curs iv_b

8/3/2019 Curs IV_b

http://slidepdf.com/reader/full/curs-ivb 1/16

BAZELE PROIECTRII STRUCTURILOR

Conf.dr.ing Adrian CIUTINA

- CURS 4_b -

Aciuni în construcii – generaliti

Notele de curs pot fi descrcate de pe pagina de webhttp:/ / ww w.ct.upt.ro/ users/ AdrianCiutina/

http://www.ct.upt.ro/users/AdrianCiutina/

http://www.ct.upt.ro/users/AdrianCiutina/

8/3/2019 Curs IV_b


Adrian Ciutina, Bazele proiectrii structurilor

o Estimarea aciunilor în construcii se face dup Eur ocode 1990 , carefurnizeaz bazele de modelare a aciunilor i controlul siguraneistructurale.

o Eurocode 1990 ofer o clasificare a aciunilor în construcii, în scopul dea identifica similitudinile sau deosebirile dintre diferitele aciuni.

o Eurocode 1990 permite folosirea unor modele teoretice corespunztoarepentru încrcri în proiectarea structural.

o Un model complet al aciunii descrie mai multe proprieti ale uneiaciuni: magnitudinea, poziia, direcia i durata.

o În anumite cazuri trebuie luate în consideraie interaciunile între aciunii rspunsul structural (de exemplu oscilaii datorate vântului, presiuneaexercitat asupra solului sau deformaii impuse).

CAPITOLUL VI – ACIUNI ÎN CONSTRUCII§ 6.1 Generaliti

8/3/2019 Curs IV_b



o Clasificarea încrcrilor ine cont de urmtoarele aspecte caracteristice încrcrilor:n variaia în timp;n originea (directe sau indirecte);n variaia în spaiu (fixe sau libere)n natura încrcrii i/sau rspunsul structural.

OBS: În plus fa de aceste clasificri, Eurocode 1990 consider c influena mediilorchimice, fiziologice i biologice este un grup separat de aciuni care pot aveainfluene negative în timp pentru caracteristicile mecanice ale materialelor ielementelor.Influena acestor tipuri de medii conduce la scderi graduale ale siguranei

structurale.

§ 6.2 Aciuni – Clasificare

8/3/2019 Curs IV_b



o Considerând variaia în timp, aciunile pot fi clasificate în:n Ac i u n i p e r m a n e n te ( G) . Sunt acele aciuni care acioneaz pentru o

perioad de timp de referin dat – durata de via a construciei sau maipuin – i pentru care variaia magnitudinii în timp este neglijabil, sau pentrucare variaia este continui monoton, pân la atingerea unei valori limit(definiia Eurocode 1990).

OBS: Exemple de încrcri permanente: greutatea proprie a structurilor sau aechipamentelor fixe, aciuni indirecte cauzate de contracii sau tasri neuniforme.

n Ac i un i va r iab i l e (Q) . Sunt acele aciuni pentru care variaia magnitudinii cutimpul nu este nici neglijabil nici monoton (definiia Eurocode 1990).

OBS: Exemple de încrcri variabile: încrcrile impuse în cldiri sau tabliere depoduri, aciuni ale vântului sau ale zpezii.

n Ac i un i acc iden t a le (A ) . Aciuni, în general de scurt durat, dar cumagnitudini semnificative, care sunt foarte puin probabil s acioneze asupracldirii, pe timpul duratei de via a acesteia (definiia Eurocode 1990).

OBS: (1) Exemple de încrcri accidentale: incendii, explozii, încrcri din impact.(2) Aciunile datorate cutremurelor sunt de obicei identificate tot ca aciuni

accidentale i notate prin simbolul AE.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP VARIAIA ÎN TIMP

8/3/2019 Curs IV_b



o Acest tip de clasificare este cel mai important i folosete la stabilireacombinaiilor de aciuni.

OBS: (1) Alte clasificri sunt de asemenea importante, pentru stabilirea valorilorreprezentative ale încrcrilor.

(2) Raiunea inginereasc este necesar pentru identificarea naturii anumitoraciuni: de exemplu, greutatea permanent a unei macarale reprezint o aciunepermanent, dar greutatea ridicat de aceasta reprezint o greutate variabil.Asemenea raionamente sunt importante în selectarea factorilor pariali desiguran pentru combinaia aciunilor.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP VARIAIA ÎN TIMP

8/3/2019 Curs IV_b



o Considerând originea aciunii, aciunile pot fi clasificate în:n Ac i un i d i rec te. Sunt acele aciuni care sunt aplicate direct pe structur, iar

modelul acestui tip de încrcare este determinat independent de proprietilesau de rspunsul structural.

OBS: Exemple de încrcri directe: încrcri permanente, încrcrile utile itehnologice etc.

n Ac i u n i i n d i r e c te. Sunt acele aciuni care introduc stri de eforturi înstructur, dei nu sunt aplicate direct pe aceasta.

