rspl , zqog nEl - r6lEl/tl , €r urspeav ||lPlolcos Errj p]

UOIlUnICnUIS V VSlUSllSvtrclroud 0Nt^tud iltdlcNoo loN

nSstons tvH[,!

$inlilici:Relerenti Prci univ. dr' ing

Proi. univ. dr. ngloan Ciongradl

Constantin lonescu

Edltu6 SocieGli Academi@ 'M atei _

Biul Dumilru Manqeon nr cr

DLc.tor ProiunN driog con5€n$

e maiL.ion6d@e tuas ro

2

DescrieGa CIP a Bibliotecii N4ionale 3 Romaniei

i,1",'{fi::i!flir:lt;"**:lr:*:r;Bolez',2005

u,ioJ',in';, tnur'u-u

624.042 7 624 07

Cuprins

PROTECTA SEISMICA

1.1 ASPECTEGENERALE

1,2 SLSTEI EDEPROTECTESESM CA

1 3 DISFUNCII ALE S STEMELOR DE PROTECTE SEISMICA

NOTIUNI DE SEISMOLOGIE INGINEREASCA

2.] ASPECTE GENERALE

2.2 MECAN!SMUL PRODUCERIL CUTREMUREIOR SI UNDELE SE SM CE

2.3 EVALUAREA MISCARILOR SE SMICE

2 4 NFLUENTACONDLT ILOR GEOLOGLCE ASUPRA ACTII]N!I SEISM CE

ELEMENIE DE DINAMICA SI II{GINERIE SEISiiICA

31 ASPECTEGENERALE

3.2 GMDE DE LIBERTATE D NAAI CA

33 RIGID TATE SI FLEX B L TATE

34 SISTEMULCU UN GRAO DE LLBERTATE DINAM CA OGLD)

3.4.1 VibElii bere neamodzale

342 oscilalii be€amonizale

343 Decremenlul loq d tnic al amodizr riL

3 4.4 vta! ioiale amo@3 5 S STEMIJL CU UN GAMD DE LIBERTATE DINAM CA LAACTIUNI

SE SM CE

3.6 SLSTEMUL CU n GMDE DE L BERTATE D NAMICE

361 Valo sivecloripropr

3 6.2 Modelu Rayle qh

3 6.3 Analiza speclEld

3.64 Cacutu iodeiGieloare de baza 9 d st bulia lodeor s smrce

3.7 MSPUNSUL N T MP (t me hisirry)

PROTECTIA SEISMICA OUC]ILA

4.1 ASPECTEGENEMLE

4.2 STRL]CTURIDUCTILE

4.3 PROCEDEE DE CALCI]L

5

9

2A

23

26

32

35

37

38

40

a42

48

53

55

57

63

65

6T

70

75

8l

88

89

92

93

93

93

93

43.1 Metoda ioie or seismie slalice echivaleile

4.3.2 [,leioda iode or seismie slalice echivalente

43.3 Metodad€ caLculdinamc lin (lme hstory)

4.3 4 Metoda de calcul ne n ar

4 3 4.1 Calculul static neliniar (b og6fc sau

4 3.4.2 calculu dlnanicne ar

4.3.5 Veriicareasiguanlei

4.3.51 starea mlG ulima

43.5.2 Starea m 16 de seflclu

4 4 UNELE I,IASI]RI CONSTRUCTIVE

4 4.1 Slrucluidin beloi amat

4.4.1.1 Stuctu d r dasa de ducUlilate inalta (Hl

4 4 I 2 sttucru d n dasa de duclilitate medi€ (M)

44.13 E enenle genehle de pro ectarc

PROTECTIASEISMICA PRI'{ DISIPAREA ENERGIEI

5.1 ASPECTE GENERALE

5,2 STRUCTURIDE CLAD R CU S STEI,iE O S PATOARE DE ENERG E

5.3 D SIPATORI DE EN ERG E CU FRECARE

5 4 D SIPATORIDE ENERG E CU DEFORMAI E PLASTICA A METALIJLL]

55 D SIPATORI DE ENERG ECU EXTRUDEREA PLIJMBI.]LU

56 D SIPATORI VASCO-ELAST CI

5 7 DIS PATORIVASCOS

PROTECTIA SEISMICA ADAPTNA

0.1 ASPECTECENERALE

6.2 S STEMUL CU l GLD CU MASA ACORDATA

6.3 s STEMILCU nGLD CU MASAAooRDATA

6.4 APLICAT]STRUCTURALE

IZOLAREA SEISMICA A BAZEI

7 1 ASPECTE GENERALE

7 2 SLSTEI'IE CINEMAT CE DE IZoLARE A BME

721 E emenle de €Lculale ezerelor cinemal ce de lip pendul s mp u

/22 Eemenlddeolcllaeezemelorcinemalcedelppenduldubu7 3 IZOLAREASEISMICA CLJ REAZEME DIN ELAS'IOMERI

73.i Camcleisi c e e astomeior

7.3.1.a 0r ialea elasiomer or73.1b E as{cilale ii hoduli de e asl citate

7.3.1 c Mode e reo ogie7.3.2 Compodarca reazemelor d n €lasoner

7.32a R gid talea ved ca a a G&eme or din e aslomed

7.32b Rgidtalea aiodecarcareazemelordnelaslomer

7.3 3 Tipud de reazemedineaslofred

74 CALCULULSTRUCTUR LOR IZOLATE SEISM C

741 lzoarea sesmcd cu eoda.ea nuna a g€deor de liberlale de

95

95

96

96

97

98

101

142

113

119

131

141

151

152

156

159

163

1t1

182

186

187

187

190

190

192

195

244

206

200

211

211

214la area selsm cd cu a@rdarca gradelor de libedate de lEnslale7 42

IPROTECTIA SEISMICA

1.1 ASPECTE GENERALE

Cfternurel€ de dm6nl au €prczental dinloldeauna 0n examen sever pentru o ce

constructor. Cu aceasE ocazie sunt evdenliate pe hnga erofi e de concepte 9iexeculte necesitatea altor cai 9i metode de prci€ctare peniru coistrucliileamplasale in rone seismice care sa fe mai eficienle economic ai cu 0 siguranti

In contextul preodrpaibr acluale dalodtd unorc€dnle reslrlctive ale unor crnstuclii speciale

cum sunl rcacloarcle din cadrul cenlr;lelor nuceare, inslaalle cu p€ricol de exdoZe,

laboratoarele de marc orecizie elc.. a iosl readus in dscule un deziderat nrai ve.h a

constructor or 9i anume acela de rcducerc a innuentei acliunii seismie asupm conslructiilor.

Una d n cedntele tundam€nlal€ in p'oiecla€a constuct ilor la actiuni seivn c€ conslS inasig u rarea u ne ad aptab I r4i a srructu di d e rezistenla, astial in cet evenlualele deg rad; r

ce pot aparc sa nu puna in pericol ansamblu. Mai muli, p€nlru anunte slructuri

speciale 9 insial4i, cerinlele de proieclare sunl ca functona'ea aceslom sa nu se

inlrenrpa duF un seism dislrug;tor.

lncz din anul 1967 normele SEAOC - Struclural Eng neerng Associat on of Callom a'au fundamental conceplta actuaE de pbectarc a slructurilor amp asate in zone

seismice, care a iost apoi arg acceplata de normalivele d€ €col sesmic din

majorlalea lidlor. Princpalele crleiicarc slau la baza nome orsunl

i. a cutremurel€ ds mici inlensitate. slrucludlelrcbuie sa rezi$e fed niciun f€lde ava e, ad cE s,lucrczein domeniu elast c

ii. 0enlru miscadle seisnice nodenle nu sunl adniso avarii in slruclun de

Ezistenti, dar sunl acceplate avarii n61ructunle (in elen'oxe e nepodaie);

ii. in cazu I producerii culremu rclor calaslrofa le pentru prolejarca veflor 0mene91i

9ia bunudlorde mae valoac, degradef e slructurale poslbile sd nu conduc6lacolaps (pdbutirc lotaE).

Concepla de proectare la acljun seismice se bazeazd ln p€zent pe conlormarea(daphrca) stucturii asttel incal enersia sa capabiE, formals din eneqia cinefta, eners apolenliaE, enersia de dis pale ln domen u elasdc I ncursiunl in lnelasiic (cnnceplul de

dudilitaF) si depdgedce eneEla probabli indusa Ecap>Ei ceea ce se poate rea za

prin consumui mporlanle de otelg belon l5l.

thi .orca4i ptivind pat cia seisnicd a structuilq

Maimul practica a demonstiat ce acesl concept bazat pe ducli late, pe Engi tuplul c,nu este sgur in exploatare, conduce 9 la degradir dalorate cerinlelor de incurs un in

dorneniu olaslic care se traducln inalp n chelluie ide conso darc.

Pe de alla pane sludile expedmentae arata ca

pdn deformaUi ineastce la incarcarib cclcemecansmele de absorblie ae €nergieL

sunt imp€vzible constatndu-sece pot pune ln peicol slfirclura de

de ceda€ pmpuse in ginzr nu se

prin mecanisme tolal diferle de cel€

degraderi 9i rnodificd ale modurilor de cedare

rczisleda. De foade multe ori mecanismele

adeveresc, €zu[and cedad a niveld stapibr

1 1 cedarea stalpilor unei c adid cu slruclud in cadre din belon annal, Kobe 1 995

Ca umare a ncur.siun lor in domeniul dastc eslimerib au ar;lal cd sunt necesare

costud insemnale pentrLr remedied 9 conso idef ce pol aiunge pane a 30% dn

valoarea de inlocune a cladid I11 dar carc n u lntoldeau na pot confer structu rii sig u ranta

Produc€rea Lrnordegrader stuctu€le lmponante poale conduc€ uneorila probleme

d€ proieclare exlrem de dfcile. Daca problemeLe economice pot f rezoLvale n

anum le siludi rclal v u9or, asp€ctele lelrnice precum cele legale de scoalerea dlnuz a Lrnor conslruclii de rnaxlfi impoftanF penlru economie sunl adesea loadecompexe 9 greu de rezo vat. De rnu te ori esie rnai dfcil se consoldezi o

conslructe decat sa o constru e$l dn nou, datodra rcshctilor 9l rscuriior carecornp id conceplia giexecula 1101.

Eneqa indu$ inlr-un sislem depinde de fapt de caractersicile sae dnamice, dedefomab litale 9i d€ capacitatea de dshare energerce, in slransZ l€gitur, cu lipulacliun i Ac€asta inseamn; cd pol f slab liie anumite soluli oplime de eglare $iadaplare a caracle stciorstruclurale, asa curn sunl deflnile ln lileralurE, "de racordare"

I71, astfellncA sese oblina 0n min mum a en€rgie indus€, dec implicitalr,spunsului a

Dupb cutemurul San Femando (1971), specialigl amedcani P.c.Jenninss 9i G.WHousn€rnohu Penlru | miErca potenla u u di$rugaor al cuircmurelor, un€l€ stlc1ud speciale !inslalalj lrebuie sa fe proiectale astellncai si nu fe lnrerupE tunctrona€a lor dupd un

culremur dislrugdlor Penlru menllnerea pdncipale tunc{jun a uneistlc1ud va i necesar,lnmuhe c€zui, de a proiech un raspuns aproape elaslc pent! slructum de rczsl€(5 qiocon$liincioasdabetuire crnslructivi aelementelor nesnudurale".

In acesle cond lii aparc evidenlb necesitatea a lemalivei rispunsului exclusiv olrstic(linia0 penru anomile lipur de sltuctur, ceea ce ar pulea crea conceptr de proleclie

selsmcd'nlegr"la. n proieclarea cufeita, acesla are insa dezavantajul ca e{eprohibiliv din punct de vederc econom c.

Sub anumite aspecle €xcuz6ndu-lpe c€ economc, chiar uliizarea r;spunsulu elaslicnu prezinEln ioralilare soluta idea6 deoa€c€, pe Eng6 faplulc, elementele devinloade rgide,suntposbileproduceride ichelier la nivelollerenulo defunda€ lg 12

rig de inFig 1.2 R;nurnarea unorcl.drr Japona Nigaia 1964

lloi @cepti pttuind prcteclta ssknice a stuctuflor

lr,la nult in condit le centElelor nuceare. a16t Denlru structui cat 9i penlru

echiDamenle sunl necesare nrasuri mult rnai severe, carevzeaze nu numa un €spuns

e aslic Iniar dar 9i un grad de securtale id cal o ce avarie puland avea efecle

dezastruoase asupra nrediulu lnconjuralor

Proleclia seismice 'nlegral5' €sle necesare penlru strucluri viiale pentru societale,

sigurant, pubha 9i sanatab cEd rile guvemamenlale, miltare, admin stralve cenlre

oe @nunrdre ce'lal€ dchde, Jzile chiLe ,pila'. erc ? 'hL Iir' ce .uotrdag omerari de oameni: lealre cnernalografe, qcoli, bserici 9i constructi cu @nlinul

prelios. In cele ma multe cazu esle nec€sar, p,slrarea inlegrlal conlinululuivaLoros

a acesior cEdiri ti ce esle cel ma irnpotunt, pmtejarea vielii oarnenilor [51.

Daci incercim abordarea probemalici prolecljei seismice p n analiza rezultale or

inregistrbd or selsmice vom constala un domen u loarte larq de vadalie a peroadelor

dominanle aLe speclre or mediide raspuns peniru diledte cutremure produse pe glob

tsl lig.1.3.

olr.vr9q?0t

Fg 1.3 Speclrele medi al€ unorcotremuresenniicatve

Ordonalele maxime ae spectrelor seism ce de dspuns corespund perloadelor de

osciale lntre 0.2-2.5 secunde, cu ponderea valorilor maxme cuprnse lnlre 0 2_1.2

secunde.1n cazrl unor lerenuri s abe ln ad6ncime, neconsoLidate loarle compr€sibie

gllrnbibale cu apa, se poate alunge la ordonat€le maximespeclrab penm va0r nral

mad ale pedoade de 2.5 secunde, cum esle cazu zonei in care se alli oBqu Mexico l8l

Chiargiin cazul cutr€muelor vdncene, zona dominanla pare a liamplasat ln nlervalu

0.3-0 5 secunde, exceplie iecand unee zone cu terenud n€consolidate

3

Pe baza spectrelor de dspuns reruiE clar cA pentru structur te de construclil domeniuldefavorabil esle cel cuprins intre valorile 0.2.2.5 secunde, unde se pol alingemaxirnele speclrale, ceea ce ar impune evta€a prciecl;riin acesl intervatt2l.

Practcaprcieclrdararidiicultimaioreinreatzareaunorstructuicuperoadaproprierundamentald de vibralle care s, se incadreze in afara acesrLi intervat, dar pol frealzate sistenre capabib sa-9i modifce caraclerislicile pe durata unu seism, s;dis peze mal muila eneruie elc., evitandu se astfel oblin€rea rdspunsu ui maxtm

spl€ deosebir€ de melodele curenle de pro ectare anliseismice, h care siguranla taacliunea sesmice este daloral: defomidi elementelor structurale !i capacitiliiacestoE dea absorbio parte din energia ind{side culrenur pdn ductilitate, noileconceple presupun ut lizarea unffsisteme spe.ia e, c€re pot lmita canttalea de energleindusi de sesm in slructurd sau de a dis pa o canlilate cat maimare din enerq a indus6.

t.2stsTEltE DE PROTECTTE SE|SI CA

Prcte4ia seismice mdd necestatea crc9t€ri adaptabilite0 stuctud or a aduneaseisrnic,, ceea ce lnseanni d siparea ene€iei induse de sesrn 9 prn ale mijoac€.Evideni, realizarea aceslu obiecliv lrebuie si lin, seama 9i de o min mizare acheltu eli or l€gale de prolectra s€ sm ca a structuri de rezistenlE dar qide cheltuieliielegale de rcpaGti 9i consoidAri ca urmarc a produceri unei acliLrni sesmice

Creglerea adaplablltelii conslrudiilor la aclunea de lp seismic consta in concepereasistemelor asfe incat, a alingerea unui anumll nvel d€ inlensilate al iaspunsutuislructurli carc poale deveni periculos, sa se produce modinceri al€ caractersticilordnamlce ale acesleia lnsolit€ de disd imporlante de energie. O sinteza a tuturorprocedeelor acluale de prcieclie seismid esle prczentaid in flg 14.

i1 lDUcrLA (cLASTCA)

PROTECTIEsErstutcA

EOLAREA BAZEI

Fig I 4 S nleza s srare or de Fole(!€ se snncd

Noi corceqi pnvind prcteqia seisnici a st@tudq

Prote4 a sesnr ce pas vd are la baze unnabarele p ncipi:

a dsiparea energi€ induse de seism in structur;lb redJce€a.. 1(r!rd€ ene.qFrei€ ndJce ltrc(.r;

Asfel prole4a seismci pasiG ductld, a9a numita probqte seismlca chs d" $e bbazanormeloractualedeproeclareaa4iunseismceaconstructilorincaresgumntain exploatare se bazeaza pe duclilllate 9i pe capacitatea in general a unuisistem de a

dispa eneqla. ln acesl caz este imporlant a se defni un mecanism de cedare a

slrucludl carc in inal s; nu conducd la colaps Cu loale acestea, experienla

cutrcmurclor severc demonstreaz; ce a conceperea aceslor 'necan

is me de cedare nu

se line s€ama d€ 1ot lactofi care concd h raspunsuLsesmc, tezu[and structudsensib le cu capacldlireduse de dis par€ energelcASirsc d€ co aps ridical.

ln calegor a slructur lor d shalive ex std o var etate ioart€ marc de s steme bazale pe

diferle s steme 9i dspozitve de d sipare a en€rsiei (device). Asrel de dispozitventroduse lnlr-o slructur; pot Ii bEzate pe

. deformarea plasfta a melalelor

' curgerea ole ulu,exiruderea p umbulu ,

aLiale cu menor e, anrorlizarevascoelasftAl. amorliz are vasco asi.

D spozii ve e disipatoarc de energie nlrcduse lnlf-un sistem conldbu e la modincarcaprcpreti!lor de r gid late ale slruclud tiimplcit la mod licarea caracter slic lor dinamiceale acesleia. Cre$lerea rgidt4i sfucludilnseamna plasarca sislemuluiinlr'o alE zonispectrala care nu tordeauna poate li benefica, lg 1.5. Rolul esenljalln ap .arca unor

asffelde d spoziiive esle celdat de amodzarca histerelicS.

Flg. 1 .5 Cre9lerea

I" T"T 13]

(saI

10

cazul cre!t€ri r gid llli listenului

Dace considerdm cazulinlroduceriuno d spo2it v cu toecare intr-o slruciur5 lig 1 6, se

conslala din punclde vedere static o creglerc a rig ditil ansambluluipane h dedgilealo4ei de frecare, dupi care rgidllalea corespunde cu cea inlia i. Evdenl cd in cazLrl

osclaleunuiastfeldesistemexsUomodmcareacaracl€rslicilordinamcecorelatecuun consum energelic ce coespund€ nivelului lo4ei de iecare Fo

rigiditatea

Disooziiivele cu detormarea Dlaslicd a rnelalelor intmduse inlr-o slruclud conduc lamodirca.ea s diulri sislemulu, ls. 1./ Cu F0 s-a notal fo4a la ntrarea ln dxgere a

dsipalorului cu defomare plaslid a metaului in ipoteza unei mmpode bilniareReturlor ia ca€cle slc e dnamce ale unui sislem cu asfel de dspoziive vomconslala nrodincer in limoulos lalieiD€ dwata unu sesm

l*

OISIPATOR CU DEFORMAREAPIASI|aAA MErAauLiii

Fg 1.7 Sislem echipal cLr d s patof cu(a)rig diiatea inliala a structuri

defomare plaslici a melalu ui

defornare plaslica a metalului(b)rigid tatea dispozilivului cu

(c) is ditalea ansamblulol

Fg 1.6 Sdem eclripal cu disipator(a) rig ditalea in lia , a struclurii (b)

d spoziivu ui cu rrecare (c) rsidlatea

Noi c@cepli ptilkd prcleclia seisnb; a sttuctuilol

Amon zoareb vascoeldlice inlroduse lnlr o slrucluri conduc la tul la sch mbarea dg d 6!sistemului, frg.1.8, dar fara modilicad ale caractedslic lor dinamic€ in impulunu seisrn. La

fe, capaclalea de amonzare a d spoz tivului este esentlad in reducerca dspunsLrlu

Compona€a unui asliel de sistenr se poale ana iza numai pl nlr o

uarea ln consderale in ecu4ia difeenlialE de migcare a une

echivalente dis palorutui vascoe aslic.

nu ntervin cu aporl d€ rgidilaieinpoate i neglllald comparaliv cu

al cornpo(a.i sistenru ui dnamic

Fg. 1 8 S stem echipatcu amoi( zor vascoelaslicrig dihlea nitiaE a slruclurii (b)rig ditalea amodzorulu

vascoeastc {c) rgidlat€aansamblulo(a)

slatic amonizorii vasco9 , ng. 1.9,

masura foarle mca care uneoridar care d'n punctu de vedereio4a de anorlizare inlrodusa.

Fig. 1.9 S stem(a) igiditalea nilala

echipal cu amo(izor vascosa srucrudi (b) rlgid talea amodizorulu(c) igidltalea ansamblu ui

12

Pe baza unei analze s mpliste ut izand speclrele seismke de respuns, loate aceste

shteme cu dspozitive disipaloare de energie incluse vor ben€lica de reduceri

mporlanle ae r;spunsului seismic prin plasarea pe ale cube speclBle dalorla creSterii

capacitzt i de disipare eneruelicd (crcglerea fracliun din amonizar@ crit cd C),lig.110

(saI

{saI

0rFt

T" T,

valor or specta e ln crzul nlroducerii dis pator lor de energie

Canlitatea de enerule indusz intr o struclud est€ *ans legata de caracierisiic e saedinamice $l de cele ale seismulu. De aceea am numit proleclie seismici

"adaptv,procedeulp ncareunsslemstrucluralig modlica caiaclerislicle dinamice in Eporl cu

selsmu, ceea c€ inseamnA inducerca une canlit timalmic de eners e

ln aceas6 calegore au lost ncuse sislemel€ cu dlvelse tpur de bgaluricare prncuD area sau dec0oarea anumitor comDonente srructura e modifcz caracledslicledinamice ale sislemuLui 12, 3l

Adaptarea slructurii se poale realiza prin decuparea unor legiluri, fig. 1 11, sau pdn

intrcducereain lucru a unor eemenie, fs 1.12, in ambele silualilrczutand o modilcarea sidldti s1rucludl. Cu Fd s-a nolat nve ulfo(eila carc s a produs decuplarea 9 cu r,nivelulfo4ei a care se pmd0ce nrodificarea de rigiditale.

n cazul d€cup eri unor elemente rezula un consum eneruel]c inlia coreat cu

capaciialea elemenlelorcese rup 9 consliturea unuiall sistem cu o all componare la

aclunea seismice, sau maiblne spus amplasal inlf-o allS zond speclraE.

Sludi le efectuale de Aizenbe4 [3] arate ce in carul conslrucli lor cu bgaur decuplabil€,incircidlesesrncedecacupollid€2-3ormamlcidecallacedirieoblnLritergide9 cu 20-35% ma micidecal a cele flex bile. TotodalS costurle mbsurlor de pmleclie la

acliunea seismice se reduc cu 20-40% 9i se rea zeaze o econom e la annalura pane h25 35%.

(sa),

13

Noi coneptji ptMnd Not clia seisnice a stretuilq

Fig.1.11 Sislem(a) dsidilalea nilial6 asistemului (b) g dilatea

Fg 1.12 sislem cu elenrente de rigid zarcIigiditalea lnilia a a sistemului (b)rgldlatea

slructur i dupa cuplarea legdlurilor

(a)

ln rldoiea caz, prin inlrcducerea in ucru a unor el€menle, dgidtaleamodilicE conlinuu in raoon cu o anumit, deolasarc imDusi eememebrAsfel, canlitatea de energ e care se induce d fera find funclie de dg ditalecaraclerist cile dinamce ae siructud.

Sislemele,adaptve cu mase adilonae acordale, a9a numllele,tuned mass da,npersau T{r,lD{ r' sunt exlrcm de divers€. Ce mais mp u sistem este c€ldin fig. 1 13,lacare inse ro 0 mas€lesle ac€la d€ a limla parlial deolaserle lind mai mult utiizala conslrucliile inalle in scop0 introducerii unor legatur suplmenlare penlru

cr€glerea sgurantella actunea vanlu u. [r]asa €ste ampasald pe un sslem de roe(las;re), care ii per.nit deplasarea ibere find in aceagilmp cuplatd de nruduraprn inlerm€d u unor resorlurila care se adauge djspozive deamoftizare.ln cazul

giimplicitd€

deplaseril sistemuiui masa rAmane inslructurii prin intemediul resoduri or.

repaus ceea ce creedz; fo4e de reven r€ ale

RESORT

Fg 1.13 Slrtdura cu mase adilrona e a(ordate (TlrlD)

Dsiparea energiei inirodusa de selsm in slruclur; se poaie obline 9i cu ajuloru unorsislene netale cum sunt cele mnceput€ 9 brevelate d€ un colectv de inginerjaponez,fg. 1.14, 1111.

b

Fg l.l4Sislemc0dispator in€4iaipenduaa pendu cu dep asare in acelaqi sens cu slructura

b. pendulcu deplasareln sens nve6 slruclurii

15

Noi conceplii pnvird prcteclta s.isnici a stucdtifu

Aulori brevetuluprezenlatinlig.l.l4suslinc,prniniermedulunorpendulecumasacuprinseintre 1/151/2 din cea a nveul a care sunl cuplali 9i penlru rapoaic maf ale

blatului de parshle, se pot obllne diminui speclaculoase ale f04el0r de ine4e.Cuplarea penduleor poale l iecula pentru a obtne depla*i in ace a9l sens cuplangeul,fg.l.l0a,saulnsenscontraracestuialg.l.l0b.lnpfmulcazeieclulesteoiranare iarln aldolea caz o d minuare a forlelor de inenie lnduse de seism.

n lis. 1.15

specialitate [4].

alle vananle ah enemelor ine4ale pendulare propute in

Dinlrc ullmele realzei in domen ul sslemelor a ca€se sm se realizeazd cu mase adi\ronale sunt c€le de lpcoloandcu lichid (TLCD) rs 1.16

Fig 1.15 Sistem cu

b

d sipalod ne4alipendu ari

mase b pendu pecaburi

disparea de energie ndusi derereflor cu lichid (TLD)l deiip

Fg 1.16 Sislem cu dlsipalori cu lch dA TLD b TLCD

16

S stemele de dis parc cu lichid au fost nit al uli izale la controlul vibrat lor penlru saleliti

9i in mar ne penlru as guiarea slabi italii laterale a navelor 9i se bazeaze pe absodliaenerueicnetce prn m tcarea chduui[5].

Se conslab ce pincipiile de protect e seismice a e ac€slof sislere pasive au la baza inp nrLrl dnd consumu eneqie nduse de seism in slruciud 9l nu limitarea canlildliideenerg e indusz. Acesb limitarc se poale realiza numaip n zoareabazei.

lzolarea bazeistructuri de fundale este de lapt ideea de la care pomegle conceplu de

zolare sesmca, adca de ntmducere a unu baraj in fala enersiei sesmce,dinrnuand{l9l

lzolarea seismic, a baej consu in p nc piu ln decuplarea bgeturlor d ntrc iundalie 9isuprastruclura, reE zandu se asfe o supraiati de on€.arc, pe care o pulern denurni

, agai, care va pennle deplasarea bera a fundalie impreun; cu lercnul de lundrresupraslrucium rrmanand in rcpaus dalorra ine(eisale,1ig. 1.17 a lzolarea seismicideaE ar putea f reallzate numai in cazul unu ,lagil dea, ceea ce evidenl nu esteposbil. In consecinta, dalo ii rlgidldli ag;ru ui", sau a sislemului de rezemare se

nduce o canlitale de energ e corelalS cu caracterist cle actunil 9 caracterlstciledinamice ale ansamblu ui nou creal ilg. 1 17 b. Pe Eng, r€azeme se ul lizeafi in rodobignu t elemenle dis patoare de energ e carc poi avea 9i ro de imitare a deplasadlor.

b

Fig. 1.17 Comportarea une struclur cu baza izobtea.lag& idea b. agzrreal

17

tlli @nc.plt pnvind prclecla sehnice a sttctutttor

Oinlre loale nolle sisteme de prolectre seismlc;, L,olarea baze este c€a rna utilizata hmomentul d€ h6. Ei$a in hrme numeroase constluctri noisau reabilitate Flla cale s a

adoptal acesi sislem. De rema rcal esle ulil zar€a aceslei teh nolog i a n ume roase p00 u n

de gosea in loane mule larl.

Un dorneriu n (arc eqe .€ce(ara crcyArea s'gra.lerr labiLalr la a4irea sFsn ;este celal nstalaU ilo r si echip amentelor spec ale Asfel, c0 ocazia mai nrullor cutemure

;;i;';'-" *",, a;n bc n .apori, s'du co$rdal ppderr 'n(enrdre dabn'

rt ,lruo- i ssrene or oe calc.' fo os ro 1 mod spe ia' oer lrL odlele de dare ae ulor

ujn"il ae taloratoaretor oe mare precize elc Costul rdical al unel conslruc! cu

ri"#" to"ri"r" a" ""ct""

a capacl,! de adaptablitale a aclunea s€ srnlce 5i

ocib lrada r[zar .paliio, p\'(re_le d. irpus lo'os led ru'dll prced'L v r_ulre

t"lr'"" l"*r" to I18 n prnc'pir 7olarca'ocalr " tlerd l' ihodrcPea ulJi

i,.i"l r"w . "*"a p'

'ri',r ria p- hprneout rno' reazene c rol're cr dNere

upu de elemente dispatoare de enerlre

Fig 118 lzolarea s€ismid locala

Cerceii le ln domen ul sist€melor de protede seismicn au f6cut in ultirnlianrprogrese

leosetitOe spectacutoase ajungandu se s, se dlscute deja desprc structuri ntellgente

aiiiii! .i,iii,iii,"i ;p,oirc ;n redud ereciul actiunii seismice rearizand o s surantd

maxlme ln exp oaiar€ $i iac pade din calegor a prctecle sesm€ anve

SlrLrJde nre'qFde.)\'ere ar.ve, aL rl coroo'erla lo rn 'sFn

de cap'aF a

iio-"riro'Loeirasar' !Ie7P scJ ac(eeraliir pe o'd c' o a oode o'. de izii a'rpra

13

ENERGIE

sstemuhr de aclionare lnlre cee dou6 sisteme existd o int€rdependenF pemanenEcare trebuie sa asigure o reducere direcb a etecte or actruni. In lig. 1.19 se prczinlz

schema de prncpiu a sisleme or de proleclie seismica aclive ne(ale.

