PROIECT PROIECTARE ANTISEISMICA BAZATA PE PERFORMANTA

Student , An II, ADSCS

1. PREZENTAREA STRUCTURIIPrin tema de proiect s-a cerut dimensionarea si calculul structural al unui cadru seismic (de fronton) al unei structurii cu patru nivele, situata in Timisoara. Cadrul studiat fiind un cadru contravantuit excentric cu contravantuiri de tip V inversat. Clasa de ductilitate dorita este cea medie .Cadrele intermediare sunt articulate, fiind capabile sa preia doar incarcarile gravitationale. Cadrele de fronton sunt rigide si sunt capabile sa preia atat incarcarile gravitationale cat si pe cele laterale din vant si seism.Principalele caracteristici ale structurii sunt: deschiderea L = 8 m (nr. deschideri 3) traveea B = 7 m (nr. travei 4) inaltimea unui nivel h1 = h2 = 3.8 m (nr. nivele 4) material otel S355 Vedere in plan

Cadru fronton

2. BREVIAR DE CALCUL2.1. EVALUAREA NCRCRILOR2.1.1. NCRCAREA PERMANENT

Cadru metalic PC luat in calcul de program ncrcarea permanent din planee: gk,planseu = 5 kN/m2pt grinzile secundare :

Pardoseli etaje curenteGreutate [kN/mp]

Greutate permanenta plansee5,0 [kN/mp]

ncrcarea permanent din pereii exteriori gk,perete = 1 kN/m2pt directia xz:

pt directia yz :

2.1.2. NCRCAREA UTILS-a stabilit ca ncrcarea util s se distribuie atat pe nivelele intermediare cat i pe acoperi . utila plansee : pt grinzile secundare :

2.1.3. NCRCAREA DIN VNT, conform NP-082-04

Locatie: Timisoara , zona urbana dens construita

din grafic functie de inaltime (h=15,2m) si zona (zona urbana dens construita) - Brasov

h = 3,8 *4=15,2 [m]b =8*3=24 [m]

INCARCAREA PE PERETE:

e = min (b,2h) = min (24 ; 2*15,2) = 24 [m]d = 3*8 = 24 [m]h/d = 15,2/24 = 0,633

Zona D : Incarcarea pe stalp: Zona E : Incarcarea pe stalp:

2.1.4. CALCULUL MASELOR

Masele aduse de ncrcrile permanente, ncrcrile utile i ncrcare din zpad corespunztoare unei jumti din lungimea cldirii, afectate de un coeficient , se vor concentra n nodurile cadrului.

- pentru aciuni din zpad i aciuni datorate exploatrii

2.1.5. CALCULUL INCARCARII SEISMICEParametrii aciunii seismice pentru Timisoara: ag = 0.20g , Tc=0,7sClasa de ductilitate M (medie)

Spectrul normalizat de rspuns elastic

Factorul de comportare q, exprima capacitatea structurii de disipare a energiei. Clasa de ductilitate structural dorita este cea medie (M) factorul de comportare fiind astfel egal cu (tab. 6.3 P100-1/2013, cap.6), in consecinta sectiunile elementelor structurale trebuie sa fie de clasa 1 sau 2 (tab. 6.4, P100-1/2013, cap.6).

Tabelul 6.3. Factorii de comportare maximi q

Tabelul 6.4. Relaia dintre clasa de seciune i factorul de comportare q al structurii.Clasa de ductilitateFactorul de comportare qClasa de seciune

Hq > 4,0clasa 1

M2,0 < q 4,0clasa 2 sau 1

Lq = 1,0clasa 3, 2 sau 1

pentru

pentru

4

Cadru contravantuit:

2.1.6. CALCULUL IMPERFECTIUNILOR GLOBALE , conform EC3-1-1/2006

numarul de stalpi dintr-un cadru

Modelarea imperfectiunilor s-a facut prin inclinarea structurii.

