed bridges can be dated back to 1595, where designs were found in a book by the Venetian inventor Fausto Veranzio, called
“Machinae Novae”.
http://en.wikipedia.org/wiki/Cable-stayed_bridge
Exemple structuri pe cabluriStructurile mixte au structura principală suspendată prin
cablurile situate deasupra acoperişurilor; aceste cabluri
transmit forţele de tracţiune la ancoraje
Acoperişuri pe grinzi suspendate:
a. la o clădire; b. la o tribună
Piloni pretensionati si cabluri care sustin acoperisul unei scoli 1961
- Central Washington College-arhitect Ralph Burkhard
The Velodrome has also been designed by Calatrava and built for the 2004 Olympics.
Köln ArenaCologne Arena, Arena Mantelbebauung
New Wembley Stadium
Lisbon Expo 1996 si 1998
Olympic stadium roof – Munichcapacitate 80000 persoane
M32 garage - Bristol Eastville Tesco - Bristol
Wildwalk Hothouse - Bristol
The Millennium Dome is the largest single-roofed structure in the world. Externally it appears as a large white marquee with 100 m-high yellow support towers, one for each month of the year, or
each hour of the clock face, representing the role played by Greenwich Mean Time. In plan view it is circular, 365 m in diameter — one metre for each day of the year — with scalloped edges. It has become one of the United Kingdom's most recognisable landmarks. It can easily be seen on aerial photographs of London. Its exterior is reminiscent of the Dome of Discovery built for the Festival
of Britain in 1951. The architect was Richard Rogers.
Noul stadion Naţional din Complexul Lia Manoliu
55000 locuri
Noul Stadion
The Arthur Ravenel Jr. Bridge
Locatie: Sudul Californiei peste raul Cooper, finalizat
in 2005, deschiderea principala 471metri, inaltime 175metri,
lungimea totala a podului fiind de 4 Km.
Zona de ancorare a cablurilor
Zona de ancorare a cablurilor
Exemple
Structurile tensionate pe
cabluri se pot clasifica
astfel, fig.2:
a.Sisteme cu un singur
rând de cabluri, Fig. 2.a;
b.Sisteme cu două tipuri
de cabluri pretensionate
ce alcătuiesc ferme pe
cabluri, Fig. 2.b;
c.Sisteme cu membrane
tensionate, Fig.3.
Fig.2 Sisteme de cabluri cu un strat şi cu două straturi
Exemple structuri pe cabluri
Structurile tensionate se folosesc la acoperirea stadioanelor,
bazinelor de înot, clădiri pentru activităţi recreative şi alte
clădiri la care se cer simultan suprafeţe libere mari şi efecte
estetice speciale.
Fig. 3 Membrană pe reţea de
cabluri pretensionate
Rigiditatea la sarcini
transversale
Structurile cu un singur cablu se
caracterizează printr-o mare
flexibilitate, fig. 4.
Probleme curente la aceste tipuri de structuri
Rafalele din vânt pot induce oscilaţii dacă structura nu are
caracteristici de amortizare adecvate
Asigurarea stabilităţii cablurilor la sistemele plane
Acoperisuri hobanate
In cazul acoperisurilor hobanate stabilizarea structurii ladeplasari si vibratii mari este asigurata de prezentaelementelor rigide
Ferme din cabluri pretensionate-Stabilitate cablurilor
În fig.6 se detaliază
comportarea structurală a
fermelor din cabluri
pretensionate. Un sistem de
cabluri cu zăbrele este
alcătuit din elemente
structurale triunghiulare ce
sporesc rigiditatea
sistemului mai ales sub
încărcări nesimetrice.
Sisteme de cabluri pentru suprafete conice de tip
membrana
Sistemul de cabluri utilizat în
fig.7 aplicat la suprafeţe
conice măreşte rigiditatea la
sarcini nesimetrice. Datorită
dificultăţii de ancorare a
cablurilor în acelaşi punct,
vârful suprafeţei conice se
teşeşte, fig.7d.
Cabluri sustinute de arce de rezemare
Utilizarea reţelelor de
cabluri este si mai
eficientă când se
folosesc arce de
rezemare a reţelei
Studii de caz
Raleigh Arena
Completed in: 1953; Status: in use; Location: Raleigh, Wake County, NorthCarolina, USA. Structural Type: Membrane structure; Function / usage:Multipurpose hall, Stadium / Arena
Clădirea are dimensiunile 92X97m, acoperişul este suspendat de
două arce parabolice din b.a., care se intersectează, susţinute de
stâlpi din b.a.