Fis. 1 19 Sislem acliv inerlal

Sjstemul nle genl structuralprczental in ig. 1.20 are elementele de aclionare dspuseastlel incal dirn nueaz; d rect €lotuile induse in struclura Pe acest prncpiu €xisl5 omullilud ine de sisleme in ca re ele m enlu act v (acluatoru ) esle amp asat d irecl lntrenivelurisuccesive (de exemplu pe diagonale)sao ulizeaza ale elemenle intermed are

cu ro de,amplilicalor'pdn carc transrn tacliunea (cum arl cabludle).

SFTEMDEACIIOIIARE

ACTUATOR I PISTON HIDRAULIC

PRELUCRARE

SISTEMDE

Fg. I 20 S nem 6div strucluml

19

lloi concepttr Privind prcteclia seisnici a sttuctudt

Diminuarea eiecteor seismelor se poate reaiza 9i prin dispunerea sstemelor de

act onare la nivelulbazel, in ipoleza unu sistern ko atseismic,lig l 2l

Fig.1.21 Sstemaclivaclonallabaza

lvlare e dezavanlaj al ul melor doun s sleme esle datoral canttdt mar de energ e

necesa€ sistemuu de aclionarc. ln cazu sisterneor active ine(ae consumu

energelc este mull diminual datorte laplu u ce se po1 nduce accelemli ma mari

decat cele prcduse de seism, care rapodate la masele n mr9care pot comracara

ln c&ul sisleme or inte igenle sau acl ve, rezolvarea unor probleme de ordin lehn c aeconorn c s-a realizal pfn crearea a9a numitelor sist€me hibrlde sau semiactve. Asfel

de s steme sunl conceput€ sa compenseze acliv numal pa4ia r;spLrnsu slruclural'

ansamblulliind de fapl un sislem pasiv

In momentu de fati in lume exista numeroase constructl cu sisteme de prolecte

seismic, difeijle de cele casice dinlre cale multe au losl supuse 1€slului actiunii

se sm ce in s lu Dalo E iaplulu cA acesle conslruclli sunl noi 9 in marea lor majorllale

au caracter de unical, sa pus {oarte pulin problema unor evenluale disfunclii" ale

componentelor ac€s1ora $ a efectelor asup6 dspunsu uislructurir'

1.3D|SF ALE SISTEMELOR DE PROTECTIE SEISIIIICAuNcTrl

Pe baza exp€r enle acumulate panZ ln prezent asupra aceslor no sisleme de prcleclie

s€smd se con$ala necesitalea Luarii 1n considerare a unor scenad pdvind

djstunqie po6ib le care pot apare. Astfel se propune abordarea unui concept de

proecla€ prevzibl' pe baza unor ,scenari' care au Tn vedere componarea

detucluoasa posibiE a difedtelor componenle aLe slslernelor de plotectie seismica. In

20

SSTEMDE

acest mod se va putea oblme 0 crellere a

conslru4illot la aclunea seism ca I0l.

Ana /l4d {Fca'€ no I co'ceor oe prc'Acl€ sehmica + oo s n Fr z' o sere dF rpJl

.,in"'i ,-o"i.'..liip""'" cd;e r€oui' ruare n arLn l vFde?d eld'sriiro'sau a

dlminuerii efecfel0r ce e pot avea

D n exper enta 9 studiiLe efectuale asupra struclu lor cu capacitat€ spofiE de dispar€

e n eru€iicd s-au con statat ufinato arele:

, oellru tnctnna "s elcenla d oisoo llve'or o's'paloa e 0e "nea p lnl ^ecesd€

' i""i,'"" '"i,,*

*t "-qerordedFoa'are

caea ce LonducF r' 0 sPae 0e

""1"'.i"i" r*"r" * "^

*,, Ji'edliTarea 'rJcrJn: sLn recesare dnaL/4 0e

ordinulll)t evidenLaelemenielordeinchidee

ii. dlspozitivele drsipaioare de €n€rgi€ care se degradeaze dupdun numirde ciduri

ili. disDozitlvele disipatoaG de ene€e@conom ce datoitd c.slului foane dd cat

pune etuctuarca und assnenea ludii l5li

iv. loale sistemele ce conln dispozitive disipatoare

Pentu domen ulslructurilor cu izolarea baze, Ia

polrenrarcaum;loarel€ dezavantalel

liabLlilalr tL tguranler ln erpLoatar€ a

concepute ca pereli structura|| sum

al inlocuidi acestom 9i a probler€lor mE €

de eneqie netestd o inretne{e

carc €xpedenla este mult mai vasla se

se intercalead ,lagrrul sau

a supraslruciurii in rapon cul. necesllaleaex$enlers stemul de rezemar€

a dou; iniraslruclu rl I ntre care

care aslgud deplasarea libera

i oosbillarea apdrilie nb?L o dr 'c\'n"a valuLr'a' rrar' da(;ssGrrlde

i"l*",- i'*;r"* r"'are'a rid-a uncron'or ' m" DJ'artrrniveral

iii. asigurarca supraslrucluri la ranurnare aceana irnd desprrnsa de

iv Dos.bi'a apdr't|e a Lnor tenon e edeoalcf arc' rl. [rpLlDid'"t t""y-el' :;;;;;;,,r, ',', L.o'sster€ de Eora'e!L lelbiirarA ored ndte p€ d reqe

v dDaftd lerore.Llr' de olgrur 'a nNelJr 'islenu'J d' F/'Fnar d n oel ienie

' ii "i*"i" a" ***t"' edcr'a rordr' sau 0c1ar" Jro''ed/ene ere're

generale de supraslructurd etc i

vi. ;ndilj de expLoalale speciale a sislemului de rez€mare $i evident o lntelne€

21

Noi con.epli qMnd Noteclh seiskbe a stMturilor

In cazul sslemelor actve, unde expedenla esle mult nai redusS, se pot face

i. consum energelic mare in momenlul prcducef seismulu - apare pericolul

n€lunctodd ca umarc a d€cuplirii r€lele electiice

ii. pre! de cost enren de ddical ln raporl cu eieclele pe care le pot producei

ii. dstunclia unu element din ansamb u poate perclla iniregu sst€m prn eieclele

defavorabile pe care le poate producei

iv. necesl inlrelinere cu grad inaltde calilcarei

v sistemul de actonare unicd la baz; nu s€ juslificb ca urmare a unei pulen

insta ale €xlrem de rnarc c€rut, ln acesl caz.

Din analza noilor conceptti de proleclie seismica a slructurlor se conslab ca a bales stemele, cu excepta izoEi bazei, apar acce erati, c€ putn esae cu acceleratia

t€renuluicare, de9 nu alecteaz; struclura de r€zislent;, @nduc la discontorl 9l eieclederavorabile as Lr pa oa men ilor, ech ipa nr entelo r, ulilaielor elc.

BIBLIOGRAFIE

1.

2

5.

6.

T

10.

."'Commert dpas les baliments efdommag& par un sesne Nalon Unes New

AzenbeQ, M., Adaptarea la acliufisesmce a sislemelo. cu eqAM decupabie 9i

ca@ ul orlao nfdmalie s smcd nompbla,9ro leln a Mehanica m.1,1971,Aaibeq, M. ConsltucliicusltuclurSadaptabih asolictdsesmce, EdluETehncl,Blcmelli 1982.

Bldescu M. Conqrad, lP., Ta€nu, N, Gavdlat ., Cupala, M A Lungu,

Reab itarea @nslructiilor, Edilum VESPER 2001

Bldescu M., Conldbllr flvind zolarea sesmice a drucludlor TdzS de doclohl,hsltutu Po tehnc Gh Asachi'lat 1984.

Cupal6, M.A Prcedee oplime de crettere a s(u€nlei tilab t6l coNtrclr d a

&!uni seismie a Frea ir coNidefale a etecleo d n 106 une leza de doctoGl,

UnE6ilaleaTehnicd Gh Asachi a9i 1998.Hous ne r, G W Llm t Design 01 struclu@s lo Resisl Eadhquake Proc. lst Wodd Conf. onEardlquake Eng needig Be eey 1S56.

lrim, M., Anaa diianca a stuclur or t ingiiere selsmce, Edilum Ddaclc, IPedagogici Bucure9l, 1973.

Jeng, V., Dynamc analyss of base soation Eslen Ph D Dssedalion Uive6ly ofCalifomia Berkeey, Ca lbm a, 1984.

Llpan, M. Remedierca I consolidarea cofslrucliilor avaiale de culremu, Cllremuruldepamantde a4marrel9TT,EdloraAcdemie R.s.R.,1982Yamamoto S Naga Y., Shn2u, N., Taimi, F., Eadhquake lsoalhg and VibratonAbsrbing Equ pmef t lor Slruclu res, Un led Slales Palenl 3,940 895, Mar.2, I 976

22

lvolilDi d. seis'tologi. ingtn@.sca

z3

NOTIUNI DE SEISMOLOGIE INGINEREASCA

21 ASPECTE GENERALE

sesmoloqia'(re rinlc'JrenLrelor o" oararL $J a s'rn'or si reprozrc 0

'""''ili]i'ii"i''", ;i" " o "". srLor' reo Fr'( $ 'aoor'n"rar' apan(d ri LdLzere

. remurclor Dfooaaarca !i inregislrareaundebrseEm@

,n udorulse sno,ogers. de7{o lar n urr rr" %ru€ s€ismologhi inginere+i L'€

:;J.",;ffiil;"6i;,""'"" ddspozxa rei enro addt"ro'sesrnoLoorce\p"c'rc'

necesare mnceplrei $i prclecEd in zone seismce

rnqin€tu seismica se o.uo, de "" " , " ." .. ":,1"J :ff::[i,.;,tiij,i

co;stucl lor 5r de modu de concepere il realzarc a proler

FenomenFre q.oloqie l'adrale rr raldqond selnelo' prezi_lr o dctrvrrdle loale

bd:J il"; .il',",",,1e r", o rele naru'ar Le rne p odlc l;l:i"J::;isiaDrecraze (a in d€.u6ulLrnu an au loc Peste un mrr|ol

ii,#.'i,ii6 p"-., *r" surr'ns;r ce'e c' oor I nn rire d" or t' du e'ede

dislrusebare I3l

La originea seismelorslau atat cauze naturab calgicauze adiiciale

Cauzele nalurale carc produc ftrigcnll aL€ sma(€i lere6lre au la bde do{d lipun de lenomene:

- exoqene ?prezFldr I a t_3% cortau n orabulrr dle cavtaLo' !'caverr"lor

ir"1i" o"#."0r""- -o€'oe nereo' iie o ab'i'desr'"cr'

- "ndoo"n"

*ot'*!J,,"rlor' ca'e DrodJc'la;naea roolo i ialrd vLLcar c; a' lll^'.i'i.r'i*,*rsoIn $L redane rcoro E 1:veJr ora(nor Le'1o'rce

o"r"'i" "i"!rr"' "a""'o ' *" gun e sloF1! dre

'le I'oo irr Lere:iru

AlLUnea h.oneleb' exogene so e'inl" pe {p'drele ecrrarce cJ o az; de calv'

l'*:::fi i*,-l$:;il'"';:: :'*::;;;l"r;' :lff :j::: j[i

;';i[;;1,';p \naq, 'to' ea lii-Fr d osLcof' oF ara de r 5r'

se ra, po, D odL(e cu,en.,e dar0'ic d'''o!tro' o'' ::lt;; Lllll''" ll?i?iil:o'abus qakr lor de mjna prabw r ale slGlurbr oe,r

fi;;;";'il'';"p;;p "", *"r,,nro' de dp' oeprd'a'o deLriarp Pk

Noi corceplii pndhd pot@lia seisnht a stuctutlol

P'rre celF na oueai(F,e,sne dnrtide ?r.;n ,sa eo'orie 1L t€dre. Asret, o€rpr07,e,.L.t"ara et"clu.ii r 1968. n \evroa . ton 5'q ra td Las V.9a5 toratkrcalara d5u {r dr5tarl.si. avu(odu.r'a do pesF r0se(r10"

i:jlll.1l: *. de apd Dor p oduce rlr nurrd seisnr rdr€ rr5a. eelna; pin(e0? eJ,or orsaL dbtouaDr. or,one stroe oe-,, fgutra.ruitordr /ona.Ez..yoiJtui.Asre. r ace(t 5e r poti da e .LTerod,e e\eTore de ba€a. Lrde aL l!u. oc + )r ecu inaonrtudn cLpirre,nr!€ 5 s 7: bd? ,,H51{qr.r,q on C.,a t.9o.l ^atiba d.Tnbaorer'9o3,

^FTdstadinCna, 960, (ovnad-,;o,aItq67,er.

'F"orarele€ndosene oe orig "e vutcanica aL o.azd Ftdlv n e oe aqu ". de r:rcoruru r'n n ud r'ulcdnrLi s'rep../inra pila ta 7% d.n roldtr .asTetor.{ep' erenrNe i1

_dLen re-! sunr erupr rte v Jc.nJr , €13rd I , 1883) i, ate rLi vu.-.10' KrrcElld /195{)(.? au oe,erJ seisne deoiFbi de purF,-ic€.

ranorenF.eendosene de natlrjtecronica 6prcrrra p;.a ta 95% d. rr,,reTuere esep00Lc0e9l0b.fi. dresnr!epediintin5e.Lnaonde(rtadeLnonatdoistan(j

Locul unde se produce catactaza, fenomenul de zdrobirc cu nare mtensrate a rocrlofsuo a(lme, ror 0,0 +e dinan(e d. )co34d oorid oeruTir.d de hipocoDrru..r.pulcrirrerest.rsitJalpevelcatdd(esu o( ?orczrrdepicentru.fig 2.r.

Fig.2.1 Loculunde se produc€ catactaza falie hpocenlrut eprcentru

Saicne,e sFporCarc oin nainrte ouncta de {edera oa-learr Lztard €,re inruncle 0e ad,namea hloocenlrutir

cutremule nomate. ta uare ro( c. j, ere srr"l oana d 60 t 1 aolnLr e, sun::':T: .1*" g" vio enre dd.arecreaza /ore ,rrdre oe ,d sJpra.aldpdTdrrrn E. h acea\t; (ateoo.e op rlctro sesTete oe po l6.T"dtaPrcfculr. bd4n I redite?-er' /on. Ba ar o,n RoT;n a er

,Volilri ds sdlDo,ogie tf, ghe@ascii

' cllrcmule intermediare, cu locaruL loca tal intre 60-300 km, au o durala

moderala gi se inreg str€az; pe afidestLrlde rnarlin lumleplcentruluiiasti€ de

seisme sunt dentlicale in Romania cu locarul V€ncea, [,lexc, Coumbia

- cutremuEle de marc adancime, cu focarul sennalat intrc 300'700 km sunt

ma pulin slud ale din lp$ de informatil.

Sludind harta dislribu! ei se sne or pe supraf4a pemantuuise disling rnaimulte zone

de seismiclale idcau, situale in mod specalin lunguldoBalelor oceance, ar altele

sunl l€gale de fose e oceanice.

Cele maj inrpodanle zone ses lce de p€ glob sunt prezentate ln lig 2.2 I sunt

- cercul sesmlc crcurnpacifc ce cuprnde Oceanul Paclic, Amerca de Nord,

l\,lexc Ame ca Cenlrald Amedca de Sud Japon a, lvlalaez a, Polinezia, Noua

Zeeland, F!, soomon, NouaGunee elc i

cordonu de selsme transrn€dil€ranean cuprns inlre nsulee Azorc, Spania,

i,larcc, Algera, taia, lugosava Romania, Turca lmk, ran, Cauciz,

Aigan stan, Pakislan,India, Nepal Himalala, Sumal6g Bonreoi

- zona Pamir- Baikald n cemrulAs eil

- ceniundincenlru Oceanuuilndianj

zona baz nulu cenlrala oc€anului Paclic, din juru insuleffHawa

DsrrbuliaF9 2.2

E

Dln puncl de vedere seismic pe lertoriulocalizaie urmetoarele zone

- zonaCampuung Muscel

zona Banaiului meridonal (culrenrurc

- nord estulcdlanei- nofd-vestul lrlaramuregu ui

Noi concepfi pnind p@tectia seitnici a sttuctudtol

aiara zone Vrancea, sunl

- zona Radaut;

zona Dobrose merid ona e (cutremure ponlice).

2.2 MECqNFMUL PRODIJCRII CUIFE IURELoR Sl UNDELE SElStllCE

Fonct e de ad ancimea la care se prod u c colremo€le lecion ice conduc la efecle d fer te lasuprahF terenului. culremure e nonnale sau de supral4a au ari maimicide iniueda 9isuni rad alunifonne, iar efecte e plovocale de slraluile geologice esle m nim6.

La culremurele adanci zonele de nfluente sunl mult ma mari, strucl'rra geologicA

afecteaS s€mnifcativ propagarea undelor seismice iarin genera ntensitalea maxim:esle ma mice decai a cutremurele de suprafati sau nomra e.

cutrcmurcle de supraf4; se produc atunc cand scoa4a cedeazd de'a unsul unezone in care ex sta pbne de rupturn vedicale sau inc inale, denumte fa ii prcex stenlePrn tens unie ce apar in scoa4a, in zonele de falie, se acunruleaza canfta! uriage deeners e potenliald ce se desaid brusc la depet rea capaclalil porlanle a rocilor. lnzonele adiacente falilnpot apare diverse lipur de migcari ig.2.3

l-2 d

Fig.2

,.1

26

J Mi9G.lpos bie aie

lvoliuni de senrologis irgtses.,

Cutremu lele adenci se prod u c prln aparllia fenomenulu d e s u bd u clie asociat regeneia'iiscoa{e , cum este 9i caru cui€mur'rlui de a 4 marlie 1977, sau de sf,ramarc a rcc lorcumsunlculremur€ e produse in nrutiHimaayaln an i 1 889, 1 905, 1 934, 1 950.

ln genera a prcducerca unu cutremur aparo serie de fenornene parlicu are indiierentde nalu6 sa, ae dror cauze sunt incb neelucidale Astfe s-au conslalat la numeroaseseisme necoincidenla epcentuuicu punclele ln car€ se produc degaitile maxime de

energie.ExempuconcudenlesleculremurudelaNapoli,diilS5T,acareepcenlrularost detemr nat la Cagg ani, ff nlensitatea maxima s-a produs a 60 kll] d stanlz, la

Monlemuro. Simlar a culremuru dn 1923 de la Long Beach, Caltornia, intenslaleamaximes-a inregislral la 35 kn de epicenlru

De asernenea s-au constatal forme alungite ale adiorde influ€nl aleseismelorcharlnzone cu stralur geologice unfom€. Toale acesle lenonrene sunl puse pe seamamoduluide propagare a undelorseismiceln diveGe e straturigeolog ce.

Pdmele teoriasupra modulu de producere a cutremurelofau fosl iomulale de H.Reid(leor a deslindedl e asl ceJ cu ocaz a selsmu ui de a San Francisco d n 1906 Asfel inroci, ca urmare a mecanismului tectonic gobal, se acumuleaza o canlitat€ de energiepotenlia a Cand intr o an0nr l zone se depige$e capacitatea ponant a rccilor seproduc deslinder, denumile de Reid'eastc rebound t4l, urmate de unde carc s€propas; in scoai(e. Efeclele desinderlor manifesiate pfin cedSd ale scoa4ei se polproduce uneori a un anumit nterval de iimp prin a9a numitele €plci sesmce sau

afleBhocks". Un exemolu concludenl in ac€sl sens €sle culremuru din Armen a dnl9SSlacarereplicileauavulmagnitudinide5.S!iaucondusadslrugerimpoi€nle

Slmilar un cutremur poate i precedat, uneori a nieruale mar de lmp, char ani, Gdestnderi c€ se manfeslS pdn s€isme de m ci inlenslale a9a nLrmite e foreslrocks'.Adrel defenonene sunllmpodanleln prezicerea seismelor mporlante.

Inilialmodelu propus de Reld a avul ln vederc snremurele de supmfaF darut€dor,studileasuDra se vne or de adancime. au conimal si ln acest caz va ab I hlea aceslui model

Eneru a eliberate in focar s€ popad in inlreg globul tereslru sub lonna unor tenud de unde.

ln wcinSlalea su |sel in h pocen['r, aco]o unde se ppduce caladaa, u nde e au camctedsfcipreponderent nelinare d ja o anumita dislanlE potf cons derate lin are ginu produc

distorsiuniimporlante in monrenlulpropagadilor prn nratudle geologce. Componentelecuamoitudniflrarisunllocalzaleinsoectru detrccventeininlervalu 0 10Hz

Und€ e se smce carc se propage in g obullereslru sunt de dou; felur:

- unde ongitud nale sao pimarc {P) s pmpaga prin succesiuni de comphmerisidilaldri, pdn m€d I solide, lichide sau garo6e, cu viteze cuprinse ir re 7 !i 8 kr/sl

' unde lEnsversa e sau secundare (S) - se propasd pin deromalii de lorfecare

carc nu nodificd voumul, de aceea se imnsmit numa prn nrediisolide 9iauviteze cuDrlnse lntre 4 si 5 knr/s.

2l

itoi concepln Pivind dobctta sasnici a structtntol

maia0 traiectore dreapla cicurbillnie (legea lu

cu adanc mea. Laun momentdat la adanc mea

disoar. iar undele principale sul€ri o reduceB

indlce atngerea unui nedlu fluid fg 24

Pe dlsta(e mari undele seismice nrl

Snelius), larvteza de propagare cregte

de circa 2900 km undele secundare

brusd a vilezeide Propagare, ceea ce

Fig 2 4 Propagarea undelor principale 9 secuidarc

La suplarab peman'ului ereclele unui curremw se maniresti pdnr

,iffi"?,,1"Jf"f:i:de unde daybigh, ca'e ,unl unde longiiudinale cu lrae'lor

n:fi"":" Ttrl,',:l"l,Tjl;"1 ]*i"'.'ir:",': J.] "'""""t'ffi

::il :l';pe dLrecira de propagare a undei,lig 2.6

,ttr"Ar$Fig.2.5 Und€e Rayle gh

aI

I

2a

tlotiuni de seisnologie ingjn@s.t

Fig.2.6 Undele Litve

Propagarea undelor seisnice in scoa(6 poale liinregistralS cu aiutorul aparaleotseismometrice. n principlu un aparal seismometric esle formal dinlr o mase nlega1, a tercn cu un resod cu rigiditatea k un amonizorcu caracteristica c,lig.279iun sslem de inreg slrare.

Fg 2./ Aparal se smomelr c

Dace resonul apamtulu este flexbil, masa rdman€ in rcpaos, ar migca€a sesmic,anl€neaza reslul componenlelor. Inregislrarea obl nute conline deplased or provocalede aclunea seismice, ansambu s€ numege seismomelru I3l Pentru lnregistrareaacce -qaliiior produse de acljunea seismicd g ditalea resorlului trebuie sa iie foanernare, iaraparalul seismic se nurnegte acceleromelru

Primu inslrumenl modem pemru inregislrdrea s€ smelor, denuml amelerograf, a loslmonlal ln anul1931, iar prirna inreglslrare inslrumenlaa a uneimigcaripulernice a fostobtn0ti in linpul culrcrnurulu din Long Beach, Ca ifom a a10manie1933.

o inregislrare tp cE pentru acliunea se smici electuaia la suprafal; p;manlului esle c€adin lg 2.8 in care este prezenlald succesunea aparllie divelselor tpud de und€.Prmee unde care se lnregistreazi sunl cele pincipal€ P, dupe care apar undeesecundarc S, iarin lnal undele de supraf4a.

Penlru inregistrarea parametrlor mgcdri seismice este necesar ca aparatul demesurare safie comp etal cu un d spoziliv lnlegsiralor (rn€canic folog€fc magnelicelc.). Inrcgstrarea asfel obtn0ti poad, denumiea d€ accelerog€ma sau

29

r/!i co c.Ail Viqnd p@teclta teisnkt . structunlol

Ejg 28 S€srograr, cu r_oehreisrice l src.ecLn"a inreqt;" lo t4l

l,]igcarea unui puncl de pe scoa4d in limpu prcducerli 0nel acliun seismice poale Iiexprimata in dephseri, viteze 9i accele€lii Foma inregisMr lor 9 caracteist c! e pot

var a, asffel incat Nema g Rosenblueth I3l, au facut urmdloarea clasiicarc:

i. culremure cu un singur varf, care se inregislr€aze a d stanle epicenlrale

reduse 9i foca€ pmfunde in terenur laf , cele mai reprezenlatlve ex€mple i ind:

Porl Hueneme din Ca fomia 1957, fig. 2.9, Agadar dln Maroc 1960 !i skopje

dn Serbia 1963:

E

I

!

t0

Tig 2.o h egishdeadald oon -, e^ene. oi'ectE E-V '8 Fa-o'457

Nolluni .h seisnologie kgin*ascd

ii. cutremure cu durala modeGtiinreg si€te la dislante epceiiralecunoscul este inreg slrarea de la Elprinra accelerogram, sernnlicalivaprecum9 major latea se sm€ or care

!i o componenli spectlali complexd,medi ln terenud durei un exemplu foaneCenlro California,lig 2.10, dn 1940 (esle

inrcg slrata din istoria nsinerie sesrn ce),

se produc in zona pleciiPacfc€l

!

rlll

Fig.2l0lnregislrareadelaE Cenlro direclaN-S, 18mai1940

iii. cutremurc cu dunti lungngipedoade prcdominante mad, care sunt produse

de undele sesm ce ce lraverseaza draturide leren neconsoldal cul.emurele dinMexc, din 19fl 9 dn 1985 lnreg dmrea de la 4 manie 1977 de a NCERCBucureg, Iig. 2 11 9 2.12, su cateva exemple de seisme carc fac parle dn

iv. cutremure care produc defornalii Emanente in teren exempe caracterisliceiindculremurelednAncholage,Alaskal964gidinN gala, Japona1964

31

iloi Donceplit ptivind poleclia seisnici a structunhr

E

:

!,

Fiq.2.11 lnrcg s1rcrea de a INCERC BucuEqti,4 mair e 1977 d rect a N S

S1 , ' 1crn

Fg.2.12Inreglslrarcadela|NCERCBucurelli 4mane1977,

Pe seismoscoPulW molWS-l, [1]

2.3 EVAIUAREA MISCARILOR SEISI\IICE

Evaluarea cantlatvd a a4unil seismice este strans legal, de energia desajati ln zona

ln care se produce cataclaza (slrivrea roclor) Prn propagarea und€orln scoa(4, in

smnsil€geludcu adancimea la carc s-a produscullemu rl ladilerledistanledezonaep centraE se vor inreg slra m lcnr d fedte, gleu de aprec al qi uneori lotal dife te de

Nottuni de seimobgie hginereasce

n acesle conditi, in decurcultmpu uiseismolog iau slab lit douS moda iG! de evaluarca unu s€ srn. Acesle doui metode dao posib litatea €valu,riicanlitalive a c0tremurulupdn a9a numiia scari a magnitudinii 9i pemit o evaluarc in ledtoru la orice distanlade epicenl r bazald pe observaijip vnd comporGrea meduluipdn intermed ul unor

Scara magnitudinil, cunoscuE in mod obignuil sub denumirea de scam Richler aplecat de la o dee of ginaa a lui K. Wadali din 1931, fomulate in 1935, ilnd uledormodiicalS qiimbunZieliu de B. Gulenberg 9 C. Richter. ln confomritale cu deliniliaorignald dalS de Richler, magnitudnea nesoara energia cutemurului el berata in locar

9iesle data de logarilmu zecima alampllud nii migcarii seismice, m;surale in miconi,al00dekm deepicenltucuajutorulunu seismograf shndardWood-And€rson.

lnlrc doud gmde succesive mitcarea lerenu uilmeg strata esie de 10 od ma mare, ceeace corespunde une cr€9led a energ eide 30 de or.

ln rapoi( cu magnit0d nea s'au slab it umatoarele citeride delnire a cutr€murc or

' M < 2 sunl mcrocutrem0re ce nu sunt s mlite de oaffeni qi sunt ]nrcg strrtedoar de seismografele locale;

M <= 4,5 - culremure p(ernice ce pol li inregislrate de seismografele sensibi ede pe inlegulglob gisunl s mlite de oamen i

- l',1 > 6 - culremure ma

- lr>8-culremurcmajore(megacutremure).

Scara Richlernu a.e, t€orclic, imitasupedoa6 iarcelma mare culrenur produs pand

ln prezenl pe glob a avul8,8 srade. Sica o camparalie gradu 8 pe scam masnitudiniicorespunde deloned

'rnei bomb€ de 6 milioane tone rNT. Scara prcpu* de Richler

ma poaid denum rea de scara magnludiniiocale ML lind deinile penlru Calfom a d€

sud, pentru cutrenrure de supiaf46 9 distante epicenl€ e nra nrcide600kn.

Uledor au ma iost delin le umztoarele magnitudlni

magniludinea undelor de srynfali {Ms} delinlS de Gutlenbersdislante epicentrale nra ma'i de 2000 km, carc misoad amplludlneade suprafa\d cu perioada de 20secunde;

- magnitudinea undelor de volum (mb) a rczultat in urma producerii

cutremurelor de adancim€ care sunl caracierzate de unde de suorafaldnesemnilcatve se d€temid pe baza ampliiudnii undelor P, ca€ nu sunlaieclate de adancinrea hip@enlflrluii

- magnitudinea mom€nt (ltlvr)esle o merme in re 4ie direcla cu d mensiuneas0Eei sesmce 9i a apZrut datorll diicultililor de mesurare cu allemagnludin atunci cand esle vorba de cutremurc foade pulem ce.

