conectori

1

Universitatea Tehnică de Construcţii Bucureşti

CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

SISTEME MODERNESISTEME MODERNEDE CONECTAREDE CONECTARE

Eugen Lozincă


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Exemple de utlizare a sistemelor de conectare

INTRODUCERE

CONSOLIDARE CU CONTRAVANTUIRI METALICE

2


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

INTRODUCERE


CONSOLIDARE CU „TESATURI“ DIN FIBRE DE CARBON


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

INTRODUCERE


SISTEME DE IZOLARE A BAZEI

3


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


INTRODUCERE

Sistem de aer conditionat incorect

instalat


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Sistem de conectare

eficient

Producător

Proiectare riguroasă

Inginer

Instalare corectă

Executant

INTRODUCERE

PRINDERE SIGURĂ

Pentru a asigura sisteme de prindere sigure este necesară o bună cooperare între

producător, inginerul proiectant si executant.

4


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

ADERENŢĂADERENŢĂ

FRECAREFRECARE

ÎMPĂNARE MECANICĂ

SISTEME DE PRINDERE – Mecanismele de transmitere

Mecanismele de transmitere a încărcărilor pentru solicitarea de întindere sunt de trei tipuri:

ÎMPĂNARE MECANICĂ


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

METODE DE PRINDERE

Sistemele de prindere pot fi clasificate înpreinstalate sau postinstalate.

Preinstalate-manşoane filetate-profile tip jgheab-buloane cu cap-altele

Postinstalate

Metode de prindere pe elemente de beton

Instalare directăConectori acţionaţi cu exploziv

Instalate în locaş forat

-conectori cu expansiune-conectori cu prag-conectori cu aderenţă-conectori cu mecanisme combinate

5


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

SISTEME DE PRINDERE – Conectori preinstalaţi

Conectorii preinstalaţi transmit forţele de întindere prin

împănarea mecanică în beton.

Sistemele de prindere preinstalate tipice sunt profilele de tip jgheab şi

buloanele cu cap.

Barenetede

Bareprofilate

Capul bulonului

Buloane cu cap

Inapoi

Mansoanefiletate


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

SISTEME DE PRINDERE – Conectori postinstalaţi

Conectorii “împuscati transmit forţele de întindere prin frecareîntre beton şi tija conectorului.

Conectori acţionaţi cu exploziv (prin împuşcare)

Inapoi

6


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Conectorii cu expansiune transmit forţa de întindere prinfrecare.

Conectorii cu prag transferă forţa de întindere prinîmpănare mecanică.

Conectorii cu aderenţă transmit forţa de întindere prineforturi de aderenţă.

Conectori cu prag

Conectori în extensie

Prag local

Conectori cu expansiune

Înainte de rotire

După rotire

Conectori cu aderenţă

Mortar adeziv

Tijă filetată


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Conectori cu expansiune

Inapoi

7


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Conectori cu prag


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Conectori cu prag

Inapoi

8


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Conectori cu aderenta


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Conectori cu aderenţă şi expansiune

SISTEME DE PRINDERE – Modele recente de conectori

• forţa de întindere este transmisăprintr-o combinaţie între eforturilede aderenţă şi frecare

• comportare bună în beton fisurat• forţa se transmite prin împănare mecanică• instalare simplă

Şuruburi pentru beton

9


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

SISTEME DE PRINDERE – Criteriul de selecţie

Preţ de cumpărare micPreţ de cumpărare mic

Alte criteriiAlte criterii

Contacte bune cu companiile producătoare

Contacte bune cu companiile producătoare

Date tehnice specificeDate tehnice specifice

Cost mic de instalareCost mic de instalare

Grad înalt de versatilitateGrad înalt de versatilitate

50 % doresc ca sistemele de prindere să poată fi folosite pentru o gamă largă de aplicaţii

70 % din inginerii intervievaţi consideră că cel mai important factor este să se dispună de date tehnice detaliate

Preţul sistemelor de prindere reprezintă în viziunea utilizatorilor un criteriu mai putin important


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

TESTAREA SISTEMELOR DE PRINDERE

Conectorii trebuie să funcţioneze adecvat în aplicaţiile în care sunt folosiţi.