Studii de caz
Lev Zetlin, Utica Memorial Auditorium, Utica, New York
Studii de cazIncheon Grand Bridge
Project : Independent Design Check considering Nonlinearity during construction for Cable-stayed Bridge
Location : Okryundong, Yeonsuku, Incheon City (Approach Bridge of Incheon Grand bridge)
Client : SK Engineering & Construction Co., Ltd. /
Korea Infrastructure Safety & Technology Corporation - V-Shaped Steel pylon and Steel deck Stay
Bridge (2@115=230m)
Folosirea fermelor conice poate fi extinsă la sistemele de
tip cort multiplu cu dublă curbură, cu ancoraje exterioare ;I
interioare ale cablurilor.
Sistemul cort multiplu
Probleme curente la aceste tipuri de structuri
Rafalele din vânt pot induce oscilaţii dacă structura nu are
caracteristici de amortizare adecvate
Cum evităm aceste probleme?
Folosind Met. Elem. Finite si analiza neliniara a intregii structuri....
Cum evităm aceste probleme?
Testarea modelului la scară redusă în tunelul aerodinamic
Cum evităm aceste probleme?
Testarea modelului la scară redusă pe platforma seismica pentru a
observa raspunsul structurii la acțiunea seismică
Testarea cablurilor prin metoda celor trei puncte
Senzori cu fir pentru masurarea vibratiilor
Cum evităm aceste probleme?
În timpul sau după realizarea structurii se pot ingloba traductori de
deplasare, celule de forta, senzori de temp. care vor masura in timp real
deformațiile, încarcarile sau temp. pe structură....
EmbedSense™ tags can read data from
multiple types of sensors, including
semiconductor temperature sensors,
thermocouples, strain gauges, pressure
sensors, and load cells.
Studii de caz
Georgia Dome – Constructia Stadionului
Studii de caz
Georgia Dome – Vedere interioară
Studii de caz
Georgia Dome – Detaliu de nod
Georgia Dome – Detaliu inel beton
Georgia Dome – Macheta
Ancoraje
Ancorajele se prevăd la capetele cablurilor pentru a
transmite eforturile din cabluri la structura de rezemare.
Ancorajele cu ochiuri, Fig. 19 se obţin prin îndoirea
capătului peste o teacă din tablă şi fixarea acestuia pe
ramura principală cu bride (Fig. 19) sau cu un manşon
presat sau prin matisare.
Fig. 19. Ochi de cablu pentru ancorare
Ancoraje
Ancoraje cu pahar, Fig. 20 se realizează prin despletirea
firelor şi înglobarea capetelor acestora într-o masă
metalică cu temperatură scăzută de topire într-o piesă
sub formă de pahar.
Fig. 20 Ancorarea capetelor
cablurilor: a. cu pahar; b. cu pene;
1. Corpul paharului; 2. Conul
interior; 3. Compoziţia
Ancoraje
Ancorarea în structura de contur, fig.21 se proiectează
în raport cu materialul din care este alcătuit elementul de
contur (metal sau beton armat)
Fig. 21 Ancorarea pe contur a., c. în elemente de beton armat; b.
În stâlpi metalici
NoduriAlcătuirea nodurilor la structurile suspendate pe cabluri
este determinată de tipul acoperişului, de elemente
componente, de configuraţia sa geometrică etc.
Prinderea cablurilor între ele se realizează cu dispozitive
simple, bride sau cleme, strânse cu şuruburi, fig.22.
Fig. 22. Detalii de montaj la reţele de cabluri
Conectori pentru cabluri
Conectori pentru cabluri
HALFEN Company http://www.halfen.de
Conectori pentru cabluri
Conectori pentru cabluri
Conectori pentru cabluriReleu
Iasi-Bucium
Detalii prindere mebrane de cabluri
http://www.arcaro.org
Detalii prindere mebrane de cabluri
Eye cables. Cable loops lying within the
membrane plane and are used to relieve
forces at stress points
Arches used to help shape the fabric roof
surface and promote double curvature.
Ridge and valley cables. Help promote
double curvature with cables running in
parallel to create a wave shape.
Detalii prindere mebrane de cabluri
Detalii prindere mebrane de cabluri
Detalii prindere mebrane de cabluri
Detalii prindere mebrane de
cabluri
Detalii prindere mebrane de
cabluri
Detalii prindere mebrane de cabluri
Florida Suncoast Dome - Cable Roof
AvantajeAvantajele structurilor suspendate pentru acoperişuri:
a. au consumul de material cel mai redus pentru deschideri ce
depăşesc 70 metri;
b. asigură acoperirea unor deschideri mari si foarte mari fără a
necesita reazeme intermediare;
c. proprietăţile materialelor structurale se folosesc foarte eficient;
d. execuţia este uşoară şi rapidă;
e. greutate proprie redusă a elementelor portante asigură
economii importante însemnate la manipulare, transport şi montaj;
f. siguranţă mai bună la incendiu;
g. comportarea favorabilă la tasări diferenţiate ale terenului
datorită capacităţii de adaptare a structurii la noile condiţii de
echilibru;
h. având greutate proprie redusă aceste tipuri de structuri se
comportă mai bine la acţiuni seismice;
i. aspect estetic remarcabil;
Dezavantaje
-deformabilitate accentuată sub acţiuni din vânt şi aglomerări din
zăpadă;
- la unele tipuri de structuri evacuarea apelor meteorice se
realizează cu dificultate;
- elementele de ancorare sunt scumpe şi uneori complică
funcţionarea normală a obiectivului construit.