33

^roi c@ceprii ptivkd Vot cia seisnice a stuctut or

Inrenetale. seEmrca €ste strens |Eat, de efecrete orodus,,.,, ;.

br c6, s, ds;p;; ;;;,;#::""t":l:;,;#:i:it,i;:ll"Jil if ff Ti:

i,lTi ,:::.::."",

:1,:,"",..,en5i,l, , Lnj cur/emLr d 05' .o.cepxa r secoru, ir^

ffi t::r;:',:J,"1:i;":,x;:ilff ,:f ,l;H,;:"i,",,Titi.#,Jl

iFdlnrffi{:,,'.ffi fr *fr :iii":ffi ;ulii;*5l !,"1r::,

t:1, n 1888 oooune o cca€ cu s srade,a,c? anbre e.adeo.! Lnn,ver ar accehraliiior cupr ns intre 20 mnrh si 1500 ;mh

fi f"i#lffi lill,:"':':#"i'i::#:l{ttr*r:,;r."}j,f:*uneF corccli scrii tierc.li rcatzanO xa ,,.,r, "."_:mij*ih:";:xii'#,r,.fi ?r:lii##:r#ff l*'J:J:ltlt

iil T:':lflTl":*^':'"u d'o '1,an5rai, se'|.n(o a, un q.ao de,1(e.L,Ld 1e

""'?,":#"J:-#iii"li l:l1i:fl;ffiil1":;:1 ** " ap'|e erc cr.i'va

;"."t iri;::l; ;:J:ffiI;:d fi r,,iJ;:i';"il.,frrdn' c€,e (rb'c,Ne

:;:;1": :l; xff ii#; j::::*.mi: i;;; ffi ;'"H'"iTi'"," ::

!!!9t!!rt!19d&-.-lF$$ESd*"'e,-ss .i ,, _{ _r r , e e € : ,t r ,,

FiS 2l3Anatogia dlnire scara nagntudrnii

u

--

Noliu i de seisnolosie ksineasc;

ntenstalea seismicd MM dn scara lvlercalli modifcaii esb o rnarime practic

independen€ de orce a[ pammelru flzic ce ar c€racler]ra mi9carea seisn ca cu loate

acest€a exisld relati malemalice emp r ce carc easd IMM cu caracterisilcile cinemliceale m $eriseismice. De exemplu, Lomnitz ofera o relalie de acesl tp, intre logarlmulz€dnalalvalor.ma'ineaaccelera!e rererJ.Lr! nLensitdledse'snici

,*".=+-;care a0 se masoara in cm/ s2

\2.1)

In Europa de €sl esle ulilzalZ scara MSK care a tosl sugerala de S. lr]edvedev !irnodilcau in 1964 de W. Sponheu€r ii V. Kamik. ln versiunea sa orig nab, p€ntru a

delin cele zece qrade de inlensitale sevncA, s-au iolosl conceplii 9 delniliiasemanatoare ceor utlizale ln cazulsced Mercalli Modfcald. Dar, ln acela9ilimp s{loosl giun p€ndul standard pentru a corcla aceste grade de imenslat€ sesmc, cu

valorernaxirnealedeplasidlorprcdusedecutremur.Ulteorscaraacrdlall2grade.

ln monrenroldeiatisom ufl zate urmfioarele scad t5l:

- MM este util zatd in Statele Unlte ale Americil:

MSK-64 in Europa de Est,lnda, srae, Rusiai

EI S (European lvacroseismic Scale conceputi in 1998)in UE giare 12s€de;

JlvlA (Shido sca e)cu 8 grade (incepe cu gradul0)uli zab in Japoniai

Ljedu scale (GB{ 17742-1999) cu 12 grade d bali in Chlna, Ta r€n 9l Hong Kong

2.4 INFLUENTA CONDITIILOR GEOLOGICE ASUPRA ACTIUI'lll SEISMICE

ASa cum s a aralat eiectulacluni unuicutremur poale f mal putem c In anumite siiualin zone dlferle de cele eDcentme una dinlre aceste cauze iind natura lerenuui de

fundare. Asffels-a conslatat ci penlru amplasamente sluate a distant€ eplcenvaeaplopale deplas; le pol sufer d f€renle de la 1 la 10. Dephserib crcsc cLr caliomalunile geoogi€ sunl maislabe, ar vitezele de propaqarc a undelof seismice sum

ma mici Pl.

Variata amplludiniacc€eratie cu condliie seolosice esle mull mai redusi decal incazu deplaszrlor, rcpotul puland alung€ de a 1 la 3. Acesl lucru este daloBloeroad€lor mad de v bralie alelerenurilorslabe necoez ve.

Comparaliv c{ terenurile sabe, in terenurile tarl, consoldat€, sl6ncoase deplasarb se

rcduc darse omduc amoliiced ae acceleraliior.

Pe hnge natura geologici a lerenulu un elerl imporlanl asupra seismlcitdlii il ale 9islructLrra geomorio ogicA. Asfe, se constat, amplilcai ab migcbii leenLr ui penlru

formele de reler inalte a in zonele depres onare efectu esle opus. lnregistdrile

35

Uoj M@pli pdtkd Noteqia seiilice a stuctu or

€plicilor cutremurulu Haincengdnl9T5 Chna,a nd cal amplifceri, eordinull 8 chiar pentru colne cu lna lirne red0s6.

Unee observatl frcute in Japon a asupra unor cutrcmur€ crusta e

1988

comparativcu rocade bazb deplas;dle la suprafata slGlur or aluvionare pol li

acceer4iie rnaxine misurate in aluviuni sunt in general mai rnari decat indepozite e de uvlale rapodu puland atnge uneor valoarca 2

cel€ ma mari amp ificai ale acce erali or in stralud aluvionare moi se condatepentru perioade cupdnse inlre 05 ' 1 s, iar ln slraludie aluvionare compacleamp ifrcar b se produc pentru pe oade cupdnse inlre 0 3 0,5 si

in ocile $ancoase acceleraliie pot atinge valod maxme in domeniul

nlenslatea seismica poale cre$te cu p6ni a doua g|ade de a terenur tff ladepozile aluvionare nisip 9 plel q, depozite auvonale prifoase, argle 9iplatlorme adlfc ale realizale pr n h dromecan zarel

in c?zul struclud or auvonarc slratiicate vibralile sunl ampilcate sp€suprarala pin f€nomenul de mullir€flexe daloEt supGlelelor de

lnlruc6l in limpul une acllunl seismice caracledslica sa domlnanli esie generale deundele de sup€fate Raylegh 9i Ldve, rezull: ci perioada dominanlS a lerenulLr esledelin la de slralul de sLrprafate.

BIBLIOGRAFIE

2

3

5

B,an Sl., Crstescu, V. Conea, 1., CoisdeElii nlrodlclive Culrcmuru deRonaniade a4madie 197/, EdiuraA6demie Romane, Bucuregl 1982.Comea, ., onescu, lV, MemuEanu, ch., Bdan F. hlrcdu@E infenoreneo.sismicet ngnede*ismcd,Editu.aAcademie,1987.Pelresc!, ., Pimantu - o blogGlie geo og c6, EdturaAbalros,1978.Tabuck E. J,EadhScieie FtlrEdlon Metr Pub shngConpany Ohiohttp/lenwkipeda.ory/wk/Sesnic scae

I

36

ElM.nte d. .linffiica Si hginqtie esinbd

ELEMENTE DE DINAMICA SI INGINERIE SEISMICA

3,1 ASPESTE GENERALE

Dinanica esle amu€ mecanici care stud are bgile mitcari coeurlor in raporl cu

fotele care se exerciG asupra or.

Fo(a d nami* esle o torld a cdrci inlens late sens 9l d r€clje (sau punct de aplic4ie)

Eval0area 6spLrnsului unLri s st€m la o ac!une dinamici poate ii:

- deleminisE - daca acliunea dinamicaeste cunoscutii

- nedeterministe(sblistc)-daci acliuneadnamcieste aleatoare.

Acliun le period ce sunt constluite dn lort€ ce s-" rcpela ln lirnp cu ace eaqi

caracledst ci. Un exemplu €prezentaliv esle dal d€ oscl4ile produse de un ulilaj, cumar fl cel de producerea haiie in carc clindriin m Fare, prntr€ cale se depaseazaha a, in procesu de uscar€, produc vbrati verlicaie, [9.3.1.

tV

Acliunile nepedodic€ potf sob fomaexpLozile $icele de lunga duraE cun

Fig. 3. I Vibralii produee de c lindii migcare la un ulilajde produs h6't e

mpusudlorde scurla durale cum sunt9ocuil€sum seismele, lg. 3.2.

9

3l

Noi e.@plli Nivind prctectja s.inica a sljrctuntor

Fig.3 2 oscit4iiale cUdidtordin acliLrni nepeioorce

3,2 GRADE DE LIBERIATE DINAMICA

r1l,.o andrir. oe un rodF,de cdbutsor^ deos.bte de g.adet€ de trbenare starca Ldresu.r f r(a okde'e de tbe,r€ dral(a i, -a7Lt Ln|rode. dkcel 5Jrr 'irJdte n0.e0ru na<e 0l r "en. 'orr t pot ii\ar 1i i,ale r .o.soeralie. .n p.r ,oiu pur.n srabilnum.rulgradeor de tibertare dinamid ca riind egat cu numirut tegaroribr;ecesare caun sistem sa nu osciteze.

::::l€:1 'r:l:.oi oeitrea.erdd€,0, d€ rD..rdre o,13rra (o,.5pr1oe .u dr€qiaacrun, Lllda^etdela su.| rri rDonanrF So.. e,enoL ir cazLirui.ii oe ,acu1afled"r9..ri un g rd de trbena.e dnrnir; r,roorui I corespr.dF,fle r'.rcdte, c.corerpunoe d/reclF to(er pedurbaroare

on n^ooeure 5e deh este , Lr;.Jt g.aoeto. oe .be,Iare orlan..E nrjcar funclre de(o.npr€4tal€diodeiLru,rdoplattioenodr n.decolsoqaner(,rp ace{FdporrrL'u.a le a ordaie. nerrplrl cei 1a serrn t(ah ere (.tatc.sr" utrioe apa dr1rg.r r .. Asnet un pn1l TodF' oodre . !e i" cdre rilFidJt e(r. co1sd",dl |lgheldt ;rasasrrurl'I, d,sousdd,'l+t noir'.r,ep,r.e ate s- Llur, .q ] 3 b Vode;t p;are;Td e.. drca o par" din I nd re co1dF.;,a rsA ad,i,onaa arrEdla ta.ivetjro7.ryo.itu r.sa!-Ltu desiclr"" ort;nd. oi5tb.iu i d;e,s. ounrie..,s.3.3r o::i-::T*l''tj ra "rve'u €z€aoruru. fs rr ". Mooerrr pode | .aF;dr prin

::l:-T,i"i $' 1 r.Fd(irii cu F,e1Jr d" fJrda,^ p." acord€,ea ulor erdde deI f9 llteeia.n"o.sida,dlre."na q..oLtde b;ia" deI'a"r/a(re rtund3l€, oa ra-en ar h fg J.lg 9: dt ce,Li o" .oralie ;. rundalie.. fi4ooetr

.n

(az0 'leaL[unr

Do.te li]in€ roTor"t da(a 5Lnr addrdto q€d€ oe trbpnrre dFvansrale fl a/e uner po(iuni d n terenulde tundare fq 3.lh

3€

+1/.

Elenqte de dkankt 9i inginqie sesinici

d.

s.

Fs.3.3 Mode area discreu a unuicastelde apa (a)

b.mode cu mase concenlrale c d,e modelecuconsderarcallchiduuicamaseadli0nal6 tg, h modele c0 considerarea interacllunilcu lerenu detundare

Penlru ana iza seismc; a castelulu deapeprezentalanlerorsevoracordagradeledeliberlate corespunzibr miqcEdor pos bile ale mas€or cons derale penlru f€care din

mode ele prezentale. Penlru un asf€l de sistem qradele de liberlale de llansla1ieor2onbla sunl reprezentatlve, dar pot li apl cat€ 9 grade de liberlat€ de mtalie ale

maselor prin consid€rarea momenlulu de ine(ie nasic, dad efeclel€ aceslo€ pot fi

ln cazLr modeliricu eemente finite rnodelele ool f nra rainale masee aferente unu

elemenl lin I lind d slribu le ln nodurle de egAurE, iar d recl ile gradelor de lbe(ate vo.corcspunde gradeor de libenale acodale nodurlor modelu ui. n f 9.3.461e prezental

un nodel cu elemenle fnite tdimensonae ulilzal a analiza a acluni sesnce a

Turnului clopolnitn al incinle Mindslrii de la Dobrcvei ca€ esle declarai nonurnenl

39

lbi conceplii qiind prcteclta seisnici a sttuctutilol

).

aTumulu incinle M;n;sftide a Dobrov4b. vederedin ncinli c. se4iLrne

Fg.3 4 Modelarca pdn elem€nlfnla. vedere din afara incinte

3.3 RIGIDITATE SI FLEXIBILITATE

A9a cun s a adat anteror, a modelarea dinamci a ssternelof sunl utlizat€ dlfe te

elemente de tp bad sau @s0t de8nile p n caraclerslica lor de gditale sauflexibiilate.

Smpst ln accepliun€a noliunlor din mecanica conslructilor c€le doui m;'mi au

- rigidilatea este fo(a necesara prodocer i 0nei dep ased egale cu un tatea, rg. 3.5;

- flexibililatea esle deplas area prod usd d e o fo4a eg al cu unitaiea, fg 3.6.

Fg S.5Rqidrarea penrruo baratiun reson

El.nnr. de .linnica 5i ksinede vsinici

Fg 1.6 Flerib lilalea penrru o bar.tiun resorl

Sunt situ4il cand h modelarea structudlor doud auser e sau ln pa€lel, astie cA g diti\ile 9i rcspect v

diferiie. ln ig. 3 7 sunt prezenlale caracterslici e 0nor

ma nrulle resonur se pol lega inflexibiii lile acestor sislene sunt

-++

,= t'ld.

IM AA.-"Y;

Uoi M@ n NiviNI Noteclia seisnice a stuctunbl

3,4 SISTEMUL CU UN GRAD DE LIBERTATE DINAMICA(1GLD)

Pentru scrierea ecualeide m Scare a unuisistem cu un g€d de lbeicte dinamica, flg.3.8, fon'rat dintr-o masa un element de egetura lp reson cu o anumite rigidlale 9 oamorlizare se pot utiliza unndloar€le metode:

- principiu luldAenbedl

- principiu lui Hamilon

- principiu lucrulu mec€nicviiual

Tr

a. b.

Fg 3.8 sstemulcu un srad d€ liberlale d nam ci supus uneilo4e pe'lurbatoarc F(t)

a. elementele modeulo, b lo4eeceap ln sisrem

3.1.1 viblatii libere neamortizate

Sislemulcu un grad de libenale dinamiceln cazu v brat lor ibere neEnronizale se mainumegte 9i sistem conservariv inlruca h o ce momenl de t mp t este indep initd relalia:

E (0 + E!(! = consbnt 0 r)

ln ca€ Ec(t)€s1e enersia cinelice 9i Ep(tlenergia polenliale b tmpu I dn durala de

Dad scoalem dn pozilia de ech ibru sislemLr cu un grad de libenate dinamica dn flg.

39 a giil blocam conform lig 39 c in sjslem se acumuleaza o camlab de energiepotenliad prn deformarea sstemului elaslic {in cazu nostru bara incastrab) Prinindepanar€a leg;luri sistemul va incepe sd oscleze prn lransfoma€a energ epotentlale ln enersi€ cinelicd, iis. 3.9 d, pan; cand in poz ta cu bara nedeformala,fg.3 e, energia cinelicb este maximi 9 egali cu energia potenlia, acumu ta inital.Inielul acesta oscilata va conlinua prnlrun schinb permanent inlre energii cu€spectarea condliei (3.1). oscialia in limp a sislemului conservatv s€ va ploduce lainlnit !i esle prczenlal; in fg. 3.9 i cu punclarca extreme or energel ce

El@{ie de drnarict 9i inoinene sssimic,

IIb

E

t

;,, I

E:= 0

E" = maxE:=0

Fig.3.9Va ata energieipolentale gicinelice inir un sislem consenaliva, b, c. Scoalerea sislenrului d n poziliade ecbilbnr d, e, f,g, h.oscilaliasislemului

i. varialia ln ump a energie din sislem

Consderand ca deplasarea se produce pe o dire4ia u $i aplcand principul lui

d'Alemben, in echiibru stalic lctlv vom cons dera numa torF elastica FE (t)=ku{l) 9i fort;de ne(re F 0-mii0, aslie ca rezulti urmatoarea ecualie dibrenlia e de m 9carc

(3 2)

(3 3)

43

i(r)+FJt)=0

rn ii(t)+k u(l) = 0

lvoi conceplii pntld prole4ia reisnEi a sttuctutlol

in crre ur €sle pulsalia propie a sislenu ui.

solulii e ecuatei (3.3.a) sunl de lormai

u0 =q sin(lJt+ c: cc (lJt

0=C, sau C. =0

13.a b)vreza u(0)=L:ro s€ obtne

tr(l)= (, C1cosurt l, Czsn(,l

ij(l)= o' C'slnot ui' C,c6ot

ncarc Crtl Crsuntconslantecaredepinddecondliilein!ale.

Dad consideram lalimpult=0 deplasarea u(0)=0 din (3 4)rezulta

PenlrLr acela! lirnp nio(u nd

n acesle condlli solulil€ (1.4) devn

u(r)

(t)+I(0 =0 sau ij(0+ur,!(t) =0 (33a)

(3.4.a)

(3.4.b)

(3 4.c)

u(t) - '1,

U(0 = r,)

^^u. (36)

(3.7.a)

(3.7.b)

(3.7.c)

accelerali ale unuis stem cu

cu pu salie !o=5 pentru on lig. 3 10 s-a reprezenlal raspunsulin depla$d, viteze 9lun grad de liberlate dinamica neamonzal (conservaliv)

vbza in liali egaia cu 10 cds.

Ehnente de dinrnka 9t hginqie 3esmict

g

E

4E

60

2A

0

-20

-40

60

-;l-v

l

0.5

deplasa vitezeSi acceler4ii aleunuisist€mde liberlale d namice neamodzat

Fig.3.10 Rispunsulin

llrl

(38)

(3e)

(3 r0)

(.] r)

Solulia (3.7.a) defnegle o migcare armonbe simpla la carc dupa un interval de limp Tampliludinea este aceeagi

sn(,(l+l

qi reprezinb T - perioada 9i

In condit a in carc lalimpul t

ir(t+T)-l, t= 2 n sau

I=2 n

Inlo(uind pu rata n (3.9).ezulla

1

I

l-fiecvenla propde devibnlie a sslemului.

=0 deplasarea u(0)=uo din (3.4)r€zultil

T

'15

Noi c@ceplii pnqnd prcEc,a saisnlct a stuctudor

soluliile (34)devin $i au reprezenlarea d n ig.3.11

u{t:$ sn or +u. co6{d

u(0

u(! =

1312.aJ

(312.b)

(3.12.c)

Fis. 3 11 oscilati libere neamodzatea. dep asarea b vleza c. acceleralia

El@dc de dinrDi.a 9i irgineie s€simic,

(3.13.a)

solut ile (3.12)riai

u(0 =A,

iio = -A,

u{i)

=-Ad o_ c06 (lr.[ - 9]

mP ludnea ar A sau q d

u(l) = Ad sin (on + a)

u(t) = Ad cae (un q)

'o sn(un 9)= A" sin(0n A)

.0r' .sin (un + 9) - A" sir((,1+q)

(3.r3 b)

(3.14)

(3 15)

(316)

ii(9

'.(*)'

uo@

!o

(3.130

.cos (urt - q)

9 sunl dale deexpresile:

C,' 'c, ';=arct9=r,-c, -

Soluliile (3 ll)se obln asde

,f(

l^'*

(3.12.a):

uo

ot+q.snu(l) = Ad

sna: ^

c069=

Noi co.ceplii ptivkd prote.lh seisnice. snucruflol

lnlocuind (3.16) rn (3.15) rezu[e so]ulia:

u(l) = Ad (sin I . co6 {rt + cos ql . sln urt)

u(0 = Ad. sin(or+{)

i##i5ffifltrJ:"i"*,caracredsricile dinamice are unu srsrem cu un

(317)

(3.17)

IHzl ts'l

rn x(0. i'(t) + k u(0. d(0 = 0

uJ=2.n.i=+ tEdislf=1

T

InmLrtind ecu4a (3.3)cLr u(l)

(3.18)

j r. ,:19' * 1t .,(9 , - c

E"(t)+Ee0 =c

(J.re)

de mtcare in caiutsistemu/ui cuelimlnd io4a penubaroarc F(r)=0

l\ 20)

3.4.2 Oscil.lii tibere amodjz.te

Ap|icand principiut tut d Atembenun grad de libenate d narn cd din

sru conedednd fo4a de anonDare

lg. 3.8, in carc se

F(0 =0 - i(r)+F^(r) +FE0 =0

iou(0m n[) + c. ir(r) + k

Solutla ecualiei poale ii scdsa sub foffnal

13.21)

L{l) = G. ei

,t8

13 22)

Elenqt d. dinakicd si kgi".tio sesinice

Inlocu nd (3.22)ln (321)rezu[a

(m{:+cr+k)c e'r=0

rn r:+c{+k=0

(3 23)

(3 24)

(J.2s)

impdrlind

l+2 8{+oJ'=0

k

pulsate de 5

(1+ o.t)+ rlo

(3.26)

\3.21)tn

r. - 0

2.n

Solula e(ualiei(1.25)

n rapon cu D = 91 (ljl se potdelin lreitpuide migcad:

a. Amodizarea c ticiatunc candl

(3.28)

(r.2e)

(3.30)

D=0 + (3.28)

fg. 3.12, pentru o

2m 2n

(! = [u, rl e''

c 2mP

are reprezentarea gralicd

Se delinetenaqiunea din amodzdea crlic;:

'19

Noi corceplit viq^d proteclit seitnica a srtu.tunbr

t316

12

1

03

06

02

0

_d=1v=10

9

E

rFt

(l31)

(3.32)

0 0.5 1

Fig.3.12 Oscilalia cdt c, penlru dilerite valo aedepasiri

b. Amortizarca suomc ticA atuncicand

D,0- B>{lJ c>c. €>l

(334),varalia dep as6rii p€nlru

"r.tll;,-

(3.33)

iar in jig. 3.13 este repfezenlata

9 depas;ii initiale,penlru o=5

50

u(q =e '' (J.34)

Elenente de din.nice 9i itsjndie sesinic'

1.6

;1$ nr5! 0.6

E ",4.2

0

0 0.5 1 15 2 25 3 35 4

F! 3.13Osc alia supracrit cd penlru d fedte valor ale dep asirig viieze inilale

c. Amo{izarea subcritici atunci cand:

D<0 - B- ur, i<1 (l35)

9i

So utia ln deplasdr esle

sislemu uicu lGLDde5

(=Jr)lig 3 14 esle reprezentatd var aljainitale, pentu o pulsatie propie a

uilJ ')eq +c, e

Uoi Nnceplii pnvin.l pbt$th seisnicd a stuctuilor

iE

E

05Fig.3.l4Osclaliasubcrticapentrudiferlevalodalededasir 9l vilezei initlale

ln iig.315 esle reprezentala varalia deplasd lof sislenrului cu caractersiicile din lig.3.14 penvudifedtefracluni aleamoriza icritce.

rlsl

Flg. 3 15 Oscilalia subcrlicE penlru diferle valorl al€

fracl unil din amonDar i criuce

ln tabelul3l sunt pr€zentale valoiefiactuniid n amodzaEade,on(l'(U ia perh ace)€ vaor pner con5iderd r'dlabh

52

2

1.5

1

0.5

-0.5

-1.5

-2

€alaliile (3 39) denumite

Elehqre de dinani.a ,i ingindie ,esinice

Iabelui3.l Fracliun€a din amonzarea crilic6 penrru unetelipoi de conslruqii

A=lnf=2.n

(3.40)

(3.41J

l=l r.=f (3.39)

(3 42)

3.4.3 oecrcmentottoga tmicatanodizA i

Cd...Ersl,G'e G anorLzae ate ure ollrcrLn,L1.,oare corpFye}| c, oe dqerii.doe Jceor ). LlilEA4a tr ca/"cFi/d!r srrur rLr b. +dct Lrea d,l d?r 04 h,.a c\Lcdh Ig J 6 esrp ?olezF-bu Lalolir oeptair"r h linp a Jnr s.rer suocir/ penru

ii;il::'#H[* JxT""",t',1;';#" ' ," ,.6" np , , "'p"r1" x

:1=

vom defn dftrementul /oganhkat amodparidoua afl plirudin/ su(ces ve i3.41)

2.1 EgJl=

9r:

A=2 n I

TIPDESTRTJCTURA

Perelr strudur.ti d n beron anna(i 010-0.16SIrucrui din panour mad : 012.0.r8Strudur dn pere! podalrdm z dare I 0 06-018

0.15 050

0.05-0.10siruclurjdin beton armal gt metat i 0 05.0.10

0 0l-0 t6

0 02.0 08

53

Noi conc.Ftll privintl pateqia sekniae a s tu.lutikl

it*l-"4)'

iro,l

u2

{

a4in deplasbria unu sislem subcritc penlru d lerte

v leze $ deplasbri iniliale

Ts

u(r)

t4

Fig 3.16 R6spumul

Ehhente do nakice St hginsie sesinbt

Dad consideram o seie de amplludini succesive:

u"_uo.{...urruk !r u, ur

In:q=A+A+. +A= k.A= 2.

a = l.rn5

k.n E a 043)

13.44)

li:

lar lra4unea d n amodDarea cr lica poate li scnsl sub foflna

=pI (145)PT ^2.rr 2.rr

(3 46)

3.4.4 Vibnlii foiate amonice

Aplcand pdncipiul tui d Atembengrad de ilbeftre dinam d din fg.

ecualra diturenliata de mi9care in ca2utsstenutuicu3.8, ia care s-a apiicar o roG peturbaroac F(t) devine:

i0 +Fa(r)+FE(t) = F(i) \3.47)

Fio 3li S.s€ | LlcL 11 q.dd de Lberla.e oin"m(a . oscr,ali,urld."

Noi conc.plii ptivind ptuteclit seisnic; e snuctuntu

Daca F{t) are 0 variat e amon ca cu ampliludinea Fo9 pulsalia 0 ig 3.17, rczulid

'sinft (3 48)Fo

ij(l)+ 2 E '+ 'l(r)

+ (,' .(0

m ii(l)+c i(l)+l u(r)=

2,L,DE a, - i_t-

(3.49)

(l50)

(0<e,<rT) (3 5r)

rnsin gt

u(t) =A, (sinel co6a, -ccei sinq,)

i(l)=€4 (cG 81.6 qi + sin €t.sin ar)

ii(t) = €' Ar'(sinet cos er co6 etsinq,)

In expresiile (3.50)s'au facut urmatoarele notali

(1-p') cc ai +2 I p sin 'rl

iar D esle lactorulde amp ificarc d narn ce, sau coel clent0l

dintre deD asarea maxlmd dinamici u si deolasaGa slalica

.1= gk

F,Fo .L

k(3.52)

(3.53)

9

(1-p')

D=

co6 qi +2 e p sinqr ud"(l s4l

(355)lt ttl?rlr9l

56

€ = 0sau p=1 s nemul nlra n rezonanF

Eten. t .le dinanici ti inginqie ssinice

0.56)

ln ig 3.18 esie rcprczenial coeicientul de s-a reprezentat penlru dferite valor aefracluniidin amo zarea cr ice variala coeliclenlulu ampllicare dlnamicd.

Fig 3.18 Varalia laclorulu de

3.5 SISTEMUL CU UNGARAOOE LIBERTATE DINAMICA LA ACTIUNISEISMICE

La fe ca 9iin cazurile precedenle (v-.2 pcl. 3.4)stabiirea ecualiei diferenlae demitcarc penlru sstemulcu un grad de lbenab dinamic, supus unei acliunide tipseismic aplcal la baza struclud, fg. 3.19, se poale face prin unuldin cee patru

orocedee indicate la ocr 3.4.

(=0 05

_ q:0 L

5l

r/!i co ceplii pdind p@'ecfa soisnic; a stttctuld

Eq. I 19 Si.l"nu .u r g cd de l beiare d.an,ca sJpus au!Ln r rer)r'Le

unde L erl€ funl a Lasranse:

Pentruca ecualia Lagrange are un caracter ma genera vom aplica aced procedeupenlru 0b!nerca ecualii diferenlia e de miicare

Ecualia Lagmnge arc fo'ma

aLaD"ar au

(3.57)lf!!ld\a/

care energ a cnetcs (cu notalii e d n fisura 319)esle

E- = 1 nr lil +ir.l )')'2

(3 58)

(3 se)

polenliala

=l r,2

D sete tunclia de disipare:

58

it(r)

E, u'(0 (3.60)

Elenente de dinanict ti inginqie sesini.e

Inocuind in (160)ti(3.61) n (3.59)rezLrra

D=1.c.ir'it)2

+2.m u(D uL(0 +u,')(l) k ur(t))L=] t'

lnlocuhd (3.64), (365) (366)sislemLrlcu Lrn grad de ibedale

(1.60

(3.62)

(363)

(l64)

(3 65)

(3 66)

(367)

p 68)

(3.6e)

u'(r)

Pdn derivare vom olne termeni ecualeiLaqranse

$=J A r,:,fO*z m i,(t))=m u(0+m i, (r)

u!!=]ca,ol=+<o

!9= lr.Lrru:cunran2

*[*,)='^

in (3.57)

'i,(l)

r€zull5 ecu4ia drerentala de m 9care penlru

$pN une aclion la baza ii )l

depla$ri erle dald de nteglala Duhamel

m ii(l)+m ij,(0 +[ u(0 +c i(9 =0

m 'j(0+c.(r)+r

(|]= m ii,(0

u(9 =1',...-- lur(rJ e :'Lr').sinlrl.(l t)dr

5S

^hi conc.plii ptitind pret*lh s.isnict a sttuctuilq

obl nenr pseLdo viteza s stemu uide iomal

u(r)

!,(l)

se ob!ne prn derlvarea v lezei:

(i) e !'1")s no,(t r)d.