Omologarea prin teste experimentale este necesară

- Verificare utilizarii pentru diverse aplicaţii

- Evaluarea condiţiilor necesare pentru folosirea lor

European Organisation forTechnical Approval[ETAG 001 (1997)]

American ConcreteInstitute

[ACI 355.2 (2001)]

10


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

PROIECTAREA ÎMBINĂRILOR

Moduri de rupere la solicitatea de întindere

Direcţii de încărcare şi moduri de rupere

Întindere

MODURI DE RUPERE:-Despicare (a)-Ruperea betonului (b), (d)-Ruperea oţelului (c)-Smulgerea din beton (e)-Expulzarea betonului (f)

NnNn

Cedarea prin desprinderea conului de beton


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA




Întindere


Cedarea prin desprinderea conului de beton

11


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA




Întindere


Nn

Ruperea oţelului

Nn

Smulgerea din beton


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA




Întindere


Expulzarea betonului

Nn

12


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Moduri de rupere la solicitatea de forfecare


Întindere


Forfecare

MODURI DE RUPERE:-Ruperea oţelului (a)-Dislocarea betonului (b)-Ruperea betonului lamargine şi lacolţ (c),(d),(e)

Vn

Ruperea oţelului


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA




Întindere


Forfecare


Dislocarea betonului

13


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA




Întindere


Forfecare


Ruperea betonului la margine


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Efort de întindere constatnt Suprafaţa de cedare

cu: k1, k2 = constantefc = rezistenţa la compresiune a

betonuluihef = adâncimea de înglobare

PROIECTAREA ÎMBINĂRILOR – ACI 349

0.5 2, 1 2u c c efN k f k h= ⋅ ⋅ ⋅

Metoda Conului - ACI 349 (1985):

14


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

PROIECTAREA ÎMBINĂRILOR – Metoda CCD

Grupuri de conectori


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

cu: k, k3- k5 = constantefc = rezistenţa la compresiune a betonuluihef = adâncimea de înglobare

Factor ce ia în considerare efectul de scară datorităgradientului foarte ridicat din zona de transfer a încărcării.Efectul de scară este pronunţat în cazul conectorilor.

Efort de întindere constant Suprafaţa de cedare


Metoda CCD:

0.5 2 0.5, 3 4 5 /u c c ef efN k f k h k h= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

0.5 1.5c efk f h= ⋅ ⋅

15


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Grupuri de conectori si/sau conectori la margine


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Fără efect de scară:-adâncimi de înglobare mici⇒ subestimarea capacităţii

- adâncimi de înglobare mari⇒ supraestimarea capacităţii


0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6Embedment depth [m]

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Failu

re lo

ad [M

N]

Eligehausen et al. (1992/1) and (1992/2)

CC-method

ACI-349 (1985) - no size effect- size effect

fcc=30 N/mm2

Nu=Nu,test (30/fcc,test)0.5

Embedment depth hef [m]Capacitatea prinderii în cazul cedării prin desprinderea conului de beton

poate fi estimată cu suficientă acurateţe prin Metoda CCD.

16


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Cu Metoda CCD capacitatea prinderilor în cazul cedării prin

beton poate fi estimată cu suficientă acurateţe.

Unghiul dintre suprafaţa de cedare şi suprafaţa betonului nu este de

45°, ci de aproximativ 35°.

Presupunând α = 45° se poate supraestima capacitatea

grupurilor de conectori sau a celor instalaţi la marginea

elementului de beton.


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

A45


Pentru α = 35° rezulta o suprafata de cedare mai mare si un efort de cedare mai mic (considerat constant pe suprafata de cedare).

45o

Tcap

σ145

A35

35oσ1

35A45 < A35

σ145 > σ1

35

17


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Presupunând α = 45° se poate supraestima capacitatea grupurilor de conectori sau a celor instalaţi la marginea elementului de beton.

Mar

gine

a el

emen

tulu

i de

beto

n


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

ANCORAREA ÎN BETON FISURAT – Formarea fisurilor

Fisurare produsă de încărcările exterioare

Fisurare produsă de deformaţiile impuse

Încărcarea F

Variaţia de temperatură ∆T

18


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Eforturile mari de întinderesunt rezultatul pretensionariişi solicitării conectorilor.

Găurile forate reprezintă concentratori de eforturi.

Există o probabilitate ridicată ca sistemele de prindere instalate în beton nefisurat să fie localizate după fisurarea betonului în dreptul unei fisuri.