Studii de caz
Studii de caz
Podurile suspendate
Poduri suspendate
Studii de caz
Rama IX Bridge, Bangkok, ThailandOPAC, AES, and Kinemetrics were engaged in 2000 by the Expressway and Rapid Transit Authority of Thailand to inspect, instrument, and evaluate the Rama IX Bridge, a 450m span cable stayed bridge. Excessive vibration of the bridge has led to concerns about its fatigue life…
Studii de caz
Arroyo Cangrejillo Bridge, Andalgala, Catamarca, ArgentinaOPAC designed this 336 m span bridge to cross a 90m deep canyon. Its taut cables sag only about 7m or 1/48th of the span. After the cables were strung across the canyon, the grillage of steel floorbeams and stringers was erected, starting at one end. 92 of the 134 segments were completed when this photo was taken. The nominal erection rate was 8 to 10 segments/day.
Studii de caz
Studii de caz
Studii de caz
Studii de caz
Arh. Santiago Calatrava
Alamillo Bridge/Cartuja Viaduct, 1987-92
Seville, Spain
Studii de caz
A single inclined pylon removes the need for backstays in the asymmetrical
cable-stayed solution. Traversing the Meandro de San Jeronimo of the Rio
Guadalquivir in Seville, the 250 m long Alamillo Bridge is perhaps the most
controversial and dramatic of Calatrava's bridges to date.
Studii de cazNew Wembley Stadium
Studii de cazKoln Arena
Studii de cazPiazzale Italia Fairground Complex - Milan
Studii de cazOlympic Speed Skating Oval - Utah
Studii de cazName of Building : Europa Halle
Structural System : hanging roof
Country GERMANY Construction year : 1984
Studii de cazLokomotiv Stadium, Moscova
Studii de cazPedestrian Bridge Max-Eyth-See Crossing the Neckar River, Stuttgart, Germany
Pylon head with
suspension cables
Connection of rail
at pendant cable
Barierele hibrid pentru protecţia împotriva
căderilor de pietre,
http://www.at.geobrugg.com
Alte utilizari ale structurilor pe cabluri: bariere si protecții
Barierele RXI de protecţie împotriva căderilor de pietre opresc şi blocuri care pot
distruge structurile din beton. Capacităţile barierelor de absorbţie a energiei de 250 kJ
(clasa de energie mică), 500 kJ, 1000 kJ, 1500 kJ şi 2000 kJ precum şi 3000 kJ şi
5000 kJ (clase mari de energie). Ele se caracterizează prin înălţimi reziduale mari în
zona de impact, fără a suferi avarii şi cu capacitatea de a-şi menţine funcţionalitatea în
cazul acţiunilor combinate cum sunt impacturile multiple, căderile de copaci sau
alunecările de zăpadă.
Senzorii Santinelei de Impact verifică starea sistemelor de protecţie iar
dacă valorile acceptabile sunt depăşite se declanşează alarma. Astfel pot fi
prevenite potenţialele accidente ce ar implica rănirea personalului sau
pagube de ordin economic. Dăcă un eveniment are loc, inelele de frânare
se contractă activând Santinela de Impact. Semnalul de alarmă este
transmis prin wireless de la senzori către receptor unde este evaluat şi
transmis mai departe sistemului sau persoanei responsabile
http://www.at.geobrugg.com
Alte utilizari ale structurilor pe cabluri: bariere si protecții
Cabluri-toroane
Nr.crt. Diametrunominal – Ø
(mm)
Standarul de bază Tipulfirelor – (mm)
1. 9,3 BS 5896/3 3,16 + 6 x 3,05
2. 12,5 EURONORM 138/79 4,25 + 6 x 4,08
3. 12,9 MSZ 465 4,40 + 6 x 4,25
Cabluri-toroane
Stairs and cable side
cable side
Cable side for balconyhttp://www.vivarailings.com
Stainlesscable railhttp://www.westlakewelding.com
http://www.fgg.uni-lj.si/kmk/esdep/master/wg14/l0602.htm#SEC_3_2
Vă mulţumesc pentru atenţie!
Întocmiţi vă rog o listă cu prezenţa la acest curs
top related