OBS: (1) Exemple de încrcri indirecte: contracia betonului, tasarea neuniform afundaiilor.

(2) Aciunile indirecte pot fi considerate ca aciuni permanente (ex. tasareaneuniform) sau ca aciuni variabile (ex. încrcarea din temperatur).

(3) Variaia eforturilor datorit umiditii este considerat doar în cazulstructurilor din lemn sau zidrie.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP ORIGINE

8/3/2019 Curs IV_b



o În funcie de variaia în spaiu a încrcrilor, acestea pot fi:n Ac i un i l i be re. Sunt aciuni care pot fi aplicate pe structuri oriunde, în

anumite limite specificate.

OBS: Exemple de încrcri libere: modelele de încrcri din trafic corespund aciunilorlibere: ele sunt aplicabile pe poduri astfel încât s fie obinute cele maidefavorabile efecte.

n Ac i u n i f i xe . Aciunile care sunt aplicabile în locuri prestabilite i cu valoricalculabile.

OBS: Exemple: greutatea proprie a unui echipament este o încrcare fix, datoritfaptului c este aplicabil într-o locaie prestabilit.

o Pentru cele mai multe aciuni libere, variabilitatea spaial este de cele

mai multe ori limitat. Aceast variabilitate trebuie luat în consideraie în mod direct, dar adesea poate fi neglijat.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP VARIAIA ÎN SPAIU

8/3/2019 Curs IV_b



OBS: (1) Spre exemplu, în cazul unui pod, convoiul de încrcare provenit din tren(camion) sau mai multe trenuri (camioane) poate aciona doar în lungul podului.

(2) În cazul unei grinzi simplu rezemate, se cunoate c eforturile maxime se înregistreaz în cazul în care încrcarea concentrat acioneaz la mijloculdeschiderii. Prin urmare, se consider aceast dispoziie ca fiind sigur, iar

încrcarea (dei este de tip liber) este aplicat ca o încrcare fix.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP VARIAIA ÎN SPAIU

8/3/2019 Curs IV_b



o Considerând natura aciunilor i rspunsul structural, toate aciunile potfi clasificate în:n Ac i un i s ta t i ce. Sunt aciunile care nu cauzeaz acceleraii semnificative ale

structurii sau unui element structural.

OBS: Exemple de aciuni statice: aproape toate încrcrile de tip permanent.

n Ac i u n i d i n a m ice. Sunt aciunile care cauzeaz acceleraii semnificative alestructurii sau unui element structural.

OBS: Exemple de aciuni dinamice: încrcarea din vânt, încrcarea din seism, alte încrcri variabile i excepionale.

o De foarte multe ori efectele dinamice ale aciunilor sunt considerate caaciuni cvasi-statice, prin creterea magnitudinii încrcrilor de tip static

sau prin introducerea unei aciuni statice echivalente.OBS: Anumite încrcri variabile, statice sau dinamice pot cauza fluctuaii ale

eforturilor, traduse prin oboseala materialelor sau elementelor structurale.

§ 6.2 Aciuni – ClasificareCLASIFICARE DUP NATURA ÎNCRCRII

8/3/2019 Curs IV_b



o Tabelul de mai jos ofer exemple de încrcri pentru cele mai uzualetipuri de încrcare:

o Exploziio Incendiio Impactul vehicolelor

o Încrcri utile pe planeeo Încrcri din zpado Încrcri din vânto Aciuni indirecte, cumsunt cele din efecteletemperaturii

o Greutatea permanent astructuriloro Echipamente fixeo Forele de pretensionareo Presiunea datorat apeii soluriloro Aciuni indirecte (ex.tasri ale reazemelor)

Aciuni accidentaleAciuni variabileAciuni permanente

o Clasificarea încrcrilor din tabel corespunde încrcrilor tipice ale încrcrilor, în anumite cazuri ele fiind neaplicabile.

OBS: (1) Exemplul 1: depinzând de locaia structurii i de condiiile de încrcare,

anumite aciuni, cum ar fi aciunile seismice sau cele din zpad, pot ficonsiderate aciuni accidentale sau aciuni variabile, clasificarea acestora f cându-se în funcie de variablitatea acestora în timp.

(2) Exemplul 2: Aciuni similare ale apei pot fi considerate ca permanente i-sauvariabile, depinzând de variaia lor în timp.

§ 6.3 Exemple de aciuni

8/3/2019 Curs IV_b



o În cazul aciunilor seismice, pentru anumite regiuni sau ri, cutremurelenu sunt evenimente rare i pot fi tratate ca aciuni variabile.

o Astfel, pot fi definite dou nivele ale încrcrii seismice, bazate peperioade de revenire diferite:n o pe r ioad m ic de reven i re , caracteristic încrcrilor de serviciu (de

exemplu 50 de ani) care definete încrcrile seismice curente, cu intensitatemic;

n o pe r ioad d e r e ven i r e m a i m a r e , (de exemplu 475 de ani), care definete încrcrile seismice la SLU, cu intensitate mai mare.