2.2. COMBINATII DE INCARCARI Gruparea fundamentalaStare limita ultima SLU:NumeCombinatie

SLUF 1

SLUF 2

SLUF 3

SLUF 4

Stare limita de serviciu SLS:NumeCombinatie

SLSF 1

SLSF 2

SLSF 3

SLSF 4

Gruparea seismicaStare limita ultima SLU:NumeCombinatie

S-disipativ

S-nedisipativ - cadru contravantuit

S-SLU driftc coeficient de amplificare al deplasrilor (anexa E)

Stare limita ultima SLS:NumeCombinatie

S-SLS drift

- factor de reducere, ine cont de clasa de importan a cldirii

= 0.5 pentru clasa de importan III

2.3. CALCULUL STRUCTURAL2.3.1. METODA DE CALCULDesi cadrul luat in calcul este unul contravantuit, este necesar calculul de stabilitate sub efectul incarcarilor gravitationale, pentru a se putea stabili daca este un cadru cu noduri fixe sau cu noduri deplasabile. Acest calcul s-a realizat cu programul SAP2000, printr-o analiza de tip BUCKLE, in care pentru jumatate din lungimea structurii incarcarile permanente s-au majorat cu 1.35, iar cele utile s-au majorat cu 1.5. In urma analizei coeficientul de multiplicare al incarcarilor de calcul pentru a provoca instabilitatea elastica a structurii a rezultat ca fiind egal cu cr = 65,572>10, ceea ce inseamna ca este un cadru cu noduri fixe.Conform normei SR EN 1993-1-1:2006, analiza elastica de ordinul intai a structurii poate fii utilizata daca deformatiile au o influenta neglijabila asupra cresterii solicitarilor sau asupra comportamentului structural. Aceasta conditie este indeplinita daca cr >10. In urma analizei din Sap a rezultat un cr = 65,572>10 fiind astfel aleasa ca metoda de calcul a cadrului analiza elastica de ordinul I.

2.3.2. DIAGRAME DE EFORTURI Din gruparea fundamentala SLU 3 :Din aceasta combinatie a rezultat sectiunile grinzilor articulate.

Diagrama de moment incovoietor

Din gruparea seismica S-disipativ :Din aceasta combinatie a rezultat sectiunile linkului Diagrama de moment incovoietor

Din gruparea seismica S-nedisipativ :Din aceasta combinatie a rezultat sectiunile stalpilor si a contavantuirilor Diagrama de moment incovoietor

Diagrama de forta axiala

2.3.3. MODURI PROPRII DE VIBRATIECadrul reprezinta un sistem cu mai multe grade de libertate dinamica. Din analiza modala efectuata cu programul SAP se poate observa ca in primul mod propriu de vibratie (modul fundamental de vibratie, deoarece ii corespunde perioada cea mai mare) cele doua mase de nivel se deplaseaza in acelasi sens, iar in cel de-al doilea mod propriu de vibratie au sensuri opuse.

Modul 1 - T=0,717

Modul 2 - T=0,26

TABLE: Modal Participating Mass Ratios

OutputCaseStepTypeStepNumPeriodUXSumUX

TextTextUnitlessSecUnitlessUnitless

MODALMode10.7175070.833730.83373

MODALMode20.260260.128260.962

MODALMode30.155750.027080.98908

2.4. VERIFICAREA STRUCTURII2.4.1. Verificarea elementelor la SLU/SLS in situaia de proiectare fundamental

Faptul ca acele grinzi sunt rosii este dintr-o eroare de program care le considera clasa4, ambele sectiuni fiind clasa 1 conform tabelului de profile Arcelor Group.

2.4.2. Verificarea elementelor la SLU in situaia seismic de proiectare Componente disipative :

Pentru LINKURI caci ele sunt elementele disipative mai avem urmatoarele verificari suplimentare: - verificarea raportului IPE 400

Componente nedisipative SLU nedisipativ :

Efectele de ordinul doi pot fi considerate nesemnificative daca la toate nivelurile este indeplinita conditia :

coeficientul de sensibilitate al deplasarii relative de nivel incarcarea verticala totala la nivelul considerat, in ipoteza de calcul seismic deplasarea relativa de nivel forta taietoare totala de etaj

NivelF.taietoareInc.Vert.drh