(r).e-"Lr -)cc(,3(-r)drJii'

I

(370)

(3./1)

(3.72J

(3 i3)

1374)*j'G,T)-

Jii'

Sd-prlFraorc,nctoolmeTpseudoarce.'4iasiclenrioe'oria

ij(0 =-2 E u" ,: (q=

p-'r 'rsin l,.(t - r)dr +

(.) e !'l"rco€ rr" (l r)dI

(r) e-'( 'rsml,(t r)dr

sei k).e t'1,',sino(t r)aj,"

(t)

ij (.)2.L')- |o"i

2 E or- fii.

Pseudovalo le marme aledeplrsanr, v ezei t

60

s/€,Tl- k).e :"( ') co6lrl(t_ (3 75)

=t. .e 4( ' si'r or (r - r)dr].,,tr.{tl(€ T) (.176)

(3 77)

(37e)

Penlru const'uctile uzuae dif€renlele dnlre pseudovalor 9i valorle deplasdi or,

vitezelor 9 ac@lera\ilor rnaxirne sunl mci, attfel c, in limbajul curent se uilizeazinollunea devalo spectole, lntrc carc se delinesc ufltloarele relat i

sF(€,r)s&(q.T)--

s"(€,T)- -i,r-

Penlru Lrn s slem cu un glad de lbedate dinamicA

ne4je m dgidlate k gitractune dn amorliza€acalculate penlru o acliune seismicd dala se poate

un moment dar, cu relalia:

(378)

lig.3.20 caraclerizal pr nlr-o anumil,cdlica € pe baza va od or speclraledetern na io(a max ma ce aparc la

F.. = rn s.(q,r') =m.o.s"(i,T) =m.o'.sd(€,1

'jr(i)

1^{l'

61

rq ).20 Eo15 n c,rra L€ apare r sslFrulc- 1c-D la o a(lir-e ser5rrca dau

tloi @h@pfii ptitkd pbtecla s.hnice a stuctutitw

lvultrmea valodlor spectrate pentru un seldinamice 9 de amoniza€intr-un domeni0speclrul seismic de respuns, lig. 3.21

de sisreme cu un 1GLD cu caract€rsliciiedal, supuse unei acliuni seism ce, reF€zinta

Fig 3.21 Speclrui seismic de raspuns

'-iq__l22 e p€ziu soeclat "€sr/ oe raspn!;1 accFtoialipentru .ut,erutut ELLE\ "u epF7e1?inrg 216.pertlf€qiu" ce anodL+ cn.cede2.5% 5"0iir0o!.

rlsl

f tHzl

1.16

o_92

o.69

o.45

o_23

tl_lI

fi4w, AIV ttfl

- t-'t

+o_oo

o.lo LOO 10.oo 100_oo

62

Fig.3.22 Spechr sehmicde raspuns in acceteratii p€ntru a(iunea ElCeniro

ln care cLr noial € din [9.324 tU esl€ mardcea de ine4iei

3.6 SISTEMUL CU n GRADE OE L|BERTAIE DtNAt{tCE

Pentu sistemul cu n grade de ibe(ale dinamicA din Ua. 3.23TiS 4e podre I sr$; .sen;rarc' ca a s,rtenj J lcLD

lV.U+C U= 1, Iu(t)U+K (3 80)

0

0

0

0

0

0

lvT = (3 81)

0 nalrice diagonrl cu nrase e stslenrLrtui dispuse pe dagonata

Fg I23 srsrernulcu ncLD supus acluni se],m ce

I

63

Noi @neplli Nivln l ptot clh s.isnice a stretudlor

h carc C este matr cea de amonizare

Malricea de arnorlizare esle o matdce plna ii poate f, consttuita pe baza unor modele

tnand seama de fracliunea din amodizarea critic, ln paragrarul 3.62 se prezintimode ul Rayeigh ce ma des uliizat a consliluirea aceslei nralrice.

ln care K €sle maldcea de rig diiate laterala:

A=K'=

6,, 6,,

6, 6"

61 6r

(3 82)

(383)

(384)

(3.85)

k""

6,^

6,"

6-

i-

Sernnincalia termenilor din maldcea de igidilat€ at€ra 5 esle cea din iig.324aln careloale gladee de liberlale d nam cA sum bb.ale. lnlre matrcea de r qid late lalem a K 9cea de flexibiliiale lalerala exisla urdEtoarea Glalie

Te'men U,U $ U su vechrl acc€lentiilor, vitezelor 9i rcspecliv ai deplas,nbrrelalive corespunzitoae g€de or d€ libedate d nam ca aie modelulu , iar I v€ciorul unilate

1;}1::;].,

1,"i]'{:l}P€nlru rezolvar€a ecualie diferenliale (3.801 a sist€mulu cu nGLD se poate otlizaanal ,a spectra 5 sau ,iime h slory' .

64

Elenqte d. dkahici 5i ksinetie esinice

Fig. 3.24 Sernnmc4ia lermenilor malrice de rgidlatea mal ce de flexibillate latera e (b.)penlrumodeul

3.6.1 Valo sivectodpDprii

Problema valodlor I veclodlor popr penlru un sistem cu nGLD esle esentaE in loateanalzele acesiu lip de sislern

Ecu4ia diterenliald de m gcale esle

laleraS(a.)!id nig.3 23

M U+K u=0 (38€)

ceea ce inseamna oscilalii

Solulia ecualie (3.86) este:

q:

lu(r)]= lojsin(ot

Iu(t)J= .'lolsin(.t+

+e) (387)

(3 88)

65

a) = -.)'lu(l)l

ln ocuind (3.87) 9i (3.88)in ecualra (3.88) rezLrld sistemol

(K-o,MXo]={o}

[o,i o oll.:,1- o o.

0 0 or;

puls4i or in sislemu (3.89)9i

(K-o: i/Io,], = {o}

= fto,

Ic{o-}, =

,Vor coDcepli, pnvird prctecl'i' seitnici a ttmctutild

(3.8e)

care delerm nanlul Lagrange estel

K-d rv =0

iar p n dezvoltare rezuld ecuata de ordinu 2n

C-"o':" +Cr" ,u':" ')+...+C-o':+C. = 0

Solulile ec0a\ei lormedn mat cea spectrald,

(3.91)

(r.e0)

(r.e2)

lnlocuind soccesiv va odle

(J.e3)

€zu le rnodud e proprii care

lo-l

Doueromedlstincte 10,l

formea- natricea modala:

L lo, rl

0

0

(3 9r')

adouirnoduri propriio, 9l os

(3.e5)

(3 e6)

(3 e7)

],...to,

{@,llMtT,,l, =o

{o,

10,

66

Elmente de dinanii 9i ingin{ie sesinic/

Aruncicand solut b {o,} au amprrudinib l.o,l ca'e

tl

(l98)

(l99)

(J.100)

3.6.2 Modelul Rayleigh

l\,lodetul Rayleigh considera nralr cea

".F-,*)Inmulind malricea c a

mat'icea modara [@r],

[q,,I eira d,eapra cu

ieiSau apLicand

relat a (3.100)

c = [o,,I c.[o-]

proprietalea de ortogonalitate (3.97) pentrLr doLra modurl suc(esive

Inlo(uind (3.99) ln (3.101)',"zull;l

c =1o,]l c {o,}

.KIto" {o,}' M (Ml

Sfind cd penlru sistemul cu nGLD, aflal in osc ali libereomogen (3.89) 9 care penlru a avea solulli dilerle decond lia penlru Recare mod prop u de vbrate ii

neamonzate sistemu €slecea banaE, l€bLrie lmpusd

r0r)

(3.

(3.

1o,l'[u]tn,l=rmodulDmoru de vibralie se cons ded normalizal

c=lo" w. (v' . r<)

stanga cu mal cea modalE lranspuse

rezuiti anodizale. generalizala Cr

(3.10r)

{o,l r02)

K = {,rii,4

67

tloi conc.plji ptivin.l ptot.cth s.isnici a structtrilor

Inlocu nd (3.103)iu

c = )o, o, I Na ([a l,' [aI lor

c:Id".,r,'.{o,},'.rv lo, ) (l105)

(3.102)'ezulD:

(3 r04)

(l106)M = Jo,l,r |\/ l@,1

slind d lract unea dn amonizarea critici este data de

penlru lormele 9e neralizate expres ia:

relrtia (3.30)

(3109)

lnlocuind (3.95)in (3 s4)

1

2

c M, (3107)

Io" urj lll,-c (3108)2 $ lr,4

€ =lo. o|'

Partlcu a znd penlru €=0, e=0,1 sie=1,0,1 rczulla urnaloa|ele exp€s ial€ mal ceide

63

E.qo =2 €r'!'), (3 1 10)

!i

Elqnente .le dk.nict Si inginuia serinice

C=qo ltl

b.

c - 2.€r'ur1 lV

factorul de arnorlizare esle inve6supeioare se ie putln amoi(Eat€.

\3.112)

propo(onalcu frccvenla, ceea ce

I",,i)u,;

1

1

(3.fl r)

(3.fi1)

(3.r4)

(3.r r6)

ti'_

lll-

l:'lI;:I

1

t'1

1

qi:

C=do lU+dr'K

Relala (3.115) este cea mai ulilzaustruclodle din domeniLrl mnstrucliilor.

(3.115)

{:l}

{r}I

t

11d"r11d,l11d"\

69

Noi conceplit ptivind prcteclia seisnict a sttuctutilN

ti

C=d, M? Kr+do.ltl+o, K l{3117)

prcporlronal cu lr€cvenla ceealn cazur e b. 9l c. co€licientuce face ca modurle superoare

asdelincatrrsppropdLr 4,r , (3.

3.6.3 Analiza spectrali

Ana iza spectra 5 a dspunsulu unuisistem cu n gmde de ibe(ate dinamice conslS inexpimarea raspunsuui prn nlemediul unu sistern de n ecuali independenlecorespunzaioare Recarui mod prop u de vib€1i€. Astlelse poale rea iza,decuplarea's stemulu de ecuali dferenlrale prin ulilzarea coordonateor independente, denurnle

Prin analira spectrali se pune invibralie la dspunsul total.

Vom cons dera ci rdspunsulsislemuluicu nGLDobtne pdn suprapunerea lespunsurilor pe feca€

Pentruaseobtnedecuplar€asistemulu de ecuali se valine seama de proprietatea deofogonalilate (3.95.. 3.97), care d n puncl de vedere liz c inseamne ci lucrulmecanic alfoi(elor dintr-un nod propiLr de osclalj€ cu dephserib altu mod sunl nule. Pe bazapropr elit de odogona itate se vor Ulilza matrcele genera izale ale nrasei(3106), aleamorliz;ri (3 100) 9l ale rsiditatii:

(3.118)

pe d rectia unu smd de lbe'tale k sernod prop u de vib€lie i, Iig. 3.25:

evidenle participarea fiedrui mod prcpdu de

K =10,ll.k.lo,l

120)

I, coordonata gene|alizat corspunzaoaE modului i de oscilalie,inlr-unmod prop 0deoxclat€isdlieoruncliedefornamoduui

(3.r19)

p.r20)ukt)=@, n (t)

u, (t)= t@- | (t)

70

F = -t\,{. t. ii{(t)

AsireL lnnca ecualta (3.80) dev ne:

Elanilt d. .lkahici si insinqie sesinic;

Vecloridepla$d or, v leze

r9 ).25 o;spunsll 5 s €nelo cu 'CLD r onpolerl" rle si.r"nr ui c, nGLD

e(uali.dfer€nliaade milcarc (3.80)vom in ocuiin

L3122)

IV U+C.U+ K U=F (3121)

{,,O=lo,lho{,r,01=l@,1 {'1()

{ii,o=l@,1 {il0}

(3.121)sunt:

\3.124)

(3.125)

(3.126)

(3

l

in 123)conduce a

h()h0]+c lo,I h,(r+K (3.r27)

t1

M [o, to,l

Noi conceplii ptitkrl prclecla seisnice a stuctuitq

la'l {3128)

Prelnmullrnd ecuala cu traspusa malricei modete rezutii:

lo,I.M.[o,].lii0F[@"]'.c to,l {i(')+lo,I K.loJ fi (t)=

.[(')+c].[0+K].'r,(r)=q'ii,(t)+q n,(r)+K, llz(r)=p,

dspunsul est€ dal de inieslala Duhame (3.69)

q19=f 1 i4r"1.",-,''tn,,rr .r.

,{"I\4,

(3.r29)h(r)+l\c \l in{ j+[k \] tn(r)=ipl

(3123)s a transfonnal

9isub lorma (3.129)(3.129)carepoale

[4 ii0+c.a(r)+K,.a(r)=C

rv" ij,O+c^.n,O+K".n,(t)=p"

ir (t)+2 e ur,

t\M \1.

(3.130)

lnlr-un sslem de ecua{ii independente

(3.r29)

Io,I F: tcl

D.€irpi4n ecr4ja cDrcsp,nzaloarc lbdu'j i oe os. t4je td rard ge.e€trala [rt, rc/utk

1,0',1 n(r)=fi (3 r31)

(3132)

-[o,I M.tr] i,,(t) (r r3J)I ij,o =lo,I' F: [o,l" i/

astfel .; (3 lll)devine:

{,t',1l.rv {1}0. r31 )

(t)e" '!inu(t r)dr

t2

Elene E de din$ica 9i tngtnqie sesinict

Vom delini astfel factorul de oadiciDarc modalii

{@*},.M.{r}

I.i' '-(3134)

(3 1J6)

t={@-tl.M.{u,}

Ceea ce esle importanl depropau de oscilalie nu pot1mp,fg 3.26 astle ci:

relinur esre iaplul ca raspunsurieli adunale aceslea producandu-se

(3.135)\-r =l

!u lti!'(i.1.* +

Fig 3 26 Va odle marime ale dspunsuilor modale

73

Noi c@ceplii privitd qoteclia seknica a slrudutitol

Penlru stabilrea dspunsului unuisitem cu nGLD la o aclune data se vor ulilza diferitemelode probabi islice de suprapunere a raspunsuui,in care se vor lua sulcienle modurpropriide oscil4ie, astle lncal faclorulde paniclpare modaE* tinde dre 1

n mod curent la suprapune€a efectului a r modu'i propdi de oscilalie s€ ul 2eaA ddncinamedie pitatci a dspunsurilof (SRSS) rplicali deplasadlor 9i efodunlor dinh'un

0.9 T,

0spr<1

(3.139)

(3 137)

C,'dperioadelepopndev.b.alresuucsNoTk+t <Tt sea'anrplr_a

I,< (l138)

(3.r41)

13142)

raspunsLrrle modae se comb na prn adunarea vaorior absolute (ABSSUM)

Un all procedeu de suprapunerc pentru

este combina@a dtratici complet;

(3.140)

(coc):

ltF rr;tin care ft €prelnla co€fcienlu de coreialie inlre moduri e k 9i j 9

iar pentrLr k=jcoeficientu de corclalie esle:

In ingineda seismici, in mod convenlional penlru un sislem dat sernnele efonui or,

deplas;rilor gifo(elor sesm ce aplcate ca io4e slalic echivalenle pe dirccliie qradelorde libe(at€, ce au fosl oblinule prn suprapunere nrodalA pol liconsiderale identice cuce e obtin0te pent'u modu tundamenlaldevibialie.

14

Elenqte d. .linanlct 5i ingin*i. sesinb;

3.6.1 Calculul forlei tiieloare de baz; 9i dist bulia fodelor seismice

Pentru calcolul fo4ei tietoare de bdn a unu sislem cu nGLD este necesar s,consideram un sistem ech va enl sislemul'ricu 1GLD care sa dezvo[e aceea9icanl(aledeenergiecinetcag potenliala ln cadrul aceloiagl mod pmpriu de osc lat e, fs.3.27

Fg 3.27 Sislemu cu lGLD echivalen t slslem u uicu nGLD

Vom considera ci masa sistemulu echivalenl in modul i de oscilalie este egah cu sumamaselor sistemu ui cu nGLD aieclata de un coencienl denumit coelcient de ech valenle

€ corespunzator aceluia9 mod propru de vib4ie il

Eneruia cinetcA asisiemu uicu nGLD:

Energia cinellc, a sislemLiui echivalenl .u IGLD:

e,=];" .;=];" .; o;=1,;i', o1

(3143)

(3 r44)

(3 r45)e; =j'" .;'=j,; ', *"'

Noi conceplli ptivind yoteclia seisnice a stuctuitol

Punand conditia ca cele douE caniil4ide ene'giesefe egate ferutta:

o; {n: . oi' (3.146)

Energia polent aE asislemuluiechivalent cu lcLOl

E", =1m: s, oi

Energ a potenlia i a estemu/ur cLr nGLD

in carc cu s3. este valoareaosc ale, iard n egalilalea celor

- lg- lJ- r a| ! - 2.. qr. -;Zn..4. s. o,

^s" )r. .. K.

I''oi

l.3147)

(3.149)

(3.r50)

{3.148)

corespunzaioare modulul i dedou, energiif€zula

Im, r .ok {: oi

Inlocuind (3 146) ln (3.149) rczulii:

tl

oi=

(arc inlocuil in (3.149)

Zm'I'@u

lin6nd seama de (3.143)conduce al

m;= (3 r51)(;'^'')'

(*'*,1zmr lunl,oi I

9i

76

(3.r52)

Ebnente de dinanict ti ksinqie sesinha

Fo(a s€ismid slalic echvaenle in modu i de oscialie pe

oblr1e 'r"lfd /aloa'ea spe*al; a aodLu esp6c !

F: =s", m:

(3154)

(;",'''l

(r.r55)

(3.rs6)

I''oiFo45 seismicd corespunz;toar"" sstemulu echlvalenl penlru

Io4; ;erod.ede brl; a )\'errlu u ,C D(a p.^di\lrbu.

t =d, F" (3 r5i)

(3158)

3.7 MSPUNSUT lN TIMP (time hislory)

Pentru exernp if carea raspunsul in tmp la o accelerogram: dal; (time hislory) se va

stabil penlru sislemulcu 1GLD, a ciru ecua\e difer€nlia i de migcare atostslabltaanier or (3 68).

n literalura de special tate sonl prezenlate mai rnuile rnetode de nlegrare pas cupas (iime h slory), dntre care vom prezenla prccedeu Newmark concepul ln 1959

care este cel mal general.

77

^roi

conceplii pnvird prcrecj€ s€ismrc, , stocrr4lo.

Toale prccedeele de nlegrare numercase brzeaza p€ dezvoltaGa Taylor:

ir(t) a3 ii(l)

t(r)-a6.ii(t)

(3 159)

(3.160)

(3.r6r)

(3162)+ atJ a,

+ At)-a5

1

1

BAt1

.''a

at ..'6 a

ln procedeulNewmaft dezvoltareaTayorse limiteaza a pimiipalru temeni

Vom considera un rnoment de timp t 9i un pas de tmp At astfel cd penlru momentul

t+ll ecualia (3.68) se poate scr e sub ionna:

m ij(t+4l)+c i(l+Aq+k u(l+40= nr ijL(l+40

Crelred e deplasirii vitezei acreerale pe a.est ntervalde iimpl+Atsunl:tl

n prccedeu Newnark creglerie de acc€lel"te

A(t + At) :Au(t + At) =

Aii(t + Al) -

Aij(t+At) = a, Au(t

Au(t+Ai)=aa Au(t

A9

a!

^0

(tLr(

u(t

-u0

-u(t)

(0

9l

(3163)

(3164)

(3165)

(3.166)

78

pAt

a. -At.( L 1l" 2.8(3.168)

constanlS pe interualul de limp At

=Lp

u=1.... l]=1'26

Inl0cuind expres ile (3.162)in €cuat a d ferent al:pe nlervaiu t+AtdatadeexpeEa(3172).

"l u']

(3.r67)

(3 169)

ncazu consid€raiiacc€leraleideEspuns I nidfb pe hlefta ul de inrp At:

(3.160) rezul$.,eqlerea

limp At:

Au(t+40

1-1'2 "8

deplasarii in exprcsiie (3.161) se vorde vitezd la nlervalul urm:tor.

mai multe grade de liberlate dinarn d qi

procedeul Newma* este stab I daci:

(3.1/0)

paraboia de gradul doi pe iniervalulde

(3171)

((m a, +c a6 -m) ij(l)+

k.(r)+rn u,(t +^r))

(m a1+c aa +k) lt 112)

+(m a, +c a5-c) ir(0-

(3173)

79

tloi NncepUi ptirkd Noreclia seinici a slruclurilor

In seneralpenlru s slemele cu nGLD pasultelimp t va trebu $ respeclate condila:

ln ig. 328 se prezinl. raspunsu

dnamce cu peroada T-0.3 sec qi

accelemgrainregislra6 a B0curegli ln 1977

(3.r74)

uuizandLrn sistem cu un grad de

amodzarea criiica E:3%,

1:

!1,

j*_t2 t6

t Isl

limp alLrnisistem cu lGLD la actunea Bucure9li1977F9.3 28 R;spumul

BIBLIOGRAFIE

in

Eeads, CF, Moa, M. Struclura Vbraton lialyss and Damping, Amold, London

Buzdugan, Gh., Felcu, L, Radei, M, VibGliimecadce Edilura ddaciica 9 pedaqogca,

DeSva,C W,VbEloi Fuidameiias aid P€clce, CRC P€ss B@ Raion, Londor,NewYo Washinlon DC 1999.

Haris C M, Shock and Mbmlon Naidbook loudh ed lion, MCGRAW-H LL, 1995.

llim, M., /faliza dinamica a stuctmlor 9i ignede seismica Edtura Didaclca tPedagogice Bucurc9l 1973.

Negola,Al $ialtiApi6! ale iruifedeiseism @, vol.I EdituGTehnica Bucuretli 1990.

Negola,Al 9ialfiApi€! aleingife'ie seism@,w|. I Ediluc Tehn ci, Elcue9li 1990

wang, P.c., Metode numedce glmateale ln mecanG conslrlclior Edi(ura lehn cA,

30

PROTECTIA SEISMICA DUCTILA

4,1 ASPECTE GENERAI.E

Problemele legale d€ pmteclia seismic, dudiE suntin generalfoade comp exe 9 suntdllerite 1n rapon cu sislernul slructura . Uzralslructurile pentru conslructicivle pol licadre d n beion annai, pereli slnrctural, sfucturl mixle cadre d n belon armal cu pefe!structumi, slructuriin cadre compozle olel-beton gistruclud metalice. De a€ea lncadrul aceslui cap lol vor f prezentale numai une e elernenle cu caracler general, care

stau la baza proiedadi b aqiunea se sm cA in con€pl duclil.

Conceplul de proi€.lar€ duclil inseamna asigurarca unor zone in carc o slructud slpoal dezwta arlicu ali plaslice alunci cand apare o ac\une seismice de mare

inlenslale penlruadispaenergiaindusd,incondliieunordepas;r limilate asfelincatsa nu se Dmducd colaosul.

Pentru a dezvola aceasia oroblenaha va lrebui ma inlai s, delnim ducllitalea ins€nsul cel mai simplu gianurne analzend cu6a caraclerisl d a ot€ uluiob qnul,lig.41,a9a numla ductililale de material [1]. Prn duclililate (p) putem defni rapoftu dnledeformalia specilce u[ m; (er) ce corespunde dr cedarea nrale alulu , 9 defoniatiaspecllca coresp0nzaoare nffiriiln curgere(E) In felu acesta ducliliktea ndicacatdenare esle deformalla spec ica a mater alulu ln rapon cu deforma\ a speciica h intraGa

€y

Fig 4.1 Duct litalea ote ului

€u

obignuit(ductliiatea de maleda )

81

Noi conceplii Nivkd pate4'' seisnbd a stlctrtitt

Du.li €rea rare.rtu rr .t; t, bdra oLcthrli un risren dar acea(; esre . nnkta m.orre{Lla enellelo.slturlJlalF Denrr r ru s. oepaS' rlJTiI. va,on triu9?t ne |*dm l"a

sec{iunile din belon annar, duclitirarea se defnegle in rapo( cur0reas(iridellrdp'. r"tur"sub aqirlea du ionel,duoiritutir"o" "*urjit9 42

F9.4 2 Dudillatea une lecliun din beron armat

o€nl'L_o g'rd_a dr bero" dr.1rr reratia I omen{r.bu.; est" rr;.s tegdb oe rdpolJolrc relslFlF ia cororesunF d oerorurL, r'(c1 a,.d de an;[ra. -al.td"dloeceoaE d u1F sff!rr esre,d sr.{rer be.olJLit ru € p.ooL,d rrufar cr r,€rean curge'. a qe/rtur. c | (,r I 6d.?d betol,rLt k proor(. rc ta? r do,Trdrea in

curgere a a.nailnicu at;lductillatea ene maimre

::lj_"11-!": c""r'?r:dea nan oe 4ratura ooa? eena,d.upFrea cdsan.; pn1snvrer oeronrLtdn/or.lon o,indta

'ar;caama.ta.ir1tr".n .u.goc Lr p,o enre

de armare nrainicide 15% duclililatea de cLlbura poaie ajunse panE a g{= 10 ljlAl.l o c,lnd a-dka dut U,ta(r :e rea. rerd pe un s )re,ll ,ructura, I c.b 5Lnr de.nk.frcur.ll caci,e oL.Lforna..ezjrde cd rrrr? a apd,l|er -o, no""r","

"ffi:ffi:":11l:f:." """5r. ,r1cre d€ rc,,.ed acesro,a s oodla denJtr,?a oe

14.1)

0y rolirea la inlrarea tn curyere a

a2

€!=-

in carc e este roljrea uftimA capabiE a sectuniiaftcLr alie plaslice.

tl

Ca o sum; a capac e! de tomare a unor adcu alji p aslce intr-un slstem se defi negl€ 0duclil tale g obald sau tohE expdrnatd pr n de plasarea acestuia Duclililatea do dspla6a cse def ne9le ca mpond dinlre deplmarea la infarea in cu rgere g obali a s stemului 4, carenu este defnlS de rnornenlul aparitiei prime aiiculalii p aslice 9i depasarea lmiuulirne 4,, aceasla ma poa€la denumirea de ducliitale globala de s stenr.

al intari in curgere a

'^=+n acene co_d{ 1r se poaro {orbi oA u1 nonell a,dcransambluluic iaoionna aprox malva generab de conldbuliace se dezvo la in sistem,lg 4.3.

Fg 4.3 Duct litalea de dep asarc sau globaE de sistem

RelaliadnlreductiltatealocaE,definEdeduclililateademateal,cubura9irolateinulimi inslante 9i duclliialea globala poale f deiniE numa in cazu stabilirii unumecan snr de cedare a sslemulu. [,lai mult, este necesar sa se siabileasca qi anumiteregul privind allemanta actiuni(numaru| schimb,rii sensulu de aplicarc a fo4€ or0rz0nlae), specmce acliuniisesrnce, apicate sistemului qi llmitarca reduceri elod0lucapablcu un anumit procenl, care sd nu puniin pe colslructra.

Uneor pentru a avea o capaclat€ ponanla mare a uneisecliunidin belon armat existtendinla de a c€qle canlitalea de amatuia din zona inlinsd Din punctulde vedere alduclill lii unei asernenea seclunl, r€zolvarea sta in confinarea b€onului (frclarca) dinzonacompdmalacareTpoaleasgu€ocr€$ercsubslanliaEacapacitEliponante.Prncolinare, adca prin dspunerea de amreiuri transveEala (efier), se impedicAdefom4ille tansversale ale belonulu ceea ce conduce a cr€9ied mporlant€ aleducli l61ii l2l, f,s.4 4.

83

tloi c@cepfi ptivkd prctqth s.tsnhe a sbtct!flor

!4o!ilrp!u

Fg 4.4 Curba caracteristra a betonLrtui v

4,2 STRUCTURI DUCTILE

P_e(ard !e la narel.hte rorDoner.e. seqLre,i eene1tsrruclr,., se prle probteTacon'o'Tdn g."eraret\[el ir.6l sa..4fe o ductiltalp gtobaE.dre sa reqr.e i1,,1al06rparea de energ e in timirete dept.*r or ulr me tara cotaps.

h d(ere cond li oer.ru orc rro de sir€-r s..rctura, LebLr. m"(€pne din taTa deprol.-ct.e -\cena'i.oi?hd dezvor..ea r.lcuElior pasrce s, cd 5e Fvie rpe.Fdcasanu a etanelteto. s4 r ''r?r" Tvdelt c. Edtlatea a "sru tuc4 este dr[., ,l

- cunoaglerea cmect a prcpreHlitorflaleda elori

0rourqea ide'alco nro,Ta.er sislenr,Li.lru(rrdt drnelroma aftcuialii plastice cu o dLrclililate cat mai flareiconceperca sslemului structurat cu mecanismete de cedare;

:::jl,ll:b:': * re.edloanr ad,cd 5d arod capdrdrea de,ed,ro4ie r'o4eb.0.z01tdte a. 1ci .,ird m eeneltse Dt.sti.ro.du se.roe tocatpen." aFevenr ruperca prolreslval

cal.ulu \slerrli srrL Ia p.llrL evdtu.sd nodat 4i,or 0F oedo[r,e dan.ulalirl0rpi.sliF,

considFr.eaer€ctolo corooneltecF"cr j.r'p! n€{ruLlura,ecdle..conlrbnD.enel de ng ditate toecdt; sr iTpreoo.2,ea oeTvo lair oe a.l . lali ptcsti(Aj

hlaroa depla$dlo. (|eerJtu s rcturdr oFnrr d 1" c" p.oduo pr€.oqFa oes|abrrlale ti evident .olaprLrl

84

Dln puncl de vedere praclic, legat de pro eclarea directa, penlru conceperea unu s stem

trebuie satisfacuie anumit€ cerinle de perfonranla asoc ate sl;f lof limiti astel:

i. slarea limit; ullimdl

- indep inirea explicld a asp€cl€ or legale de rezstenla 9 ducilitalel

indepinirea implicla a unor rcstrld egate de ductillate gicapaclale dedis pare h sterelici a en€q eii

ii. slarealimiledeserviciul

1. indep inn€a expliciti a conditiilorde gidlate.

Contorm nonneior eurcpene se delinesc treicat€goriide duclilitale dlclililate redusa(L), ductilitatea medie (lu) 9l ductililalea inalti (l), care pot li acordate strucluriorpentru sgumnla in exp oata€ la aclruni selsmice Dfercnla dintre ductlitq nu lrebuielnleleasd decetca o ceglee a cantteliideenerui€ d sipate.

Incazu duclililali lnalle proieclarease face la un nve a fo4elorsesmice maimicl,dar prin cond lie imp ic te care trebu e Luate se va asigura o doctiitate ma mare.Degi in aparenla nivelul fo4elor a care s€ proi€cteazb slruclura sunl ma m ci, fg.4 5, pdn conceplie aceasla are o capactale rnai mare de adaptabililale la aclunea

ln consecinli ductliiatea med e va avea o capac lale de disipar€ energelica nrai rn ca.

De ace€a duci litalea medie esle ndicala in zone cu un nivelde seisrnicitate r€dus sau

in cazuie ln care conceolual sislemu struclural nu ooale dezvota mecansme decedarc coniro abile, asilel c, niv€lul fot€ se srn ce la care se face prc ectarea este ma

marc decit in cazulducli Gt i inalte. 10. 4.5.

colpslqlc !]!ELQI?!!

ducllitate redusa (L)

dLicti itale medie (1\,'l)

d!ctiltate inalta (l)

;{;. "

IFig.4 5 Comparalie dhlre proieclaGa linid elasrici

85

lloi conceplii ptilkd prcteclia seisnici a sttuctuild

n rapod cu duclillatea de depasare sunl stabllite lrc clase de duct itale penlru

nructurle din belon armal, Pl,labelul4.l Acaste valorisunl tipice penlru astie de

structur 9i pol fi respectaie in condiliile conceperi corecle a sisteme or slructuEle 9respecla i nomelor sp€cifce.