OBS: Luând ca exemplu un pod de cale ferat, cele dou tipuri de încrcri seismice sepot traduce prin:

- încrcri seismice curente (cu perioada de revenire de 50 de ani), subaciunea crora inele de cale nu trebuie distorsionate (pentru a nu produce

deraieri ale trenurilor);- încrcri seismice excepionale (cu perioada de revenire de 475 de ani),

pentru care podul poate fi deteriorat, dar s rmân utilizabil (prin eventualereparaii).

§ 6.3 Exemple de aciuni

8/3/2019 Curs IV_b



d f repF Fγ =

o În conformitate cu Eurocode 1990, valoarea de calcul a aciunilor esteobinut folosind:n va loa rea ca rac te r i s t i c saun al t va loa re rep rezen ta t i v.

în combinaie cu factori pariali de siguran.

o Valoarea de calcul a aciunilor se calculeaz cu:

rep k F Fψ =cu:

unde: - Fk este valoarea caracteristic a aciunii.- Frep este valoarea reprezentativ relevant a aciunii.- f este factorul parial de siguran al aciunii, care ia în

consideraie posibilitatea deviaiilor nefavorabile ale aciunilor.- este factorul de combinare al aciunii: fie 1,00 sau 0, 1, 2

sau 3 .

§ 6.4 Valoarea de calcul i valoareacaracteristic a aciunilor

8/3/2019 Curs IV_b



o Toate aciunile, incluzând influenele mediului sunt introduse în calculelede proiectare ca valori reprezentative. Cea mai important valoarereprezentativ a unei aciuni F este valoarea sa caracteristic Fk .

o În funcie de datele disponibile i de experien, valoarea caracteristica încrcrilor este specificat în standardele relevante EN(Eurocode), ca o valoare medie, valoare superioar sau inferioar a

încrcrii sau printr-o valoare nominal (aceasta din urm nu se refer la

distribuii statistice).o Determinarea valorii reprezentative a unei aciuni poate implica nu numai

evaluarea i analiza observaiilor i a datelor experimentale disponibile,dar deseori, o apreciere i raionare subiectiv cât mai corect, încazul în care datele statistice nu sunt suficiente (de exemplu în cazulaciunilor accidentale) sau de decizie (de exemplu în cazul încrcrilor

admisibile).

§ 6.4 Valoarea de calcul i valoareacaracteristic a aciunilor

8/3/2019 Curs IV_b



o Pentru determinarea aciunilor permanente G, i în mod particular pentrudeterminarea greutilor proprii ale materialelor de construcietradiionale, exist deja suficiente date statistice pentru determinareavalorilor caracteristice.

o Dac variabilitatea aciunii permanente este mic, se poate folosi osingur valoare caracteristic, Gk, iar aceasta reprezint valoarea medie a

încrcrii.

o Dac variabilitatea aciunii permanente este mare, exist douvalori care pot fi folosite:n Î n cr cr i pe rm anen te super ioa re , no t a te cu Gk,sup i

n Î n cr cr i pe rm anen te in fe r ioa re , no t a te cu Gk,inf .

OBS: De exemplu, în cazul podurilor:- încrcarea permanent a tablierului este considerat cu valoarea medie,

deoarece variabilitatea acesteia este foarte mic (de obicei construcuia poduriloreste controlat de un personal competent);

- greutatea proprie a parapetelor, balastul pentru calea ferat etc suntconsiderate folosind valori caracteristice superioare i inferioare, din cauza faptului variabilitatea acestora poate fi important.

§ 6.5 Aciuni permanenteVALORI CARACTERISTICE

8/3/2019 Curs IV_b



o În general, variabilitatea aciunilor permanente poate fi considerat cafiind mic (cu un coeficient de variaie între 0,05 i 0,1).

o În cazul greutilor proprii, se poate folosi o valoare unic, calculat cafiind valoarea medie a încrcrii, mG.

o Variaia Gausian a unei încrcri:

o Pentru ale cazuri sunt folosite valorile Gk,sup i Gk,inf , reprezentândfractilele de 0,05 i 0,95, ca în figura de mai sus (considerând distribuiagausian a încrcrilor).

Formule de calcul aleGk,sup i Gk,inf


8/3/2019 Curs IV_b



o În formulele anterioare:n VG este coeficientul de variaie al aciunii G.

OBS: (1) Un coeficient de variaie de 0,1 (valoare care reprezint frontiera ipoteticdintre variabilitatea mic respectiv mare a aciunilor permanente) implic ovaloare superioari inferioar de calcul mai mare respectiv mai mic cu 16,4%decât valoarea medie mG.

(2) Exist cazuri speciale în proiectare (de exemplu calculul la rsturnarerespectiv rezisten a unui zid de sprijin), în care trebuie folosite ambele valori(superioari inferioar) ale aciunii permanente.


curs iv_b

Documents