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Teste la Universitatea din Stuttgart


Conectori cu expansiune montaţi prin rotire Conectori cu prag

conectori încărcaţiconectori cu expansiune, neîncărcaţiGaură realizată cu bormaşina

19


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

CONECTORI CU CAP şi CONECTORI CU PRAG

BETON FISURAT – Conectori cu cap şi conectori cu prag

Proiectaţi pentru utilizareîn beton fisurat

Reducerea capacităţii de cedare în beton fisurat

Aprox. 25 % reducere faţă de utilizarea în

beton nefisurat


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

CONECTORI CU EXPANSIUNE ACŢIONAŢI PRIN ROTIRE

BETON FISURAT – Conectori cu expansiune

Proiectaţi pentru utilizareîn beton fisurat



beton nefisurat

20


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Pot fi completineficienţi


Ancoraţi înbeton fisurat

Proiectaţi pentru utilizareîn beton nefisurat

CONECTORI CU EXPANSIUNE ACŢIONAŢI PRIN ROTIRE


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA


Proiectaţi pentru utilizare în beton nefisurat



beton nefisurat

Reducerea va fi şi mai pronunţată dacă

conectorii sunt numai în expansiune parţială.

CONECTORI CU EXPANSIUNE ACŢIONAŢI PRIN ÎMPINGERE

21


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

PiuliţăŞaibă

Tijăfiletată

Fisură

Beton

Beton Fisură

Tijă filetată

Mortar

CONECTORI CU ADERENŢĂ

BETON FISURAT – Conectori cu aderenţă

Distruge aderenţa dintre mortar şi beton

FISURA


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

BETON FISURAT – Conectori cu aderenţă

Proiectaţi pentru utilizare în beton nefisurat



beton nefisurat

Împrăştiere mare

CONECTORI CU ADERENŢĂ

22


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Răşină

Beton

Tija cu conuri

Element fixat

BETON FISURAT – Conectori cu aderenţă şi expansiune

FORŢELE DEEXPANSIUNE

sunt generate de împingerea produsă în mortar de conurile

conectorului

FISURA

CONECTORI CU ADERENŢĂ ŞI EXPANSIUNE


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

1. cu curăţirea găurii2. fără curăţirea găurii

BETON FISURAT – Conectori cu aderenţă şi expansiune


beton nefisurat

Proiectaţi pentru utilizare în beton fisurat

Reducerea capacităţii de cedare prin desprinderea

conului de beton

CONECTORI CU ADERENŢĂ ŞI EXPANSIUNE

23


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

INSTALLAREA SISTEMELOR DE PRINDERILOR

Greşeli de instalare aparent minore: ► necurăţirea sau curăţirea insuficientă a găurii► folosirea unei maşini de găurit nepotrivite► o rotire insuficientă imprimată conectorului► compactarea necorespunzătoare a betonului în zona conectorului

influenţează semnificativ comportarea prinderii

Instrucţiuni de instalare date de producător


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

Conectori cu expansiune acţionaţi prin rotire

SISTEME DE PRINDERE – Instalarea corectă

• capacitatea prinderii se reduce cu circa 30%• conectorul “alunecă” cu o deplasare triplă faţă de cea corespunzătoare unei instalări corecte

Expansiune completă

Expansiune parţială

24


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

SISTEME DE PRINDERE – Instalarea corectă

Conectori cu aderenţă

• reducerea semnificativă a forţei capabile• necurăţirea găurii ⇒ capacitatea prinderii este

de doar 7% din cea corespunzătoare unei instalări corecte

Corect instalat (introdus cu mâna)

Incorect instalat (introdus cu bormaşina)

Fără curăţirea găurii


CCBA

UNIVERSITATEA

TEHNICA

CONCLUZII

Tehnicile moderne de conectare sunt tot mai utilizate în construcţii.

În ultimul timp au fost dezvoltate sisteme de prindere noi şi inovative.

În ghidurile de proiectare au fost introduse metode fiabile de proiectare

Totuşi, în prezent, sistemele de conectare nu sunt utilizate cu aceeaşi încredere ca alte prinderi (spre ex.: sudarea), în principal datorită pregătirii insuficiente a inginerilor proiectanţi şi, în special,a muncitorilor care le instalează.

Este de presupus că domeniul de utilizare a sistemelor moderne de prindere se va îmbunătăţi prin pregătirea adecvată a proiectanţilor şi a muncitorilor.

conectori

Documents