Tabe 4.1 C ase e de ducti itate ln raooir cu ducti latea de deDlasa€

ualodl€ ductiliGlii de dephsare

perc!isvuctulali

1-1.5 lll35

ductlitare ina tj

Realzarea reslicliior mplcite in slarea imli ultmd mpun€dezvolare a mecanismelor de cedarc. Acest mod de a gandioaparilia corecta a ancolaliior p aslice, Eri mecanisme sensib le cu

fs.46,4,7

abF9.4.6 Mecanisme de cedarc a struclur lor in cadre

a. r. ansndeEhd; coc' l b ae.drisnrdaer incore.l

La allelipud de sisleme struclurale,cum este 9 cazulslructudlor metalice, mecanismelede cedare sunl sp€ciice sstemulu struclora, moduloi de dspunere a sislemelor de

86

arlculati_r_1.

T!

I

I

I

Fig.4 7 Mecanism de cedare alsrrudurilorcu perelislruclural

Pentru asigLrrarea ducli etiunu sisiem

caracterslicile s stemulu slrlctmlva impune conceptu duclil cu mecanismeespeclice de d slparc al eneruiei seismicei

tunclie de c0nceptul duclil se vor uli za maleria e adecvate d ferit€ or lipu deslructurl, in vederea rca izeriunor mecanisme favorab le de dsipare a energiei9iasigurarea zonelff disipative cu suicienld mpac lale de deformale in domeniuposleastc,launnumarcalma maredecicurii

pdn dimensionarea de rezislenla a ebmenteor slruclumle aie cEdiilor se vorevila rnecan ynele slab dis palive cum suntcele de etaj, fig.4.6;

penlru realzarea mecanismu u de cedare concepul se vor dim€nsiona anumiteelemente p€nlru un raspuns se smic elaslic, func!e de lipu de slructura 9inaturanaterialu uidin care este alcaluitd slruclura (cazu slalpbrde a elajln exempludinlig.4.6)l

conexinile d nlre elementele stuclulale vorliprciectate asliellncat se se as gure

un Espuns seisrnic care sa nu depbgeasc, linlele slad ulu elaslic - ceea celnseamna majorarea eiodudlor d n acli0nea seismica cu anumle procenle sau

dirnensonarca a valori majorate ale efonurlor capabile ae elemenlelor ce selmbn,

asgurar€a conlucrad spaliale a eement€Lor structuiale prin inlermediuldiatragme or (plangeelor), pentru a se pulea conta pe o redislr but e a efonud orln c€zulunorced;r, c€ea ce se denumege af un s stem robust.

n nomel€ de prcieclare {31 sunt

87

Not concepni Nivind proGclia seitnici a sttuctunbl

4,3 PROCEDEE DE CALCUL

ln proieclarea slructurlor a acliunicondilile d€ comportare slnrciural;procedee (metode) de calcul. Aceslec0 nstrudiei 9i impo na nla constrLr c! -Ai

odce rneloda de caiculva avea la baze u 2area unu spectru seismc de dspuns inconromilale cu nonnele de proiectare. Acesie spectre s€ism ce de raspuns sunt speclreelaslice de proieclare in acceler4ii 9 rac pane din anexa nalionaE a fecirei lad funcl ede parliculad$ll€ fedrui arnplasan€nt. In 19.4.8 se prcznte unul din speclrele

sesnce de respuns elaslic in acceer4i p utlizat in nomele romen€lli nomaizal inlapofi cu acceleralja slav l4ionab s

Valoarea spectra, de poieclare sd[I) s€ calculea; runclie de perloada prcpre de

oscilalie T, acceerala dn amp asamentu constru4e a!, luati dn harla de zonaresesmc6 qise inpa(e a facloru de comporlare alconstruclie qcaretneseamaderip rl( IeTLlu srruclu?l !i de Lrpa( ldrea dLen'i. der di.pde"eg3:

seismice, linand seama d€ pa cularlslile Im€nllonate anleior, pol li ulilzate mai muleproced€e vor ii alese tuncle de complexlatea

S,1T)=a"0 (4.3)

B TC

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

0 405 J.51.5 2 2.5

88

Fiq.4 8 Spectru sesmc de r,spuns normaizatln rapod cu g

ln mare putem delin doua metode de abordare pdn calcul alstructurlor la acliuniseismicer prima denurnlS impliciti, ob gatore, bazala pe un calcul slructural lndomeniul liniar gi una explici6 bazaiA pe calculul neliniar al slructuf

Calcuullinarva da infomalii generale asupa efo(ur ordin sislem dupe care urmeazampunerea prn prcectare a mecanisffeor de fonrare a adidrlatilof plasiice prntr-oleraftzare a capacil;1i de rezistente a e enenleor slructurale care este denumi€netod! prciecladi capacititii de fezislenla vezi pcl. 4.3.5

Metoda explicll carc conline caculul neliniarslructurl compet d mensionate prin aplcareaCaGcl""rist cile de rezistenla Si de deformabil latevalor or med i ale rez stenlelor materlalelor

esle o melod: de vedficare a unormeiodej implicile in domeniu liniar.

a e elementelorse determina pe baza

N4ecan srnu de lomare a articul4i or plaslice poate ii oblinul explicit (dar aprcximatv)pinlr-uncacudelipbiografc{vezlpcl.4.34.1)sauexactulilzandrnelodadecalcud narnic nel niar (vez Dct.4.3.4.21

4.3.1 iletoda seismice slalice echivalente in modul lundamental

Apllca.ea aceslei melod e con s d erate clasice, s e a plid la stuclu d e lncons$ in analiza rdspunsululla acliunea sesmice a dou, componentepe dircc1a lonsiludinala 9 una pe dlreclia lransversaE.

in aceade analzd se considere ce modu iundam€nlal are conlributaGspLriu tr.I"rii d p"rio"da p op1€ de oscla\e se delenh; pe

dinamic sau pe baza unor relali apmx malive 9i/sau empiice bazaleproieclare a dife elorlipurlde construclii.

F0r1a seism ce, ca ro45 $ eloare de baze se calculeaz: cu re at a

Fb =y .sdfi) rn ).

, (4 3);

(4.4)

s,(t) este valoarea sp€clraE depe oadei fundamentale Tl

de Fo e. tare mrspunzdtoare

T] perioada pfoqe fundamenta a de oscilatie a slrudur j

masa lola a a chd riicaculat, ca suma maseorde nivelmr: I mj

89

Dislribu!a

7"=085

faclorulde mponanla al cLedidii

numirul de nivelud al cadiriii

laclor de corecte care tne seama de mnlribulia h respunsullota al

moduui propdu fundamental p n masa modai efecNa asocatz

acestuia, ab caruivaloi s'rm:

thi con@Plii Vivind prctectia s.isni.; a struclutitor

da*Ti<Tc a cl;direaa€ maimui de doua nve urii

d€ hpl un co€ic enl de ech valenla apmxmallv (vezi pct 3 6 3)

pe verlical , pe direc\ a ieczruigrad de liberlale dinamice (i)

Ir. (4.5)

(4 6)

esle iorla seisnricd orzontalr, stalic echivaente, de pe direclia gradul'r de

ib€datsdnamcn i, sau de la nive ulidac, acesta corespunde graduluide

lbenate dinamica acordali

s componenta fomrei propri de oscilalie a modului lundamenial pe

d reclta gradului de iberlale d namici ii

In cazul sinpliricat dislribula fo4elor pe in;ltimea construclei se poate lace prrn

consderaea uneidist'ibuli lin arci

frzr

I.'''

rcprezinl pozilia pe venicali a n velulu i masulata

90

h oenera, dc.asl.1"lodA ce po.le aplcd t co"slllqie regu'aro noan ca?.poln

ca:ulale o'h uon' d"ra,ea a doLi rodee o' (d(J olrne 0e dre(trr0'0q0nae rp€

ll*," "j""v** r onq rd r al; a srr- u'r la ra€ rdspLnsLl se sn c tola nu F5€

rlJ;ntar q fca[;0";odui'e o'oo'r\Jpeiodre de o'cla'e

4.3.2 Metoda fo4elor seismice stalice echivalente cu analiti nodali

Veroda se bazea/3 pe r. calu,ldi'ani' oelrD' cL.oatlerea ldhcer nodare tianai;ieivecmre a cioAeut"roe. d'cLr cons,oe.dr penu (la.r"ra (;dil

Fo4; selsmicd, ca lo4a teiebare de baza in moduL k d€ oscilalie se calculeaze cu

(4.7)s,(l)'-

inT, modulpropriu d€ oscllale ki

(vez pcl3.6.3)

"I (4.8)

iat.

componenla vectorului propfiu

qradulu de libedale d namlcade

m masa nveuluii

ln modul d€ osclale k Pe di€clia

91

a avea un raspuns corecl esle imporlanl se ie indeplint' condila i' iar in caz

se vor avea in vedere prevederile ii9iiii:

suma maselor modale €fectlve pentru modurile prop ide oscilali€ luate in calcul

trebuie sa le celpulin 90% din masalotala a strucluriii

sa f€ [ate in considera!]e toate modur le pmprl cu masa modaE efediva mai

mare de 5% d n masa toiaEi

Noi concN ptivhd prot qia s.isnbe a s.],ctuilu

rr nJ-n,ru.1lrln r 0e rodur. o,oori. .e |,ebue iturLcp i1t11 cdcu rreDuarasaEraca urnrao.re e condtlil

r>3a6 (4.9)

(410)

peroada pmpne de oscitat e a u/tinului mod de oscilalie I consideml tn

fl::liltlxxil:"#i: ffi:ll::aj: fl:: roet de osc,'ar e k ee ver, caE pe d recr a

I !0OsI

coefcl€ntul de dislrbu!€ a forletor seismi@xbedale dinamic; i in modut k de ;c ate, dal de

Zm' s,

efoduri 9i depia$ri se va3.6.2.

I,

(4.11)

ilii,,tlXi?ilffillliXlit;ii*::l6E1e "*ti e"d"q,s'"d,',

rclala {vez pc1. 3 6.3Ji

Penlru oblinerea rispunsului insuprapOnere probabitistcA, v€zi pct

1412)

4.3.3 etoda de catcut dinamic tintar (time history)R;spursl'- ;r.l1 o , ',re hnory, a L"Lr.isren rL nCLD cL dTooddrF.r.da, .a

oacceFrc0?radat;s.fa-FDebr.rrelode,ordFinrAgrareruTertd.ve.,pct. t./

P(ceemgard ur'i/at. h..,rJt r'r r€oJ sa .p €o,e/elrdliva pFltru.ve.ire,re.p.eerle dn lrot..anFl fe .; a..e,e,oo?.re rr"qErrdrc ,dFreirin6re) sararnr,"€. un asfe/ dp (a r'np|(a ru,7dre. ;u, oaclat ;e ai.ete,og,aie sca.dre,anveru/ a.ceErdlei na{ime d n anrptasamenr

Valo h oe p.o,ecrd€ s oblh dn ar a,7a .dro .nsL,.r .ntnpo.n,r(|ra! o rr caFFronun/e rar deprr# esrrlrorr"r,o.r. coe -ae c: tairorut le comportare f

92

4.3.4 Metoda de calcul neliniar

lMode e e ui izale in calculu iniarelastic vor f completate pdn inlroducerea paramelrilorde

comporta€ poste a$ ce specifice, cum ar f etorlur plast ce c€pab e, cube de compoiGrcnelinari (eiaslepastce, b inia€, ldliniare sau dvelse curbe care pot modela

componarea c ma reaa a elemenlelor slruclurale ale modelului), defom4ii sau

deplas,r uli me elc. De asemenea este indicat s, se ljna seama 9i de degladalea dupa un

anumi numerde cicuriasectiunlorp aslilicate sp€.ilice betonulu amatsaLrzidldel.

Pentru ca un calcul nelin ar se poatd li uli zat in pro ectare se vor ua in cons derare 9iInc,rct le vedica e (pemanente).

4.3.4.1 Caculu stat c ne iniar

4.3.4.2 Calcu ul d namic n,.lniar

rorF laieloare de baz; asociata

baza asocate formari prmei

d redile gladelor de ibertate

Calculu biograic esle un calcul sialic nelinar in care inctcef e orizontae cr€scmonoton ln umo. Un asfelde ca cu oeni le

slab lirea mecan sme or p ast ce pos bile 9l a

eva ua€a p€rformanlei slruciu€ el

degfad; orl

slab lirea $u coreclarea valorilor raponu uidinlremecan s uui de cedare 9 fo(a Ueloare de

In calcuul b ogralic fo(ele care se ap ci statc pe

d slibulie

cu o disldbulie unlfome, c0 f04e alerae

cu o dislribut e in care ioi(ele seismice alera e conventonale sunl deleminaleorin calcu dinamicelaslic sau o disldbulie liniad

Rdspunsul in limp (tme hstory) a unul sislem cu nGLD, cu comporlarc nelin ara,

accelerogramb da$ se face loi pe baza melodelor de nlegEre nnner ca, vezipcl.dar cu luarea in comideralie a cornporl di nelin are a eenrenlelor slructulal€ pe

3.1,

4.3.5Ve ficarca siguhnlei

Verilicarea sgurante la acluni selsnrce se realizeaza pdn intermediul condliilorsDeciice sldrilor imitd. Cernlele stari imile ullime se consider; rea izale dacn s0ntind€plin le conditi le pivind rezislenla, duclil laiea 9l siabililalea sttuciurii

93

^toi conceplii ptjvkd proteclia seisnice . stuctlitt

Cernlele stiii lmiu de servrciu se consided reatzate dac; sunt tinitale degmdadte

0eplas.rl0rrelalive de n vcl

4.3.5.1 Slarea limiu ultin;11 sc6d l,11ird Jlinr; comi\E oincipa,a esle (ea de ,rdpph le e,pt,.ij a a(pe,retor|eg4e.de rez Je E.

' ee. c. nsecn. d Lj rodte qFre-F6 sr.rcru.r,e ,, nerrL tLratFvnrebuisarspedecondlia

(4.r3)

ede.eioruldr dqLrea sqsniot trar soana de i-carc! e {e1|ca|e0e er€flete de ordinul 2 daca acestea sunl semnificahve

tl

erotlcapatrcr\uaoeba7a.egu,ro.rp{,t,(edhntero.nare.dhLnrurl€ 0€ %r0. lF ca€cl€ftd.e .ie rFr sta, .e

or , tcctoriro, p.4Drr d.s gu€nta pentu rnateriae)

A dou; cond,t€ tol cL .c.ac,". e.otrct. da, rr rtrot.t. esre,ed de drct,t,tale (drerr(earrn;(i n,ucr,rd.. d5an!L, e'efenreh 4,1-rndte ip,icdte asgura,o.Ta,ea

t?;il'.i##":;-:1:ff""*"i[Tffifl il:,i:i:]t::, iu"'," oi'ipir * u,'o

YT:.:'-.",",:ll.:^ t, . rd,ea rrid Lrdn, rebue sr aroa ir veo..e 9 rin rJedoepras.nbrblelate ia actrunea eesm cd penLa

- lrildrca d€qr.dan,or slruclLrdta. :n vede€a d5.Sj,a,i ulAi na.e oe (glrrla:Llrenr de na? rdla d. deo;r"a tdterdta (are;rodj e coraD5jt,pr;br;_d)

ill?jff3l[l] unor erernenre n€srucrulare care ar purea pune rn pedcor

. ,;,,;;,

n"n ",

dF orahJ, do, ca,€ oor cordrce ,a D,e,oeFd srdb,rati,

. :Jif,:i;""l;:1i,'

dinrre ciadiire vecine rn prcvede,ea de rosrur seismce

Dxc,ilLrer de a.sdrotu sau tooat. d ur e lruclLr se c.} o.z s. r,a .da o1n le. p" u€au1m €orrti de d,rssb1a'e ro. e,a/rptL h eteren.ete srudrito. o. be.on arndt erte

lui""i"':i: iii"Tiltri;t *: :"1f,fl;H:i tiTi;.'"T":iTii:;-;*;;

4.3.5.2 Slarea I mitd de serucio

StaGalimllSdeservciu,agacums-aaratallapct4.2,sereferaaindeplnlrcaexpliclSa condliior de rig ditale, adid deplas5rile relat ve de nlvel sA se incadeze in lmitele

Asifel se prec z€aze ca [31

i. penlru cledid cu elemenle nestruclurale din maleriae fragile alagale strucluilr€bui€ indeplin l5 condilia:

d, v<0,004h 1414)

ii. p€nlru cladriavand e emenl€ nestructuEle fixale ca€ nu arecteaza deformaliil€slructurale sau au elemente nestruclurale ductle trebuie indep inltd condita

h

Saiisiac€rea cond liilor din starea I mitaonna culremure orca|e apar pe dumlapdn iimita'ea deslad;rii elementelor

esle dep asarea relatua de nive;

- iaclor de reducere a deplasarl inpusdenorme.

(415)

de sery ciLr asigur, pastrarea funclunl cladirl inde viab a construclie . Acest luctr se rca izeden€slructurale I a componenlelor nslalaliilor

d, v < 0,06h

Ca 0 consecnF, cu respectarea incadd iin limitEr e mpuse de slarea lmlla des€rvicu se vor dlminua mpicit 9i coslurile reparatilor pentru aduc€rea conslrucliei instarca de lunctonare norria,

4.4 UNELE MASURI CONSTRUCTIVE

Peniru ca un sislem slructural se a ba o componare buna la acj uni seismice vor trebuirespecbte unele crlle i conceptuale cuplate cu ndsur conslruclive. Astfel mneptual valrebu ca, [3,41

- s stemLrl struclural sn fie simpluj

' s:feunifom pe venicala simetdcsiredundanl

' $ aibe o rigid late 9i rezislent bldireclionalai

95

tloi cDcaplii $Mn.l ptutecla seisnice . stuctudor

- $ aibe rezisler'1; !i r gid lale la lorc unei

planFe e se as gure roLulde diafragme o zomah

- iond4ii e si iie adecvate sislemului slructura .

Proledia seismice duct e rcbuie sandita a$felincal ncurc Lrnie in domeniulposlelaslicse nu produce reduceri semnifcalive ale capacitdtii de rezislenta 9i se nu prcducd

degradaicu caracler neducti sau lragil. Zonel€ dispalive vorlrebu distdbuit€ cal naiun fom in intreaga strucluri cu evllarca concenlddi derorm alil o r plastce numailntr un

Mecansmu de disipare a eneqiei la structur e in cadre va debuta cu formarca de

artcualilpastice ma intaiin sectunil€ de la exircniblile rslelorgiulterlorin s€cliunile

de la baza s6lp lof, rs 4.6.

Mecan smul de disipare a energie la conslrucliile cu pereli slrucluG se vor dezvolta

nilalln grnzile de cupare 9 apo in zonele de la baza perctior,lis.4 7.

Nodurle dinlre elementele verlicale 9i orizonlale precum 9 p angeele vor rdmane ln

dom€niul niarde compodare.

4.4.1 Strucluri din beton armat

4.4.1.1Srruclur din clara de duclil lare inal6 (H),lll

l\,lateiale olilizale ]n struclurle din belon anral lrebuie s: indepin€ascb urmatoarele

condili l

- betoanel€ vorf de clasa celputn C 20i251

- s€ vorutlize numaibarc din olelprcflat, cu exceplia elderlor

' 0t€ u l€voraveaalunsrimaximedece pu1in7.5%

Pentru ase asigura formarea unu mecanism de cedarc coGct (vezipcl.4.2)voflrebuiindepl nite urmaloarele conditi geometice:

lrlim€a srinzilorva i celpulin 20 cml

€podLrl d nlrc laludle gdnzilor nu va i mai m c decal 1i4 (ln; lime i Elime)

se va evla dispunerca excenlrca a axuuise poale admile, in cazud exceplionale, o

slalpuui;

penlru slalp nu se admite ca dmensi0nea30cmi

grnz i, in €porl cu axd stapulu, dar

decalare ma mare de 1/3 dn Elmea

nr nima a serluni $lema nrcide

- pentru peret struclura i grosimea min ma valibera a nivelului impi eb 20.

Condit ile construclive m nime ce tr€buie respectate ln

96

fi (e puln 1s cm sau ,d[irnea

cazulducl elii inalte (H) sunl:

pentru gr nzi d stanla max mi dintr€ etr e valide 15cm,sau 1/4 din inAtimeagdnziidaci ac€as1a este maimci de 60 cm 9i nu ma mull de 7 oridiamelrulamaturilor long ludinale;

pentru {alpi dislanta maxima dintre elreri va f de 12.5 cm sau 1/3 din

dirnensunea maximi a sectun steipulu 9i nu mal mult de 7 or diamellulantlurilor lonsitudinale, cu exceplla bazei de a prmu nvel Lrnde aceasta se

limiteazd la 6 od diamelrul amaur bf longitudinalel

coelic entu de armare lransvercala cu elrled va l ce p(in: 0,005ln zona criljcd a

sU pilor situale h baza aceslora de la primul nivel 9 0,0035 in restLrl zone 0r

ca mrsui sup imenlare in inl€rorulzonelor crilice, ae s6lp lor, se vor prevedea eldei

I agrale, care si asigure duclillalea necesad 9 lmpedicarea Aambajuui loca al

Coefcientul de amare onglud nallotal, p€ntru stalpi, va f ce pulin 0,01

0.04

ierarhDargdnzi9inu

Maledae ulilzate in slructurile dn beion armat trebuie s, indepineasce 0nnaloar€lecond!i

- beloane e vor li de c asa cel pulin C 1 6/20i

- se vor ulilze numa bare d n ot€lpraflat, cu exceplia elderlor- otelurl e vor avea alunsirl max me de cel pulin 5 %.

Pentru a se asigura fomrarea unui fiechanism de cedare correct (vezl pct. 4.2) vortr€bui indepl nite ace eail condili geometdce ca giin cazulductlitdliiinalle (H), darvortr€ bu i res peclale 9 ufln aloa rele co nd li co nslruclive:

penlru staDi dislanla maxime dhte elder va li de 17.5 cm, sau 1/2 din

dmensiunea maxma a secliunistalpuui 9 nu mai mul de 8 or d anrelrul

annalud or longitud na e;

coefcienlulde amar€llansversaE cu €l ed val ceipulin 0,0035in zonacrtuaa sblp lor sluaE a baza acestora d€ la primul nivel 9 0 0025 in restu zoneLor

ti

Valor le de proiectare a e eforludior se oblin d n ca culu structural, pen1ru

calcu seismic, considerand 9 eiectele de ordinul 2, prccun 9 reguliecapacl;ti de rez stenl5 pentru a se asigura ionnarea de art cu ati plaslice Inln s16 pi

4.4.1.2 slruciud din ( asa de dLrcllirat€ medie (M), Fl

penlru grinz disianla max ma dintre etrei va fl de 20 cm, sau 1/4 din inAlirneagrinzi glnu maimull de 8 o dlametru ardturlorlongltudinae

97

tloi @n@plii pdvind prctdclia s.knict a sttucturilor

4.4.1.3 Eemenle generale de prc eciare, [3]

La struclurile in cadre din beton annal formarea memnismuluide d sipare a eneqelprn apadta aidculaliilor plaslice, in rona de cupla€ a rgleorcu stalpii este indeplinitedac; se respeciali condi!a umaloarea I3l

Irv, r,*.Iw* {4.16)

IM" este suma valor or momenleior capab e ale sla pilorin care se cons derivaloile mnime a fo(elor axale corespunzaloarc in cornbinalia de

incdrdrl care cuodnde acliun€a sesmca

IM", suma va o lor monenlelor capabile ln grnzle carc concura in nodi

factorul de suprar€zislen16 daloral efeclului de consoi darc al otelului,

din armatud carc se va consideia:

1.3

1.2

pentru clasa de ducliilale inafte (H);

penlru clasa de ducliilaie medie (M).

Veriicarea condl!ei(4.16)va iilndeplini$ ndependenl pe r ecare dirc4ie de conexiuneo.i1di-nipt peI. i ioara di€4ii e posib eal"" lilni .eisnice

La prc uarea efonurior de lip moment se admte redistrbuid intre elemenlele vedicaleale structu i in limita a 30% 9 inlrc elemente e orizontale in I miia a 20%

Redundanla poate i asigura6 numai in cazul slrucludlor cu Lrn g€d nrare denedelerminare starca, asfel incat $ se poati asgora redistbulia unitorma aaniculat ilor plaslice girespecliva capacltali de disiparc energerca.

ln vederea reducerii ince(iludnilor legale de localizarea zon€lof paste 9 penl r aacgu d"lenpnplo debe.o an .( o .oiponr.e du. aeslen€ce5dd

- prevederea unei can!6li d€ arm5tur; lransversa, cae se fie capabia seasigure capac latea de defoma€ nrare aluluror secliunilorl

- prevederca unei canlitili de arm,turi inlinsa sulcenta pentru a impiedicaproduceea unei rupe c?sant€ du& fsurarea betonu iintnsi

- nu se vordep6g plocenlele max me de amarei- se vor prevedea lungimi de anco€re !i de lnnbdire ale annatudior suliciente

pentu a impielica smugerea bareor dn belon in cazul solicitarlor cc cea lemanle d n acliunea se smica

98

La slructurlle in cadre se vor evita electele locale datorale inleracliuni cu perelineslructurali carc pot conduce la fonna€a de stapi scu4icu ruper neduct e din io(at,ieloare. Acelagi ucru poat€ rezulia giin cazulgdnzior prn iormarea aSa numitorgrinzscurle. Pentru evlarca acestor situati sunl ind cale mod€e de calcul cu analize mai

dela iate sau adoplarea unor so ulii de lixare a panoudlor dn slructura care sa nu

aredeze comporlarea ansanblu ui.

La structu le cu pereli structumli formarea mecanismului de dislpare a energieiple2nle unele incediludini egaie de dslrbuia efonurilor ln acesl caz se impuneanaliza diagrarnei inldgudioar€ a momentelor sau alte procedee (melodalerarlrize icapacilzliide rezisienl;, elc). In fs.4.9 sunl prczentate co'ectile cetrebuiesc fEcule, asupa diagGrnelor de momenle de p@eclarc lud pe bazarnomentelor rezultate dn calculin ipoteza de caculseisnric M'd tnand seamadein;l!imea prmului nlvel h6 I31

L'lel

,l

ii l*i,iI e+i,

Fig.4 9 Diagrama inLsur;loarc care line seamastrucluilor cu peret struclurali gidualil3l

i '.t^

9!

Noi conceqit livnd prckclB seisni? a sttuctudor

BIBLIOGMFIE

2.

Pau./. r Bch-"r1 q. Vo5e. . D.oo.rar"a sra-d, tor oe teonse sm ce. Ed turaTehnca Burure'i, rq97

i:{ T"3'.{1,?ijil"?i*," ee-|"@dco -'aF,ame. -a houd,aso"'"

EUROCODESFardis, M. CaBaho Einasha E, Fa@ioli.p.S€ismic Aclons, Desigf Rutes lbr Butdfos.ThohasTelod,2005

Pinio, P Plumer A. Genek Rues,Foundarons and Rerainif g Siruclures

100

PtoEcla teisnia pdn .tisip{e. enetgtei

PROTECTIA SEISMICA PRIN DISIPAREA ENERGIEI

'1 ASPECTE GENERALE

Ald-r-un rd arardl. abo.daer radrlrolata a pro,e.td., ta rrlrLni seisrice eneDaTau De asqJr.,er coTbnar,€r re/\renla-o;1 rtcte r e,cnenr"o, conp".e1;;

;13,:[Tl;;:r0::**',"* unui anumit niver €r desradariror acesrora penrr;

B€nefr p€n1,ori@ s e'er rrucurat c. ii cd d.rpdr^a "rerg.q nduse de sci\n .a nu

!":it::" %t lin*:ff :ffi ri :;1; r'",: ;:"*i "1*::: :: ::*"" i*:[$fj%i1j:J:,.rr,**" este mu]r superioare, neexsiend nici costuri pri;;

D,spo?rrNele deoiioare d elag:e, sun Ld7c.e oe sca.j t..ga.n rLtre doTer, €gale0e, o1t.o,Llvbral ro rJn ar.. dbsorbanr, de socur r, a"o,i,zo,i, pe,,, auro^r,.c,r_r"'r0 3br, de vib,dln ppnrj eclipa"err" tn,trio. p m.dLte cr d,spo/.live d.t!or,

!illl:;"" *,ai''''

"0,," o"

"cliune, /dnu u, i;,u, d- e,orozii [20, $,nr,e arrc

$.$:qfl l,'iiiff liilrfr liil","lxff ri:#.ii:::yt";,irff : Jffi :T"Td6p" ererura cinelici dintr-un sisten Iransfomand-o in aIA iormade energie (de ob cei

P.-Iru o bJr; tunqi0nr6 d d,poztiveor o,,or.odreto. or ererg,e mpbsrrer tor''eDLr r&Lt; 1una, i zole unde arista pe.ecn de pr(re apoprdte nr," careoepldsar'e €lat ve aie5sreTLru. srru,r:.a s,nts,rnr enr oj mr rt,r

:1,::l',.:.1, ,.*u,l cJ hre.sirir ,eduse. rot,r d(eeor dspo,i0,e e5r€ oe a'eaL(o de0td56r'e terar,ve o,.n fig:orarer 'or .0,r, oe oispato. propru.lF deer€ sre.dprra"d nd n n o/re1ru, n .ll€ saucrJr. e.r" ",i,rsa ,i," *1U1i ."ra'e-nrnstah. Da; l a"rite,rra1 d este doua.,1.!r Je rnr, "re;"nea

,yr:: *ii:i" "'"ln,i' J, lt";5i,,:,::j; 1";;;i"ii:fffi::",11:iNegr lared ._'erl.l' $pe.t ooar" uonouLe td Trrc;n cu tecve"la o^a cauzar. Oer'.r_ s?u lrat c.re?roroocacsco..onurperioarero.aoaoo.rri in Lonrtr:c,ie r.

:;,:#1'"ffi:"5,"-** c'oalrai' oo d''pa,e a e-e,qi", dno1,.or,r,i pr;1

101

lbi @ ceplii Nind poteclh seisnici a stttlctutitol

Reiedlof la degGdarea curbelor ciclce de incarcare-descdrcare ae unui dispozlvde dsipare de en€qi€, lrebuie alul in vedere ci in rnod obignuil un culremurpulernic cu feplcle care urmeazd ar pul€a alunge a 100 de cco in perioada

domlnante. Exisla stuati cum este cazir culremuru 0 dln Alaska din 1964, care advLr o dJrala nl,rnare de lnp nrnarulri"lu ilo aj"ngard pala la 200. ir rurulede irecventa cutremureor din zona de amplasare a conslrucllei 9i de durata d€Iunclionarc a aceslea (numaul sesm€lor considerate pe durata de viat; aconslrucliei), pot li slablle ciclurle limit, de degradare ce se impun p€ntru un

Fundamenlarea unor crledide conceplie ? rea izarc a unor astfe d€ d spozitive lrebuiesd ia In crnsid€rare in prmd rend de energla absorbiti U, care esle func! e de forla dede,volaG Fside deolasarea Darcursi in cadru cclulu s:

U=JF 'dx (5.1)

io4a maxima rezultau local, in zona destructur . Deplasarca este la dndul siuin concordanl; cu d€plasarea marimalrebuie sd dmana in imite de siguianlA

Fo(a dezvolla6 este in general imitati ded spunere a dspozilivulu, ln lirnpul osc lat eilmllala de unele considercnle g€ometdce

rezultald din defonnarea slruclu , d carelegate de siab lilatea g€nerald.

Eicienla unuid spozil v de absorblie h sleretce a energi€ipoale f definte pfn raporuld nlre energia lotah disipalS UM qi lucrul m€can c co€spunzaior n vehrlu max m al

u,--

A9a cunr s a arAat in calesorla d spozilivelor de d sharc a eners ei (dev ce) care pol fiut lizale in domeniul conslru4 ilor exisld o d versilale loarc rnarc bazala pe frecare, pe

deformarea plaslica a metalelor, pe capacilal€a d€ disparc a energiei de caternaieriale e vascoe astce sau oe anorlzareavascoase.

5,2 STRUCTURIDE CLADIRICU SISTEME DISIPATOARE DE ENERGIE

n cazulunuisistem cu elemente disipatoare h sterelice de energe fo(eb la eloare carese hduc in struclurz pol i reduse subslantia asfel incal pol l elirn nale in lota itate 9icer nlele de ducl litale a e e emenlelor slructurale

15.2)

102

Prcleclia seisnicd Nir disipa@ .naqi.j

Ut lzend sisteme suplimenlarc de disipare a energieiin struclur; se pol obline reduced

semniicalive ale rispunsululacesleia. Tolug nu se r€€onandi luarca In cons deralie aunor coelcienli de amodizare cu valor mai mad de 40% din amoi(zarea ciiicadeoarece de9 se oblin reduceri su pl me ntare ale raspunsu ul sfuciurii in depla$ri,acest€a pol conduce la €fecte adverse gianume la cr€gterea rispunsu ui in accel€ralii.

Dlsipalodi h ster€licl sunt sisteme speciae carc ucreaz, la actuni lalelale, idd s,parrcipe la peluar€a acliunilof veftale. La fo(e moderal€, prov€nile dn aclj0neavantuhr sau a seismelor de micS inlenslale, disipalo i din struclurd trebuie sa abargiditate suficient de marc penlru a nu intG in lucru. Pe de alte par€ e ernenleleslruclumle princpale nu necesita capacitaie mare de absorbte de €nergie 9i chiarrgidilate marc la actunile laierale,liind proieclate preponderenl la cednte de rezislenla

Cu excepla dlsipalorilor concepuli pentrLr a4unea vantrlui ce pentru acliun seismlcepot lucra in domeniu e ast c la acliun le moderale, ii nd adm se 9l eventuale defonnatineiaslice reduse. Dud orce so citare seismicd putemid sau vant deosebl, sunlnecesare veifcSrii 9 evenlual inlocuir€a sislernelof de disipare eneruetcb, daciacestea qi au pierdut capacitalea de absorblie.

A9a dupa cum sa menlional, pentru o buna tunclionare a sistemelor de d sharehisierelicd de eneq e d n slructura este necesar ca acestea sa ie cuplate intre puncie

ale strucludi cale suferd deplas:r rc alive mporGnle, lig. 5.1 . Dad o strucurn in €drcareoflexlbilllalemare,dsipaloipotfdspugiinbareledagonale,flg.51a,arincazulunelslructur mixte, cadru perete slrudural, acetda potf arnplasalila nivelu egdlurilordintr€ cele doui componente, liq. 5 1b.

ln cazu struclurilor cadru - Derele struclura. cee ma ool vite zone de monlare adispatodor vor depnde d€ caracleristcie dinamice al€ ansambluloi. Astial, pentru ochdire cu 1015 niveud loca zarea optmS €sle a3l4dinin;linreacedir sau a toalenive urile [44. Pentru podud amplasarea dis patorlorse va face la bgatum dinlre tabliersi! le t2l.

Un mod nlercsanl de arnpasare a dsipalorior desupusd acliun I vAntului esle c€l care a fosl ulilizal laYork Grnzile de p an?eu sunt cu zebrc €, disipalodiexlrcmlalib tdlpil0r nter0are [9], fig. 5.2

energi€ penlru o conslruclieWorld T€de Cenler din N$v

de energie lind amplasa! pe

In J apon a pima cladire realizate cu s sleme inco po rate de disipa rc a eneru ie €sle h olelul

Keio Plaza d n Tokyo, rcaliza€ de lvluto 1261. Slnrctura are 47 de nivelui in cadrc din otel

9 ut lzeazi panoui absodanle de €nergi€, numie'panoui 9litate", fg.5 3. Pdn sislemul

conslruclv, la o soliclare se sm ca pulenica, se produce lsurarea dElibuiti pe suprai4ifoa.lemareapanoulu.Acestucruserealizeazacaurmareaexistenl€unorgllur(tunle)care cond uc la d ispersia fis u d or, rezuftand o absorbt e en ers efte mpodanli.

103

l,loi @nc.plli Niind p\tecla seisnicd E sttucvild

F g 5.1 Slrucluri

b

Fig 5.2 Poz lionarea disipatorilor de energie pentru adiunea vantulu I9I

104

Fiq.5I Panou tlilal 126l

Ptot*th s.iilhi ptk .lisipaEa eneryiei

Dezavantajele panoudlor tlitate sunl cregerea conslderabih a greut4ii crnslruclrei,dliculatea fixerii in sirucluia de rezislenla 9i necesitatea inocuirii aceslora dupe o

acliune seismicd pulernici, care conduce la o sene de difcultrt tehnice !i preluri de

cost dicate 1421. Dficuhet e panourilor 9 itate polf pa(ialdimnuale pdn ullizarea unui

all sstem brevelat de Mulo !i co ab0ralodi s;i [25], abaul din fatii de beton armai,monollDale cu nronar a care disiparea de enerul€ se obline prn degradarea acesluiafg.5.4. Se eimlna asfeldezavantaiulinlocuirii panoud or, lind suficentd r€matarcarcsludlor duDd un seism Dutem c

bllipllrabdcaF d n

iasii prelabr cale dl! bq!g! 4q?l

Fg 5.4Panouridin absorbanle de energe t251f,ti

d nte lagii B5l

precornpr mare lig.5.5de energie rea Dat din fatilliind realkalS pdn lieca€a

. 16 r0'erabi.ate!i! b€lqa4oil

Fg 5.5 Panou din fag i asamblate pnn precomprimarc [351

105

!n all sislem se bazeaza pe capacirarea de absorblre a energiei de c,tre unelemateiaie lascoelaslice sau tegilud dn metal cu capacitate de defomare ptasuca,amplasale inire strucrLrrnqipano0lde p€rcte, tig 5.6.

\tE ledal sau lesalur cu! d€ d spre a "rge

Fig. 5 6 Panou abso.bant cu teg;lui deroriabite

Prima constuclie la care s,au apl cat sistenre de d s pa€ a €ners et cu r qione este corsasHospitaldn Panarna €alizald in 1970. ln 1987 a fosr connruitin Canada compb;ulbib otecii de ia Concofdia LJ n v€Gity, lrrccon net Bu itd ng o strudud in cad re d in belonarmat cu dispozitive de d sipare cu irl4iune (sistemu Pat -ce nlra in ucru tafo4e600-700 kN) fig 5./, iarlnfg.58seprezintao attA aplcare a sistemului in USA, [31].

Noi con@ptji Niind Notecli. s.isnbd a sttuctuntu

panoLt lqpglllq

I06

Fs.5 7 s slemulPallde dis pare cu fr 4iune la l cconnetBu td ns I34l

Pro||cli, so/snicJ pnr dhhana sargto

Fis 5.8 Sislemul Pal Moscone West Convent on Cenler, San F€ncisco UsA [311

Prinlre pmpuned e mairecenle privnd dsiparea de energie cu panouride contravantu re

cu slruclur; meta ca sunig cele sub lorma de fagure,lormale dinlf'o placa melalcacursidz;d, is. 5.9.a, 1521. Sislemul poate ji reallzat 9i din subansambui imbnate cu

$urubur l5l,lig 5.9.b, ceea ce p€mle o manevBblitate maisimpla in cazuldegraderiacesron duDd un numard€ seisme oulemice

b.

Fig.5I T pud de panouri

a. panoLr rgidzatcu nervude co nlravaduire din tabEb. panou d n casete asamblale

107

Noi con@Ni ptMnd prclecia seiili.i a sttuctuib

Un slslern interesanl esle cel realizat de K4ma Corporauon din Japonia l55lin caredispatorulde energie este sub tonna unuicopol, flg.5.10 part€a c€nllali avand mlulde disipalor de ene0e. S'a ales acesl sistem de d sipalor penttu a se asigura otunclionafe omnldireclionala Sislemu a fosl ulilizal la Kl-Building din Tokyo in vedercacup arii a doua [onsoane, unu cu cinci n velud iar ce alalt cu noua nivelur, pentru

realizarea a treiculoare de circulale. S a evdenliat iaptuLc, dispatoru are rigidhlemarc camcierdci hstererice stabile, capacitate de deionrare sulic e a 9 capaclatemare de disiparc a eners ei.

Fg 5.10 Disipalorde energie lip c 0p0l din meta I55l

montar lntre gr n2 ie 9

dh Japonia a €alzat un disipalorconlfav6nluir e uneic;di ,fg 5.11,

de eneQ e din olel

t6l.

inlre

d sipalor de er,erq e cu defomaliap astica a metalu ui

108

Fs.511 Cl;dirc cu d sipalofi de en€rsie cu d€foniatia p asld a metalului

.n 1986 AnslizaodlOchor lll prezilb Jn e5''11ldre localzedza drlkurla olasli!;

;,n ;:.,;j i;:;;ei,i :"q;Lri dnre d1"qolab r, rr'Lcru'a de rerrenG oril

i",.i,."", '",rJ",i.ii"'. "e reearu a iare

'e ora r'r ze"za asisL'ird di'ioaea

de energie lig.5.12.

Prct'Mlh seknht Pnn dtsiPaoa serg'l

qlsa

FLg 5 1 2 Cadtu cu diagonde $ eL€nente de pdndere delbmab !e

Foto5hd o merodd d.enendrodrp JJrJ"ovst li4 r5l o opnrc Jn al si'len de caore

.","""ii"r" o1-"""":'" '"pt'shir'arF

oer;radbire oca r' irs'Fcru daoo"arcrol

;r,,-;;"'iLl''br u",r c.crrooirrui rrq stt q'esr'sLena 06l u'lerior oreluar t' suo

ale ionne h (ae rrenFlJldplorr'.blesle dPiona Li uan

mehliq deiomqbL a //

cadrc cu element disipatorde energie pe contravanturi

109

Fig.5.13 Slrucluld]n

lncerc:dle la actuniclclice efecluate 6upra modelelor a scad natural5 alecadrcorcu

u1 singx nivel 5i o shgLra oe5 hidere rJ d€Tonsnal Lc '" ooale obl"e 0 cretlen

semnLlicalva a dis pad de eneryie firi degradt slrudurale

Hazama CoQoraton djn Japonia I11l a dezvoltal un sislen de prolec\e !a carc

dlioalorulde elero e s€ a''rplrseala pe corl€venLrril' sv"clJri Ace5l 5islen esle

a(all,l oi1 slralui . lemar ve d€ o€l ? 1lalFn. v;'co_ercti' oe rcltrd ar'ld i9

5.14. In functlonarc, defornatrile de torfecare ale stratu ui acrllc se transtome ln

cidura. lntrucat materalu vasco_elastc de nalur; acdlicd este influ€nlat de

l€moeratura. s-a constalat o componare optim; in domeniul 15q35" C n1ig 5'15esiep |eze ntala o lotog €fe a dlsip aloru lu de e nerg ie vesco_e aslic utiljzal la slsle mul din ig5 14 de Hazarna Corooralion.

Noi concepli privkd prct cia seiflhe a sltuctujtq

material vascoelasiic

;]turc Lrn€itmei ilG

F]g.5.14 s stem de proteclie cu disipatorvasco elaslic

d-sDarorde energ e

ativa

I10

Flg.515 Disipalor vasco-e astc Hazama Corporalion 111l

Ptote4h seiflice prk dbiparea energiei

LJnalmoddeabordareaproblemeidisp5ri eneruiei nduse de sesnr este celprezenlalinig.5.16.lnprmafazAsstemullucreazecaunlotasigu€tdeegaturadelaparleasuperoar,dinireperetistructoraiOacliunesesmcdputernicivaconducelarupereaaceslor bgaturi, ca urmare a forlei de unecare dinlre pereli, c€ea ce inseamnA unconsum de energie 9 modiflcarea caracteristici or dnamce ale ansarnblului pdn

cre?teea pe oadeipropditundamentale. Legdlurie de la n ivelul p angeelor vor siguraconlroared p4.lilo .r rdu a ? dup; dp' rplc'€dde rpa ed.rpdoa S.

Fig.5.16 Slructurd cu egaturidecup able [2/]

Un sislem brevelat lot in fosta URSS este 9i@ldh fg. 5.17 0nde bgeturl supllmentarcexisu numa la prinulnve a strucluril 1301. ni\ial ansambluleste rgid iar p|n rupereabgaudbr slruclura se lransforma int-o slructurA cu parler iexib I Avanlajul esle d s€disipeaza o canlitate inrpodanb de en€rgie in faza in tial; 9 slrudura se iexib lizeaz,,conducand k o cre9lerc a pedoade propd de vblate.

Avanlajul unor asemenea slructur, cu bgAtu decuplabile, esie mpodania daca prn

fexib lizare se oblin caraclerisrc dinanric€ ma mad decat pedoada de col ceea ceconduc€ la r€ducere fo(eiseismice. Maimult, asfelde slructurisunl de pleferci in zoneunde se pmduc alat seisme la care predomin; frecvent€le inate (culrem'rre de

suprai4a) cat t sesme la cae vadu le specllale sunl in zona pe oadelor mad(cutrcmurc niemediare sau de adancime). ln felu acesta a cutrcmurele cu varfurilespectale in zona perioadelor mar bga0db srrucludlor nu se rup, slructurile sunl rgide,ceea e iace ca eleclele acliunii seismice si lie minime. La un culrcmr la c?epredomine frecvenlele lna le, cu carccledslciapropiat€ de c€ e a e slructu lorse nduce

o canlitat€ mai mare de energie, edturl€ se rup !i prn iexib lizare respunsulsediminueaza, structura egind d n zona v6rfLrf l0r spectrale, f,ra a maivorbi de disipareade eneruie realiza6 prin decuplarea leg,tud or

-paielii alruclurali

111

^ki concepJii ptivind p6kcti. s.isni.t a stru.itiw

Fig.5.17 Sttuclura cu leg,lud decuplabile [301

cregerea pedomanlelo' dispo,liv€or de amoiEarc vascoase r€reriloare la ro4elecare le pot dezvola au condus 16 ulilzarca aceslora in numeroase aplic4i pentru

slructuride construclii amp asate in rone s€ism ce 1471. Ln fg 5.18 sunt prezenlatecaleva modafiielide amp asar€ a amonizoarelorvascoase.

Fg 5.l8Slrucluricu diferlemodalitiliodiagonahfe a dgd d pe doua d agonale

112

tuotecth ..isnlca Nk disiptu .neryiei

Una din cele ma smpe 9 economce metode de realizale prcdicn a vai4iepararn€trlor dinamici la slruclurile de conslrudii este aplcarca sistemulu de ,bgetur'de rezery; ca€ es din ucru. Prin aceasta se inlel€ge cd unele elemenle conslruclivecareinsradul nilialm,rcsc g ditatea conslrucli€ esdinlucrulaalingereaunulanuml

Dupeun culremurputernc ,bgalude'poli reEcute 9 adusela slarea niliala.Asfelde€emenle conslructve cu ro de bgalu ' sup inentarc se pol rcaliza din panour dnbelon sau beion degranulil, ziderie deciEmide, ftanlidispug in locu I contavantu idlor,

contravanU i cu eg6tu carcs€ rup etc.

5.3 DISIPATORI DE ENERGIE CU FRECARE

Fre.area esle un mod avanlajos de a convedieneru a cinefte ln energietermci 9iaremulte apl cali : irane pentru adonroblle, tenur , biciclete elc.

In anul 18S9, Emle Mors propun€ prmul 'concepi de dispoziliv cu fictune. J M.luTruffau I cGeaz; un sistem de franar€ ut lizal la automob le, beat pe ace a9 prncpiuca $icel a lu lvorc, alc,tuil dn doue discur intre care a dispus un strai de piee,

dispozlv care esle perleclional u leior de E.V. Harffod in 1906.

incadn 1980 in Canada, PallSa.,lncep sa stud eze disipatoriihislerelic deen€rgie cu

treca'e, pornind de a ana og icu mecanismele de franare exisiente a aulomobie [32].

Teoia tunclionEr idis patorlor hislerclicide enerui€ cu alunecare cu frecare se baz€aza

- fo(a de frecare esie independenu de aria suprafetelor in contaclj

- fo4a de lrecare este direct prcpo(ional cu rezulanta io4eorcarc aclioneazinon'a la suplalalil

io4a de lrecare este independenl; de vitezE;

- valoarea foteide irecare depinde de natufa suprafelelorin conlact.

In pdncip u lorF de fecare esie daii de rcl4ia

esle ro(a normaE a supraiati

- coelcientu de l€care

(5.3)

tl

113

^hi conceplii privjnd prcte4ia seisnicd a stuctutitol

Avand ln vedere faptul cemomentul dep asadi celorlucreaz, cu doudvalor al€

se constald o uioare creglere a coelic entu ui de frecaredoua conod, tulb de fiecarea propriu-zsa de lunecare,

pr coeficienl de irecare cinerc (dhamic).

in ambele cazud, fo4a de

Penlru a extnde aceasl;neun fomd de lensiLrnipenivel infn le2 mal Astfel,

langenliale r in €pod cu

f recare a.lionedb tansenlial planului supralFlelor n (ontact,

'eo.e la o )nuate Se'eraira$ ldrc.6 Tplice di'r'bqasuFalele cu o planeitate neun fomE, se reduce fenornenul la

'o1a r02l; de tecdre se obtr" prin (ira lensiu4lo'lens un€a noma d pe suprar45 oi, astrbl ci ec0alia (5.3)

(54)

Ecuata (54) explici ienomenul de lrecare columbana Sl pernle delem narea

lensiunilor la nivelu suprafetelor in conlact care sunt necesarc penlru a slab lipammeldide proieclare aid spozitivului, iar prin inteqrarea ecuat ei (5.4) pe supralala de conlacldinlre elernenlel€ d spozitivulu se obtne rclat a (5.3).

Dspozilivele folosite Tn nrod curenl penlru disiparea de energie in struclurie derezistenF p€nlru conslrucl uliizeazA ca mecansnr de disipare a energie frecarea cu

alunecarc la supralata de contact inlre doua suprafele, denumE frccare uscaG sau

coumbiand. Cu loaie acestea, tr€buie remarcal faptulca procesele de lrecare suntdepade de ai at6l de simple in praclic5,leoda luiCoulombfnd aproxmatv realS l\,la

mut coelicenlulde frecare care esle consdect constanl In calcul de fapl variazi ,

dep nzand nu numaide nalura suprafelelor de alunecare ci9ide pregaurea aceslora, degraduLde rugozilale la care au lost aduse prin peliculzari cu diferle maler al€ chim ce

ab cercr caracledst ci se Dol mod lica in 1im0.

l€tzi, leodile modeme ale irect i iau in considenrc in pr mul r6nd adev;iata valoarc a

coeficenluu de frecare d nlre suprafetele ln mntact m{anismele care apar la niveulcontactului 9 deiorm4iile plasice ocale crre pol apare ln punctele de conlact. Anafizand

supmfelee in contact la nvel m croscopic se condala existenta unor n€rcsuarilSlisauaspedtSliae suplafeiei, senemte de exislenla unor slmtud oxdce, run4ie de naluraacestor matedalele, prccum 9ia numeoase partcule ab€zive € se desprnd ]n mor€nlulire.arl. De asemenea sau eleclual c€rce1dd asupra iomelor aspedtelibr (conice,piramidale semsfedce) care sa mereasca vaoarea coelcientulu d€ fiecare 9i mplicit a

fo(e de irccarc. In orce caz.lrebue remarcat faotd ca ede necesar $ avem in ved€ec; o fo& de i'€ca'€ rdica6 se obtine numai in cazu supraietelor in conlact cu

numemase micm neregular E\ s nu in cazul sup€tulelor perfect plane.

111

Pble.lh seknice Nk dlsipa€a qeryiei

Daca ne reiednr a un conlact reallnlre dou; supGfete melallce, coelic enlu de frecarcpoale deven ch supEunitar, datorla fenomenelof de ade2 une dintr€ suprafelegenerale de straturle de oxid melalic ce se fomeaza fig. 5.19 Acesle stiatud oxidcenu mai permit realzarea unor legetur adezve controlabile Tnl€ suprafetele in conlaclceea c€ compl ci procesele de frecare, deoarece caracteistic le mecanice a e slrat0diordeoxtinu sunl inca b ne stepanib ma ales la acliunidnamlce

b.

Fig. 5 19 Vedee m crcscopica a unor suprafete in contacla. supratule neoxidate, b supiafelecuoxzi

Noie teorii egate de lenomenulde frecare se relera !i a defo.mat ile locale care aparinvec nalat€a suprafelelor aflaE in contact Acest pmces implici un dspuns complexeastc, elaslo-plastc a posib v6sco€laslic al straturilor in contact impreuna cuparliculele abBzve slraludle de proled ie etc.

n limpu produced fredriis€ declangeazb 9 lenornene tem ce, care sunl tunclie defecventa ni9cari9 care pol determina distruqefea peltuleor de oxid, astfel cAseaieclea2; fenomenu pmpdu zis de ffecare 9i implicit procesu| de disipare energefte.

Evided cn esb exlrem de dilcil de ana izal toli acegt laclori carc concuri bdelem narea procesuluide frecare, dar se pol inlroduce o sere de ipoleze geometdce

9i constlulive simpllicaloarc, de exempu a unecarea unui elemenl igd peste unsem spat u rigid peffecr plasric.

Atuncicend cee dou: melale in conlacl sunt diferite tenomenele sunt maicomplexe,mai a es daca esb vorba de o almosiere cooz v;.

115

Noi con@plii ptqn l patqth seisnict a slruclutitd

Din aceste cauze la conceperea dispozliv€or de disipare a eneEiei cu irecare lrebuiesd se recurge la incerciri expermemab pentru a stabil daca se pol prevedea loatetenomenele ce pot apare 9i efectele lor asupra caracterstcllor de amonizare. Suntcunoscule in acesl sens cercelir le intrepr nse de Pall I33l penlru supBl€le ln conlaclcu acoperirc noma;, cu acopeir€ cu nsip, cu pelcule de znc etc. Scopu acestor lestenuafoslataloblinereaunedisipirimaximedeenerge,catidentfcareaunuidspozitvcare sa prezinte un r6spuns prcd ct bil.

Sislemele prcpuse de Pall se bazeaza pe lmbined d nlre eemenlele supuse fiediicuquruburi prelensionale n ligum 5.20 se prezinte componarea uneiimbnSd la care

suDrafelele in conlacl au fosl tatale in dilertemodud Ceie maicunoscute sistemesuntulilzate a imbinSdl€ slructuflor din panourl mari (a9a nurnltul L mited Slip Bolt Jo nt -LsB) I32l Si sislemele prezentale in fls.5.7 qi 5.8. Alura cubei hist€relce penlru

shlemulPaldin ig 57 dupa o actionare a[enranla la un num,r de 50 de cicluriqiolrecvede de 0.2 Hz este prezenlati 1n f,g.5.21.

,E

E

e

ded6aealmrnl

Fig 5.20 Relalia fo(a deplasare a one imbinarj h care supEr€tel€ inconlacl au to61l€lale ln df€dte nrodalitrli B2l

In mom€nlul de fate exstd in SUA 9i canada pene 30 de conslruclii car€ uliizeazasislemu Palldaloriu capacl4i mad de disipare aenergie, a caracte slic or conslantede disiparc 9 laplulu ci nu lrebu e lnlocuite inlruca nu se produc degradbr dupaacliuni se srn ce rnajorc ln pus, astf€lde dispozitive pot i po2lionate in diredte zone lanvelulcontravatu lorEfaeementespeclaledecLrpare.

116

Poteclt setsnica ptin disiparca eneryiei

Fis. 5.21 Relalia lo4a (F) deplasaredupb 50 de ciclurl la o

unsisl€mPal (lis.5.7)de 0.2 Nz

(D)penlru

n fg 522 esle prczenlai un dispozitv ma recent de dlsipareenergelicd cu lrdune cu

aqiune uniaxiale, disipalorulSumilomo, care a lost aplical in Japona [14]. suprarelelede frecare au io6l realzate dinlFun alaj de cupru 9i culisea,A de a lunsulsuprafqeilaleral€ a

'rnLr clindru din ot€1. Fo& nomae necesar; p€nlru a se realiza frecarea se

obline prn aclunea onu resorr lnte cap€tele ciindrului dn otel Praclic, resonulprecomprmat exercla o fo4A care este lransiormale ]n fo4a normalA, prin irccaread nlrc supGfete 9i capetele d spozil vulu .

\ imp,naF\

+

6@4 / ,eson ./' \'t?lu!ulqq,€4y

Fg.5 22 Dispoziliv disipator histerelic de energ e cu fiecare Sum tomo I141

Supral€lele de frccare realzate dintr-un aliaj de cupru conlin ncluziuni de s6iit caremnfer6 o ubdlerc usca16 c€ea ce D€nnite mentnerea unei vaod € aliv conslanle

Denlru meiic enl0l de lrecare. REsDUnsul acestor disilalo are o foma efern deregulaE 9i poate 1i asmial cu curbe hislerefce rcclangulare Mal mult numdruld€cclur de incercare, ampitudnea acliuniigitemperatura mediuluiambianl au un efeclneglilabil asupla comporliii d sipalorulu .

117

lloi conceplii ptivkd Noteclia seisnicd a stuctuilol

ln lig.523 est€ rcprezenlal un dispozliv mai solislical, numll generc dspoziliv culegituridisipaloarc de en-"rsie, t281. ln cazu acestu sistem necan smul d sipirii deenerge esle simlar ceui pez€nlal anleror (dispozitvul Surn (orno). Ac dsiparea de€neruie are loc a nterfala dintre sopraiete e de irccare din bonz 9iperclici ndru uidinolel ExsU o serie de deoseblr intre aceste douE dispozlive, care se traduc prin

d tu€nle insemnaie referloare la caracledslicile rbspunsului.

ebE lv ..

\@"\

ci hdtu dii ole ,/

+

Fg 5.23 Dispozliv d sipalor h slerelic de energe cu rrecare [28]

n Japona s'au consoldat lr€iclSdjr a care s-a ulizal dspozlivul Sumiiomo. Unadinlre acestea a fost slructLra in mdrc din olelcu 31 d€ nveud a companie Soncofice d n omiya consrruita ln 1 988 s au folosit cate 8 dis pator pe iecare n vel, inspecial pentru a reduce efectele v bralii or seisme or de mica intensitale In fg.5.24 sunlprcrentale ptincipial dou; moda tdlr de amp as arc a d s patoare or de eneru ie S urnitomo.

Pos billiAli de a dispo?itivelorde dis pare

lip Sumitomo

118

Fig 5 24

Prcteclia seisnici Nin dj.ip.rca enetgiei

n iteGtura d€ specialitale sunl prezentale 9ia te lipur de dispozlive cu Ir€carc 16, 81,

cu acelaqi p ncipiu de funqionare: p ese metalice inlre car€ sunl d spuse diveBe pEcicu frecare dd cal6 !i prelensionare cu gurubud de inalu rezislente.

Un exemp u este cladirea B bliotec i Un vercilalii Concordia din Monlreal - alcaluiiadin doua corpurl de 6 9i respectv 10 nveluri fiecare, coneclale prinlr-o gaeri€.Penlru aceaste structura s-au folosil 143 de dspoz tve d s patoare de energ e cufrc\iune, 60 dinlre acestea liind dispuse la exteror, datortd aspeciulu lor esletic

5,4 DISIPATORI DE ENERGIE CU PLASTICi A METALULIJIDEFORMATIE

Disiparea de en€rg e bazau pe defomarca plaslice a rnetaluluis€ oblne atunc cand

meta u esle defomal in domeniu I plaslic. Astfel energ ia este absorb l5 prin mod incarca

rormei 9i cre9lerea lenperat0di maleda ulul deformat.

Elementu actv absorbant de energie, al unui dispator cu defomar€ plaslid amelaluui poale f conc€pul s, lucreze la incovoier"a, cornpresune, lnlindere flamb3jlocal, sau prin combinarca a dou; sau mai mu[e modur de solicilar€.

In ilial a bsorbanlii de en erc ie bazalj p€ defo rmarca p ast ce a meta u hri a0 fost proiecl4ipentru proleclia la mpact a avoan€or 9 aulomobielor, la prote4a conduclelor din

Aceste dispozitve au avanlaiulcd au un comporlam€ nl slabil cu o fabilitale prel'rngiG 9io buna rezistenta h condilile de mediu, ar incluse in strudurle cEdrlol pol asigura 0

cre9tere de rgidllale 9irezislenle la care se adaugn 9i capacitalea mare de disipare a

eneruiei indusi de actruneaseismica.

Fo4a de re,islenta a disipaloareor depinde de camcledslicle nelniar€ tens une'delonialie (stress-strain) a e mat€r alu ui

Dispozitvee absorbanle de energie p n defomarea melaeor pol i uni saumullid rectionale, iunclie de modul de deiomrare a el€mentului acllv. Asffel de

dispozitive au lost proieclate p€nlru o varelate de ap ic€lri: lmpacl seismic, prcleclia

avioanelor !i aulomobilelor, proleclia conductelor de a centra ele nucleare $i a

rezenroare or cu subslante explozive, efecleb vantului sau va ud or etc.

Cel maislmplu dis pator de energle bazat pe defomalii prn lncovo ere, este o bard dinolel rctund cu un capdl flxal pe o placa (ncastml) 9 cel lall cadt liber unde s€ aplc;to4a. 0 caracter siice a acesior dispoz liv€ esle faptul c; pol li so iciiale in p an p€ oice

ln lig. 5.25 se prezin6 o lmaghe dh limpul incercSdi une asfel de barc din olel, cu

diametru de 22 mm, precum gicuba forla-deplasare dupi primulcclu q dup;250 de

cicur. Forla actioneaze asupra capatului ber prin ntermediuluneiartcula!isfedce$ia

119

Noi conceptii ptiein l Wte4ia seisnice a stluctutitol

une celule de lo4d. lncemnrb aLr losl elecluate ln cadrul Laboralorului de lncercariS€ismke din Faculatea de Constructi de a Universitatea Tehnlca ,Gheorghe Asachdin la9i.

-a

D

b

Fis. 5.25 Incercalea unei bare de olel moale O 22 nrm

a. aspectdin tmpo incercad b. r€ alafo4d deplasare

Din analiza inc€rcerlbr expedrnenlal€ se obseftd o d m nuare n€s€mnincatui a capaclqde dbipale a eneruiei dud un nurner impodanl de cic ui, fs. 5 25.b, daci ne npodam hnumaru de cc ui ce ool aoare De durata unu sesrn.

Urmare a aceslor slud i I24l efecluate pe ba'e d n olel {0137) cu secliune c rcu ari carcau fosl supuse unuilralamenl temc in raporl cu cee din darea inilad de llvrarc,obtnule pin aminare, s-a conslatat cd au o capacitate maimare de disipare a energiei,nq. 526. Mai mult, baGl€ supuse €coace de deiensiona€au rezstatlaun numirmaimarc de cclur alemanle lig 5 27. T€tamenlul lernr c ulilizat a conslat in indzircalenld a epruveleila temperatura 65fC 7000C menllnerea conslanta lirllp de o ord la

aceasie t€mpeGturd, rac rea in cuptor pana a 200"C 9 apo rdcire in aer liber

120

PtuEctla saismici pdn ditiptrea eneryiei

Fig. 5.26 Compodarea epnflelelor recoaple 9iln starea de

diametru de22 mm a clclur alternanle

Fis.5.2TDislrbutaruper celor12deepruveteincercat€cudamelrulde22rnm.

ln cazul dispoz Welor de disipare a eneru el pent'r a alinge perlbmanle idicaie d n punclui

de vederc alhlsterczisulu Sialnumarufuide ciclud la care rezi$a,0 influenla foane marco ar€ lipul de olel lo osit, moda italea d€ producere 9l lratameniul iemic 1241.

121

iloi conc.plii Vjind prct@lia seisnhd a stucnnllol

ln ite€luG de specialitale d n domeniul d si&ri de eneqie prin defomala plaslicd a

melalu ui sunt prezenlate numeroase s steme, unele av6nd apiicabil late 9i in donen ul

conslrucliior Penlru a avea,lnsi, oimagine maiampE asupra modaftAubr de dis parc

a energ €i prln deiomralia plaslica a rnetalulu vorI prezenlate maimulte poc€dee.

P n dep asarca un€ p albande prinir-un gt de roe, fg 5.28, se produce detormarcapasticz a acest€a rezuland un consum imp0tun1de energ e. Acela9i lucru se poale

obline$iprn dep asarea 0neibare cu sectune circubra.

Fiq. 5 28 Deforrnarea plasftA a unei p atband€ inlr-un Sir de ole

Pe acest pincpio se poate maqina disipatorulde energ e unidireclionaldin fg. 5.29, incar€ pot i utjizale barc cu sectune circu ara, sau plalbande, deformarea plasfteputandu-se realiza prn rc uirc (vez 1ig.5.28) sau rolu re gifrccare in cazulin care ro ele

sunl inlocuite cu elemeni€ de fome crculare ixe. Disounerea elementeor care sedeformeaze pastc lebu e snfe dispuse simelrlc in raport cu ro ele pentru a se asgurao funclionare onfonna a ansamblului. Un astfe de dspozitv poaie suporla dep aseri

mar pasMnd o caracterslica conslanla a relatie fotd-deplasarc a un numarnrare de

i- '1

122

Fg 5 29 Dbpaw de e1e.g e (J defon.e pld\td p n o,ir"

Prctelh s.inica pdn .lisipa6a eneqiei

Un ,[ disporilv care folosegle curgerea d n incovoiere a metaluluipenlru d]siparea deenergie este ce dn ig. 5.30a 1191. La acesl dispalor sectun€a in slarca de cu$re(aficulalia plaslce)se deplaseazi in lunsul el€menlulu , conducand asrell, o inc,rc?reaproape constanld penlru un ccu.ln fg.5.30b se p€zinb 9 modalilatea de amplasareln slructuri a unor asemenea dbipalod de energle.

Dispozilivul cu plalbandd in forma de'lJ'poale i proectat se rezste la 100=200 deciclud, nefnd necesad inlocuirea sa dupa unu sau doua cutemure rnajorc

Fo(a max ma F qi eneQ a absob la E pe car€ o poale suporta un dlsipalor h sterelic deenerule cu buci se determina cu realile [43]

b

Fi! 5.30 Disipator cu deiormarea piastica a une plalbandeln form, de U

a. p nc piul de tuncllonare b. moda lale de arnp asarea in slrucluri

4FcDE=

n.0DI

(5 5)

(5.6)

in

d

t

D

esle tensiunea nonlalS la curgerc a maledaulu;

- 4imea platbandei

coelic ent subunitar (c=0 65) j

- deiormalia maxme admis, penlru dis patoru de

1n

.t

tk,i concePlii ptivind Votecla seisnicd a si'actuntol

unJl dinre'ee nar eri'|erle d''oo/lve oe db p?_e a.a_ergre' eqe cel bazJ pe

i'#il",;;;;"i ;;";"dF coreo des\tner r'! 5Jr r4'I

Fg 5.31 Dispoziliv disipalorde energie cu bala

ri;T:'iffi h:;H*1'3':v'r"}i,11i:""'$Il':Fi'f i,ifnmrf -ii*."m il; d{ :"',"'*' ffi:I}i,rrll;1:cu irecvenla de 0.5 Hz,121l.

b€ra lorsional nq!!!14?

Fig 5.32 Compodalea uiui disiparor de eneruie bare torsionauncololata

124

Prcreclh s.isnict Vin di$iptrea en'tgt't

:"T,f: :.1Pj;lli:11: iilxg;,,il::,';"il",ff "Ti:",':r'e:fiil['J'::':'l:::

til-::'",JiiflTffi ,, *,ttt*;'l',i'*l''ff :'r'r:'; i"''";;maleialul d spozitivu ur'

*''ffiit+l*ffi ;T ;ilnii::;llr:ft "r fil;l; ;";r

dL!!B!L

s=upu5a la in@voiere

Fio. 5 33 Disipaior de energie muftidlecUonal in plan

cusediuneconrca

pLab!rylqt4triungh!ulara supusta noolore€

E'g.\,lD.s':palo oPeneqF Jrrdieclo'alcuse4J'"varab'rr

125

Noi corc.pfi pnd..t proteclja s.isnica a stuctunb

i t; j,,i;i"?:i:lijl"_"ff f,i il,*iT,l ir,1

ffi*1r*#1$$,#:'}.",{d, i*f;l*J

''" 1i, ?ffi x;;g; 1;1';1p*0",,'. *"

m,,w#*ml,uplrgffitrHilffi16

()

elenenrul d6i;;;

---

Pbt*lh saisnic; pnn disiparea ane.giei

Fjg.5.37 D sipatorde eneqie ine ara poslbill4 de defomare, b. posi lAide asamblare

Un alt dispozliv cu o capaclate mare de a rezista la oboseal;, care ae $io foarle bund

dis parc de eneruie, cu ciclur histerelice regulate gisimelice esle d sipalorul{ormat din

elemenle meta ice sern circularc, flg. 5.38. Fi€care dis pator elementar consld d ntr'unarc circu ar la carc secliunea poate f ti vadab i, ezult6nd astfe o rez stente un fomi ?iresDecliv o Dlasticizare un forme a tuturor sect uni or

a.b

Fig.5.38 Disipalor deeneruied n eemenle senr circulare

a. dlsipalorul el€mentar, b. modal latea de funclionare

ntr-un dispoztv fomal dn elemenle semicircu are dspatori elenenlad sunllntoldeauna coneclali in a9a fel incal sunl fo(4i sa se derormeze ,nl simelric: ceea ceinseamn; d penlru liecarc dis pator compdmat exl$e unLr int ns. n aced fel efecteleschinrbedi geonrel ei s0nl neulralzate 9i dispoztivul poate admle o compodaGs metr ca alal la inlindere cA slh comDresiune.

t2l

Prin mmbinarca unor d sipaiori elementar cu diferle rlid lalj se pol obljne dispozitvedisipaloare de eneruie cu aclrune bidneclronah in plan cum este cel din flg. 5.38, sauun direclionala cum este ce dinflg 5.39.

Noi coneplii Viqnd proEclit seitni@ a swctu.ilor

comprmal

Fig 5.39 Dis pator de ene'qie undrc(lonal

Dspozitvee d sipaloarc de energ ei a care elementu acliv este din iab, de formeliunghiula|t, fg. 5.34, denumle TADAS (Triangular Plale Added Damping AndSlifiness) se uliizeaz: in mod curent cuplate !i cu aplicare in structu aga cum esteprezentat in fis. 5 40 , 1491.

ntns inlins

128

Fig 5.40 DlsipalorupTADAS n@rpo€t inlr o 5lrucrurd

Ptot*th s.lsnica in disip.M anqgiei

Cercetre elecluale cu acesle d spozilive sunl destul de rec€nle 9 au demonstrat ocornporlare loa(e bun, a dspozlivelor la un numer rnarc de cicuride soliclarc laincovoi€re. Astfe d€ dispozilive se folosesc ca absorbante de energie la suslinerea

conductelordin @nlralele nucleare, sau la prolec! a cddidlor aflate ln zone cu act vitale

ln unna leslelor efectuate asupra unui d spozlliv iip TADAS s-a oblinul cudelehisleretice din ig. 5.41, ceea ce demon$rca26 c; are o comporlare ioane buna la un

nurn;r mare de ciclur specil c unuinum;r epetat de cutrcmure

€

700

360

360

- rcli'ea tad)

F19.5.41 Componarca unuidis pator hislerelic de t p TADAS

Pentru un dispozliv TADAS lensiunle rczultale dn incovo ere trebue sa fie uniiomdisldbule pe toale lnillimea asifelca rarca in curueea a malerialuluise va prod0ce

s m0ltan pe toaE lna limea phciLd s: apar; concentratide tens uniln anumit€ zone.

Admland cd baza dspozltvuui esle fixe 9i neglland defonnali e datoEle fiecddiilnart cu alie, dgidilalea in domeniLrl eiaslic poate i scr si sub lorma

{,16

, n.E.b.f" 6.h,

700

lriunghiularel

(5.7)

SL

4

Et mea

h inatimea pEcil.

Noi conc.plil ptivk l otatia seknice a stuclutilor

gmsimeapE.ii;

Fq 5.42 D spozir v h stereric de energ e de tp ADAS

o varanl lmbunbEtl, a dsipaloruui cu p6ciin fonn; de,v, cLr o eRcienla Si mai

buna, este d spozitivul cu pl6c ln iormA de,X numt ADAS (Added Damping AndStffnest, introdus de BechtelPo\,'/er Corporaton ln 1985 penlru sprlinrrea conductelofcenlrale or nuceare, [41, 50]. Placie metalice dh o\€lin foma de'X sunl iixale pe doL

suporli unulinrerior giunulsuperior, Sise defomeazn prn incovo ere ca o bar; dub u

lncastmte, rczuland asfe o rig ditate maimare deca a sislemululin,V',19.542.

I€stele la acliuni ciclice ale unui dispozitv ADAS proieclat la UniveBly or Michigan, [4 12,

491, au arnd un @mpodamenl hsleelc slabil, Ei6 a exsta educed ale rclditalt penlru

dep asd chlar de circa 13 od rnai mad decA deplasarea la inlErea in curgerc a mate'ialului.

D spozitve AOAS au iosl folosite la ria mufte conslruclii cum ar li cele d n lv€x c0 Ciry

{clddirca lzaraga cladirea spitalulu de cardioogie, complexul Relorma etc.) dadaledup; seismul din 1985, la doua cbdiri din san Francsco avar ate d€ culemLrrul Loma

Pr era din 1989, B6leic.

Unaldsipatorhislerelicdeeneqe oarecum asem,naorcu disipaloru ADAS(cupl;ciin forma de,X) esle dispatorul lip fagure', format din placi de ote ln ca'e s-au

Faclical s;ur de form; hexasonali fs.5.43,l37l

Rgidilatea unu asliel de sistem esle mul rna rnare dec6t la dspozitivele ADAS 9TADAS, iar foma poate ii slab ite asfel lncal s, se ajung, la curgere in rnod un forn intoale secliunile, sub electu act un prcduse de deplasarea relaNa d nft zonel€ inirccare a fosl ampasal d spozilivul Dspunercasepoalefacein acelagimod ca !i in cazul

d spozilivelor TADAS 9iADAS,lg 5.43

130

Ptot*la sshmici ptin dbip.M ensgiel

l" ltoDlJ.a de rpecE:E€ iun pFlentdle ti rr,e LoLn oe \rs-erne d,ripdloare oeenersE cu dlreite moduri de compoiare (diaDabr [; cl;*ili:*,ir*"" 'll:1"':;,1i, J:r,:r"'f?":':J:l f;,

5,5 DISIPATORI DE ENERGIECU EXTRUDEREA PLUIIIEULUI

Prin,exlru2iune se tntetege procesut de defomare ptasuca prin care se realizeazearg€F"'0td6 d nal.' atr,i .er} ( orint.-Ln orlc u catrb,a. 5LD o rJr.d tr q ro4e.r"rvu'ean?dreao,ocesLtu dee(rud".e(r1tn."e5ar.foqe-odrefianoede,ormare

Dn pJ c.J oeleo"re d. TodJLide,ea,rr€ d,pmcesu r,oe e,,rulunF. dcosta poareld€ umrtoarete tipun pnn(ipate:

r. enruziune directe - h care

:*#1"1'"lli':$i ",la

care sensur dero'm4iei prncipare esre inve^

L T1_!11'tjn .dirFcF'0qd de anruda.e e,rF n. r(r dF ar r. e,l1zirlea

il .l,i"lii,|1i,;ill * * *le(aec nr,e daredcJ,"anda,sioerp! co..airell,r

Ur Ddrca proue(J Lr G F . trudare a oEoo/ ti, aF o,r.od,od? de enero e pod.e I arrer

:i #,1':,i;;,;:11;x':::"i"";h:,i ", * - deod,ece pn1 e/ Jda'e se

H,iff [l!i;i;li$:tf:ftn dispoziriv drsiparo'rcu exlrudare va depinde de tipul

Fig 5 43 D6pozi1tr hsteret( de eneq e de h fagure

sensul defonnalie principale coincide cu sensul

131

lloi @ncepqi viind Notecfa sei$ha . stucatnlor

Dispozilivele In care sunl extrudate maledale solide, ]n general plumbu, absorb enelglaprin defofln are la n ivelul crislale or pr n alu ne.are I maclare I3l. P last c talea u n u rnetal

depinde de capacltarea cr stalelor de a se deiorma in anumlle dir€cti definile, odata ce a

fost dep4ita o anumiulens une crit cd terU cain acesl fe sase dislrugd legatura dinlre

slctur le care aluned 1461.

Enruzuneaplumbuluiafosldentfcal ca mod de d sipare a energ ei inca din 1970, iardispozlivulanorlDorcu enrudare c clica a tost nventat 1971 de W I Rob nson, penlru

a absoftienergia de m gcare a slructurlorin limpul unui cutrcmur [391

Procesul de exlrudarc a purnbulu crnsld in tr€cerea fo(ali a metaluuiprlntr-unorliciu,mod fcandF 'se asli€lfoma, ig 5.44

odliciu

Fg 5.44 Extruderea p urnbulu

Un altdsipatorhistereliccareuli zeazaextnrdareapuribulu estep€zentalinlg.5.45gicons6 dlntr-un tub cu perctlgrog, coaxialcu un arbore care are doua pistoane 1381.

lnlre pistoane exisli o gaiuire aiubului, arspatuldintrepstoane este0mplutcu plumb.

Arborele cenlra see$ndedncolod€ unul dh capetele lubu ui prin nlerned ul caruia seapllc,lncacarca. Cand pisloan€le se deplaseazn dea lungu iubuui plumbu captvesb ro4at sd se enrudeze drectSi ndirect prn gau rea formatd de turlirea tubulul.

Cum exlrudarea esle un proces d€ defomar€ plastic, se efeclueaz; lucru mecanic aroa(e putine eneru e esleinmagazinaldin mod elaslic, pe masud ce p umbu esle to(atsa tread p n galuirc in lmpu rn gcrr islruclurii

Funclionarea cu succes a acestu amoifzor h steret c deoinde de ulilzarca nalerlaluuiin acesl caz pumbul, ca€ reslaureaz, g recrislalizeaze rapid, la lemperalura mediului

amb ant, astte incal fo4a n€cesad pentru al €xlruda este pract c aceea9i, la fecarcciclu suc.es v. Dace mabdalul extrLdal al avea o lenroeraturA de recislalizare cu mult

deasupra cel€lde iunctonare elsarectusag arfsupus a oboseaE la numft r€dus

1t2

Ptotqlia seisnia ptin .tisipat.a eneryiei

de cicluri. l\,tai nul chiar,cur!erc), ceea ce ar dLrce

asfel de mateiate au de obicei tenstLrnila problerne foade coflpticale d€ elangafe

Fig.5.45 Dispoz liv de dtsipare prin ext.ude€a ptumbu uicu pislon

Yl.j'."".,,''.:,.",',""".,,.. tu1c 0"",d dro; aceras pilcrpL oar are der.rconchcde dfa le e(le p€le.lr il tq 5t6 AErorftrj de e\rrcdre nr esre tormaronnr 0 u-1 e a rbJtu, ederior ri p..l o .n1dre,o. a,a a d,ooretr (e.ht a,bo,etecenr. e!1. nonBlpe snFingLn .r€ setoFs si ta Tertmqea ptrTburn r nriGAl'rc .a d d6o.e," se oepDsFaza ia.. oe rub. ptrmbut L;bLiF 5a c" eyr.rdere prinspalufior ar de urdutura,]tub.

ciiidru

eenrerinq

'.-!! r!!Fq 5 46 D rpozt de d rparc pr n ertruderca cu a( boflbar

plunbulul

9e enF1€.ab.o'o'a n acesr noo nu este,imrara de ecrur5are rdL depundrur c 0a.coa,t te. .ato,,.; a o )pozti\Jur. ou.crJ de toprc dn10.rr ld c-oenodd. ner(d.re ar de/ronsl?r cd dceLe dEpo/:N; poll

pe.rru a 6z5ld ta 0este ,000 de -.Uri oeodrmo cL nrtl len1FE oenru

garu re

i33

Noi @ceplii ptivin l prcccia seinhe d sttuctutild

orce aplcatedn domeniulnu necesita chehu eli de

imbziranirc,l38l

seismic. Astl€Lde disporit ve

lnlre1inerc, nu sunl aieclalepotfl rculilzate dupa un secmde faclorii d€ med Lr sau de

b.

Incercerile etectuale la diveBe frecvent€ au araH o comporlarc a dispator or cu

extrLrdarea olumbulu deoendenla de viteza de deformare,

Figura 5.47 a prezinla cube de hister€zis lhice p€nlru amodizor de tp tub turlit 9i ax

bombat. Penlru ambee tpuri, foda cr€gle aproape medlal a incarcare !i are ocompoiGre perfecl pla$ice. Facloru de p€'ro'manla tandamenlul) deinl ca faponuL

dinlrc lucrul mecanic absobl de amonzor 9i cel conlinut in dreplunghul care

c rcumscde buca d€ histerezls, esle 0,9+0 95.

Fig.5.47 Cude histefezis de rispuns ale disipatorilorcu enrudafea plumbu ui

a cu cil ndru slrangulal, b. cu ax bombal

-' orsrp.mr ( r e 4ruder. p JnbLlur cJ Lf o dnPla e/re1or de l0 "" " * ,'

" a* *

€(rudare de aproximal v 15 kN, in limp ce un d spozil v cu un d arnefu enedor de 1m mm a

necesitat o io$ de apmxlmatv 150 kN penlru a-Lactiona. Deplasarea unuidispoziliv de

eneqie cu enrudarea plumbuLuinu est€ lmlald in niciun felde proprietUle de bdi aedispoziUvului. La ora actua ;, cei mai mari amoiizori cu exiruziune au o cuK, lola a de

pane b 800 mm 9i tund oneaze h o to4; d€ 250 kN, [38]

ln pro ectarea unor a#e de dispo2live nu este nevole sZ se lin; conl de inauenta

fenomenuluide oboseaE, plumbulliind un malerial car€ rccrislalizeaza la lemperatula

Cele ma efcenle dispozlive disipatoare histerctice de energie sunl cee care se

bazean pe defomat le plastce ale melale or. Peniru a intelege componarea aceslor

dlspozilive €sle necesar sa se cunoasce mecansmeLe intene, la niv€ macro 9im cmscopic, care stau la baza deformallei plastlce.

134

Pbt*tia eisnice ptin disipaea erergiei

La efonuricare depagesc limla ehslica a materialululse produc mod fceri slruclulalen€versjbile. Compoicrea melalului in doneniu postelaslic poale f lrag E sau ducfln.Fragilitatea este caraclerizald prn modficari slructurae ce conduc la rupe€amaleriahruicu o defornrare plaslicS n€glijabie, astfel de nraledale ne nnd lndkate indomeni0 disipatorilor h sterelic deenergie.

Malerialele duclile, d n care hc pade un numdr lnsemnat de metale 9i alial€ melalice,prczinti, dupa depagirea curgeri d€fonnir plastce substanliale pane h ruperc, €csunl datorale mai ales d slocali orcrslalelor.

Deplasarca |eve|sbi; a atomilor in cdslalele r€lalice se produce prln palru

i. fluajul prin d ruzEi

ii. alunecarea rec proca

iii. maclarea mecanidl

a grau(ilor crislal ni;

Mecanismele care inleftin in cadruldeforma!ilor plastce,legale d€ dis palorihislereticide enersi€, sunl ultmile doue, mac area mecanice 9 atunecarca, care sunl operanle la

Prin maclale, hecahici se inlelege fenomenulasocial deionneriplastce la rece c?rcconsta in reodenlarea uneizone d ntr un crsla. sub actunealensiun lor de forfecarc.

Mecanlsmul tundamenlal al defomdrii pastce la rece, alunecarca reprczin6 o

translalie a unei p64i a cdstaulu ln rapod cu ata fnd o schlmbare a volumului.

Deplasarea are loc pe un plan crlslalog€f,c, nunrl plan de alun€carc 9l inlr-o anumil;d reclie din acel plan, numita direclie de alunecare Planuld€ alunecare 9 direclra de

a unemre iormeaza un sislem de alunecare Cu cal materalular€ un numar rna marc

de sisieme de alunecare, cu atal daslicitalea sa esle ma marc.

ln procesulde extrudarc se poate obserya ci dup6 depigirea eforluuide curgere laocregtere a acliunii exteroare se in€glsteaza o reducere a aceduia urmata d€ opendulare ln lurulune vaorimedi, vezifg 5.47. Se poale trage concluzia ca inilrerca

a unedr este ma dilici e decat propagarea e . En€rq a elast d inmagazhald inaintea

ni(ie'j aunecdi este sufcieniz p€nlru a h(a propagarca acesteia in matedal pdn

ln conchrzie, fenonenulde exlruz une @nsti in deformarea unuimeta polcrisialin carcproduce alungirea graun! or9 o pulemice crcgerc a numenrluide d€fecie (ca disloc4 )

dn iecare graunie. Daca tempemtura este suliclent de rdicalS dupd un anumit timp,

melalul se poate lntoarce la o slarc inillale, I ps la de defectele senerale de delonn4iapLastc,, prin cele tre procese interdependenle de Glaurare, recrislalzare 9i cre9tere(Wulifel.al., 1956jBirchenall,1959iJoneset.a., 1969),1241.

135

Noi .onc.plii tud prctjcta seisnice a stuchlnb

*j*#*gffi**n'':#*

sfNld*nn+**#+r'rfu:;ifliril j',lxr [j#,}j*;rtrr; j# :i*''" ';:r; ";";;ru,r

;$ii["jj,;;,",# i """;:#y#:j, #ffi r Jfi] T

5.6 DtStPATORt vAsco.ELASTlCl

#;,#*;t;1i*ry#ilffi it'***lrl,*:ff;:,

j#i'l*{J*ll*{;1",$;l.'Ei,fi l'jf#::,hj#:{i

fli1,";mtr;lll{#xr,n,r*i"t*;l*#.;,g",ili"j1{}i*: ::r: ;;""*,*l ufi*l*".:i#;ffifl lt:"1liflx1T::ji:ix'5!H,1ffi""fg,:,:Jf[l lf, :lf,

*" "s,e

a,csru r din doui

---

Pbt*,h .elskict ptin .nsipa6a ewghi

Fs s48Confisuralaunu dE pator v;sco€bnic

Daca consideram un stralFO=Fo sin ot,liS.5.49, va

deioma!e LrnshiLrb'n {t}.

dn maledal v6scoelaslic supus unei

rezulta a unlimp oarccarc I olensiune tangenlia a {t) 9i o

Fft)

F9.5.49l\,lalerialvascoelaslicsupusune ac\un sinusodal€F(t)

C0rcspunzelor lensuni langenlia e maxme ia din rnomenlul atnged amp itudinii

maxme a fo4ei annonice Fo rczultata o deformatle unghiulari maxm5 I0 Valo le

tens uni sidefonraliel a un lim0 oarecare tsunl

r(t)=ri sln t! t+3) (5.8)

y(t)=70 sinkD.t) (5.s)

ln care 6 esle defazajuldinlre actune gi6spuns dalorita caracterisiicilor de amodzareale malerialuui. n ig. 550 sunl reprezenlate curbe e tensiuneraspuns $i a io4eiexterioare scalale penlru a evid€nlia efectullnlatz ei dspunsulu materaluluica umarca capac l51ii sale d e a morlizare.

137

Nol mceplii pttuind wlxtk s'isnict e sttuctutilol

{s.r0)G (ol= :qco6 or

(l lor'j= - vn tD

tiAlunci lens unealanse(iaE rczulial5 launlimp oarecare (t)

Fg 5.50 R,spunsulln limp pentru unmaleria vascoelaslic supus uneiacliuniF(t)

(s.11)

(r)=c (o) 7(t)tc'(.) ufiflq

. G /,,,r(r)=G (o) /(t)t]a l(t)

G'(o) este modulul de e asi cihle lransversali

Cloyo componentaen€rgieidisipalesauvascozilateamaterialuluii

cii

(512)

(5 r3)

I38

i(t)=yi o.cosot (s r4)

Ptotoclia seisnice pnn disipa@ 'neryiei

c'^-d rq 13r F.ezentata funcue de lensiunea

iii""ii" i"r,p!a, iiq s : I p""L' care canura.a de

F = i'rt) 1li)dt =

= Jri o cosot

Lanoenlirla I deform,la unghlulad

€nerq ; drsipala esle dal; de re|4 a:

(515)

[c(.) sin't+G l*) co€''tht=

,,c (o)l _e_l ='- o \2G (.) l

Fjg 5.51 DBgfama iensiuoe d v un maLe d al virscoelastjc

cazul materialelor vascoelastice se deflne9l€ raponul de dspare

(5.16)

laclorulde piedere (l)' definit pnnl

' G (o)=Em3

(5.r7)

2G (o)

139

Noi cdc'Plli Ptilind prcte4ia sdsnht a strucuntol

care esie deseori lolosil ca o estimarc a capacitelii de disilare a enerqlei materauLul

Din (5 1 7) 9i (5 1 6) se Poate 'gcnel

{5 r8)

:.:,?l'*T."1ff"?:11"ffi:l:*l&:"trJJ:,;Jlu:1",:1?1":"'Jrzarfrccvenieslece'

(t) = G'(o) /t)

unde G' este modulul conrplex al materialului lesmelasiic cu exprcsral

(5.1e)

,t!\'2

til=1c."'=c (.)*t c (o)=G (o) (1+i !)v(i) r,

lc (.)l=;=

(s.20)

l:"j*::f i'**,'j': ?"iffi l:" ;:H :; i,';i; j* lili "r'

"Tlf :i!

lffi iil'*:; r*fui1;11iii';i* :"# *b an ! ."r."rd u€

r"l'futyill:*l;;'rs'J; $"ll:.:fl;:";ffi'ff':: ara de

'odecare e h

(5.21)

\5.22)

(5 23)

(')=

(.)=

n c(,)

A G'(o)

-----

Ptteclja seisnica Win disipatea eretgiei

Spre deosebire de disipator i de eneB e bdali pe defonrarea plaslici a melalu ui sauce cu fricliune, o siructuri echipala cu dis palori de energ e vascoelaslic ramane cu un

conrpodamenl lin ar, in condliie 1n care dis patori de eneqe ffiresc amonizarea 9rigidilalea lat€raH. Aceaste caractedslica faclliteaza sludlul 9 analiza teorefte asluctur lor ech pale cu d sipalori vascoelaslici

lntucal modulil de elasliclale onglludinali ai maleraluui vascoeiastc sunt in general

runctide frccvenla excl4ie, de tempelatu€ mediulul ambant, de defomalia 9 delemp€ralura malerialului, cea mai eficientn nretoda de eslimar€ a ac€sior paramelri€sleefectu area d e in ce rcdi ex per mentale Cercetdrile, astfel intreprins e, au adtat d al u nclcand dsipatorivascoelasicisuportS d€forflali mod€rate (celmul egale cu 20%),caracleristicie potf delinile nLrmaide frccvenla excitatieit deler'rperalura mediului

Pe l6ngi disipaloi vascoelasic care lucreaze ln mod curenl la forf€carc au foslconcepule sisleme care lucreaze h compresiune. Sistemul din lig. 5 52 esle compus dindoua platbande (lamel€) d n olel intr€ care esle dispus maleda ul vascoelaslic, astfel c;alunc cand dispozlivu este supus la o fo(5 de inlhdere (cazul unel conlravantu rl)

rnalerialu vascoeaslc esie compdnral 1531. SislemLrl poate functona idenlic ai acomores une. in acest caz maleria ul vascoeiast c esle inlins.

fig.552Drpdlorv;sLoelaslc(e Jc'€aza a(onp€yu1e-n(ndele

lModalil;tle de dspunere a dsipalo lor vascoelasici in slructurle de canstrucliiesleasem,natoare celoialtor tipui de dis patori. In mod curcnt esle propuse sotuliadisDune i aceslora anivelu conlraventuirior

5.7 DISIPATOR| VASCOSI

Disiparea ene'sie vblatilorgigocurilor cu fluide vascoase a iosl folosilU ince inainle de1900 Prima aplicaiie a fost la preuarca recu ul lunurilor. Ulterior aplic4ia cea mai

cunoscuta o reprezintA amonizoarc e automob lelor [131

ln ullimian s-au dezvoltai mairnulte lipuride disipatoricu fluide penlru ut lizarea lor incadrul s slemeln de prot€cli€ seism ca sau h vant ln acesl caz d siparea are loc pfin

141

Noi @rceplii $Mnd prctecfra seisnhd a strxctttilol

lransfornarea energ ei c nelice in cedurE. Prncpia lunctonarca acesior sislemeconsti in ob igarea unuilchid vascos de a lrece cu viteza prn orlicicu d arnelnrl m cceea ce inseamni de obice, exstenla unu cilindru 9i a unui psion cu an€xele

Un d sipalor cLr fluid v6scos are o ser e de avantaje f4a de ate dis patoare prezenlalepana acum [47] dintre care ffenlion,m

i. disipatorul cu fluid vascos esle compacl, ugor de inslalal 9 nu nec€siEechipamente auxliarc;

la dnelsiul no podle dsip" ca1lfi\ ra' de e"eryie:

li. n'rsuntcostsitoareii nu nemiteinlre!nerei

v rezistafoanemulintmp chiarinzonecu actvllatesesmc: ridicau.

Penlru a m:r €lic enta acestor dispozliv€ trebuie folosite fluide cu o v scozitate mare,

ceea c€, in mod cwent, delernin; aleg€€a unor nate ale a cEror componare esteuneori influe ntald pulemic de lrecvenla excilateigidelemperaluE.

0 posibiliale de rcalizare a unu dispoziliv de d s par€ a eneruiei cu ajutorul 1ch deorvasc.ase este ce dinlig.5.53.Prnmgcar€ainplanorzonlalaunu tLrb cu ianle inlr-unvas in care se sdsegle un ichd vascos se obtne amorlizarea. Asfelde ssteme potIutlizale a dis parca energiei in cazu osclatiloro zonta e

Fg 5.53 Prnc piulunuid s pator cu ichidvascos

Un disipator, asemenitor @lui dn lg 553, esle ce fabrcat de cetre GERB VbraiionControl, la care tubul centm nu ar€ fanle ci inele permetraie, asigudnd disipaGa de

energi€ giin pan veidcal fg 5.54,I10l Astfe de dispozitve au lost concep(e pentru

alenuarea vibraliilor la d verce uli aje in migcare.

142

!39tcqe!!

Pnle4h seisnice Nk disip.taa ile|giei

Fig. 5 54 Dis pator GERB I10l

Peniru crcglerea elcienle unol asfelde sislem de d sipare a energ eise pol adaugaanumite dela1i seometrce tubulu centra (pislon) asifeL lncal se s€ asisure ocaracledslic, de amo zarc uniform, pe loate cee 6 dire4i ale gradelor de I bedale. In

lig.5.55 se prezinte alura cLrrb€ifo(; deplasare pentru un astlelde disporllv.

D4aarealnml

Fig. 5.5s Alura curbei fo4,'d€p asare penlru un disipalor GERB 110l

Acest lip de d spozilive pot fi arnplasale ln cadru sslernelor struclura e la nivelu

supmslructuri rnai aes penlru sisteme TMD (luned nrass damper) dar exista 9ivarianle, mai enciente, care includ dsipalorii dspu$i in anumile € emenie siructurale,cumarf ,perelelecu amonizarevascoasa' ig 5.56 [10].

143

Noi con@plti pnind prcteclh s.isnicz . sttuctnlq

n cadru acestui sislem, reallzatsimpE placa din olel obl gala sadin olel plln cu fluid vascos.

de compana de conslruclrise deplaseze in planu seu

Sumitomo, pistonul este o

in inledorul unLricontaner

Fig.5.56 Disipatorde energ elip,per€lele cu amonizarc vascoasfl

Dspozilivuldin fg. 5.56 poale Iiampasatlntrc de$hiderc curenla a unuicadru, placa de

olel(pistonul)s con*teazd la planqeu n vel0lu supedor ln limp ce conla nerulesle fxal a

nivelu I inierlor. Deplasarea rclalva dinte nivelud delemina aparitia unorfiecei ab perctelui

care poale avea evenlual qifante veiicale in fuidu vesco€, avand bc asfel disiparea de

eneqie. Pdn intoduc€rca unui nudr sunci€nl de 6fd de perc! cu ro de dspatorjene0elici se porte alinge un nivel c€sdx de amdlza re a ansamblului sirucluml

ln scopuldegericapacild! de dsipare energelic6 a ac€stor dispozitve tebuie uliizalemaledale cu vascozitate mare care insa au dezavanlaju c: sunl dependenle aH delrecvenli cA 9 d e iemperatu r:, asem5n:tor s luatie d sip alod or vascoe ast ci.

Existi qio ald sere de d sipalod care se bazeazd pe curuerea fluidulu ln cadrul unuirecioient in chls. ln acesl caz 0 stonulnu aclioneaz6 nunraiin sensuldefom;riifluidLrluci ma degrabd 1n sensul iorFri acestua sa lreaci prntr-o seie d€ orlici toane mici

detenn nand astelat ngerea unor nivelur foane mar de dis pare energeftA.

CemaicunoscutdispozitvdeacestlipesledspozilvuTaylorcufludvascosulilzatpentru aplic4i s€ismice, fg.5.57,1471 Un astl€ de d spozitv cilndicconlne un uleisliconic compresib lc€re esle lnrpins de un p ston cu tid d n otelgicu capuld n brcnz.Capelul dn bronz a pslonuui conline un oriicu echipat cu un lernostat bmetalicpentru a compensa varialj le de lemperalura. n pus, exs6 9 un acumulalor care s,compenseze schimbidb de volum dalolale pozliontii pistonului Pentru a menlineetanqeitalea suntnecesaGsemernguri de ina|tn ezislenlS.

Prctecla seisnice ptu disip.rca eneryiei

Atunc cend dis palorul esle soliclal la compresiune, fluidul vascos esle lmpins dnincaperea 2 a ci indrului hceperea 1, iar la solcitarea de inlindere, curgerea are loc lnsens invers Presiunea foade mare care acltoneaza la nvetul 0dfcilor din piston,

produce o dferenla de presiune pe inlreaga s€.liune a capaului pislonuui care

delenniM ro(a d€ amo zare.

b.

Fig.5 57 Disipator cu fluid vascos Taylora. princ piol amonizorului b. prezentaEa amonizorului

Aplcaliiae aceslor dispozitlve de amonizare vascoasd ln cadruld rec1e, fg. 5 58, sau sunl uneor core ale in cadrulalor sslemecunrariTl',lD-udes izoarca baze vezi cap. 7. Mai mull, aceslea construcli noi darsi la reabilitarea unor conslructi exstenle

inginerie civile pol ij

145

Noi con@pli pdind pbteclh trisnici a st'uctutlol

F g. 5.58 l\,lodaltali d€ d spunere a dbpozifvelor Tay or

Prmee dispozitve Taylor au lost ut izale in ani 1996 9i au avul ca deslinali€diminuarea efecte or acliuniivEnlulu la stadionulRjch Sladium din NewYork, unde a'lfoslarnplasat 12dshaloricuRuidcuocapaciialede50kNfecare.

C Sdnea San Franchco Civic C€nlercu 14 nveu rcaizabin 1997, este prlma cledrela care s-au dispus cadagonal€ 292 de dispozllive Taylor, cu capaciut de 1000 9i550kN peniru ase asigura protectja la aqiunea seismice.

Reabillarea cu sisteme Taylor s-a realzat la ma multe clAdid in Statele Unile aleAmericii,pdmaaiostlolinl9TTcadireaRockv/El505dnNev,ponBeach,lacares-auinlrodus 6 amo zo cu o capacitate de 620 kN Ulteror s-a aplical acesi sistem anurieroase cl dlr qipoduri1471.

Iniologmfadnig 5 59 se prezinE modul de ul zareasslemuui a rcablltarea Holeu ui

Wood and conslru I la sfaEtulanu u 1927. Clad rca are slructua cu palfl nivelud d n belonamal,tudirnensiun €inplan290x51,2m9iff adesfaSuraEdeapmxmaliv4650m,

ln momentul efeduEri anaDelor nu existau nic un fe de planud o gnale aeconslru4ie , ceea ce a delerninal efectuarca unor re ev€e qi a unor incercrd dislmcl ve

s i ned struciive pen lnr a slabi i ca raclerislic e slruclu I i ii ale m alerialelor uli Dale S?slab it astfel c; struclura esl€ realzata din cadre de belon amrat, cu grinzi monolite laetajeie 2 3 s 4, dg dilatea pe d rectla esl-vesl lind asigurali de peret struciura d spuqidoar a parler, in limp ce pe c€alafte directe nu exislau decat siapi zvelt dn betonannal. Slructura era suslinuE de lundalii zolale sub slalp.

Reab litarca clzdiriialinul conl de urmaoaree prnc pii:

- pastrarea arh lecluriivech ulu hoiei- ext nderea suprafele comerciale de la parlerj

- efectuarea ucrar lor iiri a dezafecla clbdir€al

1,16

F g. 5.59 ElemenELe de r€abi itare ale hol€lu ui Wmdland

P'incoia ucraib au mnslat dini €liminarea perellor sl,rrcbrml de pe drcclla esfvesl' 9i

inlocuirea cad rc d n olel carc inslobeazd disipaloi cu {uid vasms Cad 'ele

d n olel a0 to6t

de€linde penlu 6iq u |a€a ligid ilE! 9i rezbienl€i, ar disipalo'ii au ro ul d e a rcduce deplasirile

de rvFrr de d esqL? osip"€a dP eFqie Ac s_du Ldl/, 16 dsoalcricJ o L';paolale

oonant de 4q0 kN, as qr,crdr s? o arunvar s ipl T e.E? oe 40'0 ld n'v'lul oaretu r

Prnlre ultimie aplicalii aLe disipatorlor Tay'or se numara 9i Centru Budisl din Talwan,

fg.5.60.ln ac€slcaz dis patorid€ energle au lost d spul la fecare nivel

Prcleclia sdsnice pti, disiPetel ilergiq

Lg 5 60 D so rerea d 'ioaroior laylo aCenlB-o:sldrTrwi

147

Noi conceplii ptivkd ptoEclh s.lsnhi e .ttuctutilor

BIBTIOGRAFIE

L

2.

3.

5.

6.

T.

I

IlJ

12

I3

15

16

11.

I8

A slzaba-ochoa, D, Dhposable knee bracing: impro!€nenl i sesncdesign of sbelfd p..Ac Elou.alo'Slu. ralF!'ep q o l'2 1.- '08,.Bek, J.L, Skinner, R.l The Sehmc Respoise ofa Reiniorced Coicrcte BddOe PerDeslgnedlo Step, Eanhquake and Sltuclum Dyiamlcs,vo 2 1974.

Beinadu, C. Sildi 9ier@Ud pdv nd iabtcaea pdn e{rudare nve6a a unorprcd$edelp p lliti din uneie olelld u9or etliudab e, Tezi de doclo6l, Un vesilatea Tehnice "0h.

Bergman, D.M Hanson, RD., Vscoelaslc ve6us siel paie mshan€ dampingdevi@s: an expedmenta conparson Pbc 0f lhe 4 lh U S National Conlbren@ onEadhquake Ercineedng, vo.3, Pam Splngs, Ca iomia ]990Budescu M Taranu, N., Lungu, ., Euilding Rehabitalon Male Teiu Bolez AcademicS@lely Pub sh ng House |as,2003.Comlanlinou M. C Symans M D, Seismic response oi stuclures wilh suppemenlaldanping, The Stuct0€lDdsigi ofTallBuild ngs Depadndnl ol CvilEigiieeing, StateUn ve6ty of Nes Yoft , Bulia o, NY 14260, U S A 1993 John W ey & SoN, Ltd.

CoN ns, WJ. Robinson W.H, Mc Very G H Reenl Developmenh n Devce lorSesmic soaton, Bullelin of lhe New Zealand Naliona Socety tor EadhquakeEngineerng,vol25,ir3 September, 1992.

Ezra, A.A , Fay, R.J , An Ass*sment of Eieq'Ab6ob fg Dev ces ior Prospect ve usen AiMafr mpacl Situalions, PrcceediiOs, Symposium of Dynamcs Response ol

F nlel, M., Khan, F.R, Response ot Bu d n9 to ateh Forces, SEIFJoma,lbbr 1971.

GE R B, MbEUon lsolalio n $stem, Tech nica Ofli@, tusen Germafy Edllioi 2000.

Gulian,G.C. ovetuew0iTheDyfancConlrolOISlruclu€s Lghl@ghiSltuclurcsIn Civ Engneerng Ptu@edigs OIThe hlernaUonalSynposium Wa6aw Poand,2428June 2002

Fansor,RD. Ador,A eta Slateoilhe Anand Slale oilhe Pract@ rSesmlcEnergyDssipaton,Techfica Pape6onPassveEnergyDisspalion,ATC 171,1993fas C M. Sh@kafd Vibralion Handbmk. McG€w Hill 1995..lurukovski, D. Fuffman, G, Mafuchevski, D. Winker, A, Shaking labe test ol a livesloey slee lrame base solaled by spdngiashpot s,stem, Prccedngs at the 8dEuropean Conferef@on Eadhquake Eng needng, Lsbon, Seplember 1986

Jurukovski D Pelkowki, M., Rak@vc, Z, EnergyAbsorbing Elemenls n RegudaidCompos le Sleel F€nd Slruclues Eng feerfg Struclures,1995Ke y J.M. &ucke, K E., A fidion damped base isolalioi s,,ster {ilh fa seii characlefsts,Eadiquake Engiieeilig aid StlcluEl D,nami6, vol 1 1, Nowmber 1983.

Kelly, JM, Skinner, M S., Beucke, kE, E&edmeila TeslinO oian Enerqy'Ab6ob ng

Base solalion System UCB]EERC - 80i35.Kelly, J.M., Sknner [1S., The Design of Stee Fneqy Absod ng ReslE fes and lhe rnoDo €lio n inlo N uclear Porer P anis ior Edh a ned Salely 61 4 Review of curent

LJses oiEfeQy Ab$tuinq Dev@s, UCBIEERC - 79/10Kelly, J M, Sk nner R.l, Feine, A.J, Mech sm of Eneey Abso.plon in pecia Devicesror lse in Eanhquake R8istant Stuclures, Bulletin oi lhe New Zealafd Sociely rbrEartrquake Eng neering, vol.5, f o.3, 1972

1,18

Prccc!! se,sDic, pdt disipat€ anetgiei

n.

21

22

23.

24.

:^'J'..i$,;:#' #:lr.\i:l#: ""T ;i; 3:"":"i*'i; lT#1l "j

iiil* ;#'iJ;liiil* ":"' "' s "'"'o r"1"j$'!1ilr

i*iill '*1",r:;,:;l* ;ji.-'; ;"'fl;l: lffi

*" *' "**n"

'r:**.:;;i"ll*";:t"'I rw:;ll l;l"r':";:*';'ll;

f"ff'irilT["-,- *lu-t,'i:'itlgxs:,1ru:irlil'l; :lfifl "; ;11i'l:

- lfif1'l1il:fl t*' N composte Buirdins st'udle and waLs hereror Brevet

," i,:.' l ;'"':'.:t':? , ao, p'* B ..dn-e D- q .oo" Dio o{'\dlituod

; ilfii:ti*.:'11+r,',""r# j:i.*,

q". _ ", ? rd;,,., Jabm,'l Lii*'l*:" ,:*ti: .:',:t'"i;l r.l*:'llll"'r' T-ri: .' :",:l" lfl%1"# ijijr.r;r.T: l;l;' r;''n;:;'j :r'iTil

't l:3!",.:r'l::"tl.l-'J,iir',*':"*': ::',',"1,:,:'l{:.;tii':::;1;,1'4 ;;f i::lj# lr"s:,,,""..,,*.,.l2 Pa AS Ma6h C Frdion Damped .orcEr jE'"

,, ;",'^t]-:1"-]";';:Nd or'l '| rd daraob a2r'? e' rs'F oLr'ro i"

, ::r l:'5:,', flifJli.-,ili;:lrr.:.;.':r $'"1,1

" llil*l,'ffii:ll'J^'"lj!9; '"'''*, , '''' B-vP'| de r'PiLe r''r-r7e

i:''-'::l'ot.." Ld '*i'm uoo?o" 1sa'-Fidrus' L o -e*r d 's''600'

tJ;:5::;:::nli.r::,1?l":lxl;ii;"j"''" ' " '"' "''" '--g::"1'll';,1"'J"l1#'i"-"f":i' 8Jl:;.-" ' r^"dd DonpeF ror

'Ie::i;i#":r; .ilii';.';;.;r.q,...iq"*..q vo \ewz"rad au. !

1987

36.

31

38

149

39

4041

42

43

45

48

49

50

5l

5253

54

55

Uoi Mceplii ptivjrd Voteclia seisnica a sttuclutilor

Robinson, WN, Greenbank, LR li Enrusion EdeGy Absorber Suilabe for lheProtection of Slruclores oung an Eadhquake lnlemaliona Joumal oi EadhquakeEngneednqandStuclu6 Dynamcs,vo.4,iL3,NY 1976.

Pa'-op.F. C!"_eL" iro' E€' - l.p Vplrg\ - l'at trg 1066.

Sadek F., l ohmz, B, Tayor, AW, Passive Ene€y Diss pation Dev@s lor SesmlcAppications, Buildnq aid Fie Researh Labo€bry, Gathe6brg,l aryland Nalonalhslitute olStandadsandTechnooqy, NIST R 5923

Slims R , Bek JL., Bywfr, GN, A tradia Syshm ior bolalhg Sbucbm fro.n

Eadrquake At&k, nbialonal Joumal tor Engiieidg and Stlctu € Dynaml6 wl. 1, I 975.

Skinner, R.., Kelly J[4, Feine AJ. Nyslerefc Damperss ior Eadhquake RessianlStuctures Jouma oiEadhquakeEfqrcern9andStucturalDynamcs,vo 3 1975

Skinfer, R.J - The Periomane of F exiby Mounted Equ pment and Stuclures dudngEadhquakes - Reporl No8ll01 Unwrery ol Ca lbma, Bed@ley - EadhquakeEngiieddng Research Cenlerseng, T.T. aid c.F. Dargush (199/), Pssive Ene$y Dssipalon syslems in

Slrlctr€ Enginsng, W ey&Som NewYorkTeprkga ., Berce P. Achimat Gh., Exladaea mela€lorla @, Edl0E Daca Clui

layor, DP. Cofsiantinou M.C, Fuid dampeN for aplicatioN of sesmc energydissipat on and eismic soation, Nodh Tonawanda layor NewYo Dev@s nc,2000Toda CoQoralon, Base $laton qsbm, Seismc lsolalon and Response ContollorNuclear and Non Nuclea Structurcs Special ls$e for the Exhblon ol lhe 1l lhlilemalonal Confercn@ on Strucluial Mechanbs in Reetor Technology (SM RT i1),Augusl 1 8-23, 1 991 Tokyo JapanTsa, (C Ch€n, N.W, Hong, CP. Su, Y F , Des gn oi Slee Traiguar Plaie EnerqyAbsotue6 for Se sm c - Resistant Connrudon Ea.lhquakeSpeclra,vo 9,no3 1993.

Tter, R G, Damping n b0 ding slilctu€s by renas oi PTTF s dinq ioinls, Bu leiln ofNew Zea and Soc ety of Earlhquake Enginsng, w 10,1977Wallef, R A, Bu ding of Sprngs, nlemaliona S4des ofMonog€phs I CvllEngineedng,vo 2 Pe4amon Pre$ 1969.

!444&&!3&4idl3&!3t?-Yass El Husse ni, ., A New V s@ Pas[c Device for Se sm c Proleclon of Slruclures,Dissedaliof submilled to lhe laculty of the M'! da Poie.hnc m{lule and Slale

"' Depadneil oi M€chanica S.ien@s and Envrcnmenla Edgiieerig Uni@6ity oiDei ver Melhods of P red icling Perfo ma I es oI Bu mper Enee y Absoibeb I Aotomobilecollisons €porrto nsu€nc€hstbtetorHighvaySaiely, 1972

' ' ', Kajina CoAoEl on Practca Appli6l on of Seismic Response conltul syslem and

lslaliof Syslem, Sesmc soalon and Respons Conlrcl ior Nucled and Non NucearStruclures, Specallssue ior the Exhbilon oi lhe 11 th htemaliona Coderen@ onStuctuG M4hani6 in Readoflehmlogy (SMIRT 1ll Argust 1&23,1991 Tokyo Japai

150

Ptota I a se i rk b a a.h p, ve

,-DC!La!.od4r

PROTECTIA SEISMICA ADAPTIVA

O1 ASPECTE GENERALE

trff i,:,.,"ll 5i'i$t*{.i':'iit'',;,dill,tr

ilr*d*yxf d;:*,,":,, j.ffi :il j::t:i,"r*,'::r,iil#:. j::

,6$fl5r#4r.+rf *t-,;';"r',ii'",ffi

frffilmnr**+f?*ilt'r#rt+l'ffi

Fig 6.

' Prhcrpiutsdemutui .u masj

---

151

l'ioi con .plli ptivln.l yoteqh sei$ice a stucdrild

In scopulrcduce ila max mum a dspunsulu slructuralla actuniseismice, s-a lncercaleQrea domeniuui d€ acodarc in frecv€nle a dispalorulu cu masa acordata prin

introducerea unor resorluf nelinare, [10].

Ulte or acesle sisleme s aLr perieclioant pdn cuplarea unor sideme de conlrcl carcasgura o crc9t€re a sigranlel in exp oata€ fala de sislenele pasive. lvla mullimbunAqi b pdvesc Ai€ducerea consumud orenergetce pdn ul lizarea unor mal€ialeinteligenie.

6,2 SISTEMUL CU 1GLD CU iIIASA ACORDATA

Exemplilicarea compordri sisteme or cu mas; acordald utilzand sist€ ulcu Lrn grad de

libe(ate dinamica esie reprezentaliva penlru domeniu, cu ioate c5 af putea parea un

caz s ngu ar fzr: apllcabilitate paraclid. Cu loate acest€a, p ncip ile pot ii mai u9or delnte es !i pol li ul lizale la ana iz€ p€lim narc.

Adaugand s stemuluicu masA acordati d n jig. 6.1 eemenlel€ de amorl zare reale ca€interyin ini f-un sistem n econservaliv, se o blin€ modelul d in fs . 6 2.

lr1

152

Frs 62 Sislemulcu IGLD cu masdacoddl;

Prctqlh seiilicA adaptivt

Sislemul asfel fomat esle un sistem cu doue grade de liberlale dinamd penlru care

apicand principiul lui dA amberl (vezi cap. 2) rczultb, in condliile aplicbrii unei

acceeral laniveulterenulLr idl), ecualra dtercnliaE de m;care:

Ir,4 U+C U+K lJ=-i,4 1 U.(D (61)

(6 2)

(6 J)

(6.4)

(6 7)

n care cu nolali e d n fis 6 2

C este matrcea de arnoniza€:

K esi€ malicea de rig dit te lal€rala:

M=[' 0lLo m.l

K [k+kd -kdllk, k, l

Temenii U,U,U sunt

co respunzeto are g radelo r

vectorl acceler4iilor, vilerelord€ lbenate dinamicb ale modeh] ui

€cualr ditur€ntiale se poate

stadlor apl cand unMtoare eface ulillznd ,lime hslory'sautansfomad de vadab € El:

t

(6 6)

9

{6.{r}

.,{;t}, ,={;t}ii=li'(t) l.tij.01

run(a de hansfe' H(sldal; de e"pres atl

H(')=9

153

Noi cDcepii ptiekd prctecta seiflhi a stuchnilol

F(s) este r'ansforri.l, Lap a@ aIin care x(s)excitat eili

Je"

Je "'

odoodci

este lransfomala Laplace a raspunsului

x(s)=L(x(t))=

FG)=L(f(r))=

x(t) dt

(0 dl

(68)

(6 9)

Penlru exempliflcarc s-a facut analza unuisislem cu 1GLD cu masa {M), frecven\apropde de 1.0 Hz 9ifradunea dn amorlizarea critca de 1%. Slslemului s-a ata93lTMD'u cu mase (m) variind de la 0 a 20% din masa (M), a carc fiecventa propre afost tol de 1 0 Hz iaf fracliunea dn amodzarca cdticd de 10%. Studiu sa efectualpentru acliunisinusoldale cu amplitudinea de 0.39 aplcate la baza acestu a, la carc

dorneniuldefrccvenlearoslinjurulrrecv€nleliundamenlaeasstemuluculGLD(0.8-1.2 Hz),lis.6.3

I

12

10

8

6

2

0

Fig.6.3TI',lD-ud la

m/l\,4

V3lala raspuns0lu unuisstenr cu lGLD ech palcuacliun sinusoldale cu ftecvenle cuprnse ntre0.8l.2Hz

154

Ptut*ll a s eisnic e a d a pliv a

Graicul d n fg. 6.3 araE sensib litalea sisteme or cu Tl',lD u in rapo( c'r masa ataqal

(m) $i toecvenla exc lalie . l ai mult, T[,lD-ur cu mase micl in rapoft cu masa s $efiuluL

pot avea elecle nesemnlicalive, chiar in cazu in care sunt echipale cu arnonzod la

care fract unea din amodjzarea critic, esle loarle mare I1l.

n llerctura de soecia itate sislerie e de lp TMD sunl stLdiate in mod curenl pe baza

variat""i lunctei de transrer in rap0ft cu pulsala lorlei p€durbatoare pdn aga numit€le

dag€me Bode, [3]. Penlru exernpLiicare, in lig.64 este prezenlat raspunsu un'ri

sislem cu lGLD cu frecvenla de 1.25 Hz gifradunea din amoi(zarca crlica 2%, echiprt

cu un TMD la care masa reoreznti l% dn masa sislemului Elementu alalai are

frecventa 1 2s Hz Fi rraclunea djn amrlizarea critlci de 4% I8l

9

r0i

giiara TIVDFiq.64 Rdspunsulin lre(venlaa unu mod€lcu IGLD.u

Analzend das€maBodednfls 64esle €lcienl doar pentu un interua

0,95 ln 1,050, [8].

se poate constata ci un sistem echipalcu un TMD

red0s de trecvenle d n zona rezonante 9r anun€

Aplicand unui sslem cu 1GLD cu lrccventa de 1Hz I fractiunea din amorlizarea

crtd de 1% actiunea cuirernurului ElCenlro 1940 in acceler4iiscaHa la 0 3 g, fLg

6.5.a, s'a oblinut raspunsu din ig 65.b. ln cazu inlroducerl unui TMD cu masa de

10% dn masaslructui, cu fEcvenla lHzsilm4iunea de 10% s'aoblinuto reducere a

rdsounsulul stuclurii in accelerall cu crca38%, fg 6.5.b.

155

Noi co .epfi ptirkd Note4ia s.ituhd . slructuilor

=

F

8

0.59

rlslb

Fg 6.5 Raspunsul ]n acceler4ii a unui sislem cu l GLD cu 9 rara Tl\,lD

la acljunea culremurului El Centro 1940 sca ala la 0 3ga. accele€lialercnu u, b. respunsulsslemululcu 9ifir; TMD

6.3 SISTEMUL CU nGLD CU IIASA ACORDATA

n cee rnairnul€ cazur TMD-urile sunl utiizale a cladid inall€ (cu maimute gmdede lbedate dnamici)penlru a dminua din elecle e vaniu ui Asuel, un Tl\,lD poate

sa jace r0lde rea?eanr la 0 clSdire inalllS d rninuand d€p asArle d n rafalele de vantcare pol li deiavorabile iunctiuni cled i, ig. 6.6. Datorta ine4ie sale TMD-ul nueste deplasat de acliunea vantuu care acloneaza asupra cadirii iar prn lesitufleelastice dinlre cldne 9 acesla se lmteaza dep asarib la paftea superoad a

cEdri.

156

Prcle4h seisnnd adtpive

TIVID

b.

Flg.6.6 Eiectulvantu uias'rpra cbd rlorinaltea. cladire obignuitd, b. cladire €chlpate cu un TMD

lmb0niqirea compodirii unei clEd ri se poate ia€ Si prn d spunerea de Il'ID-ur pe

toatd helimea cdiri, sau mai nou acest€ dispozitve pot avea 9i un control aclivasupra rgidla! egatud orcu slructura pentru limlarea dep asdrilor. Aia cum s-a adtalin cap. 1, asfelde sist€me se preteaza sau mai bne spus sunl rcaizabile pentru

contro ulacliv ca unnarc a consumu uieneruelic redus.

Dacb analz,m din puncl ce ved€re dinamc un sistem cu ma multe grade de liberlale lacare sunt alagate Tl\,lD-ur, ig. 6.7, ecualia diferenlia a de migcare scrse sub fomematdceald este cea d n data de ecualia (6.1).

Maldcele cornponente ale ecuat ei d ferent al€ (6.1)p01fl slab lite penlru modelele din

lig 67 asemenAor siluatei sst€mului cu 1GLD, vezi pct 6.2, sau prin decup ar€a

sislemului de ec0ali tl nlroducerea termenior albrent Tl\,lD-urilor, rigditatea 9respecliv amortizare, fecarc €.uat i in paf€.

157

tloiM@ n Nivkd Note4ia seinite a stuchnild

F 9. 6.7 lvlode eie struclud or cu

a cu unTMD, b cu Tl\,llud

Stud e eLciuale pe un sistefi cu 3GLD prin inlemed ultuncte de tmnsfer (vezi p€I. 6 2),

unde a hst aplcala o aclune amonid cu pulstia cupdnsi ir'l€ 15 9i 20 €d/sec, s aoblnulraspunsu a ulinrul n ve] sub lorma diagBmelor Bode d n fg. 6.8, [8].

.r:---,---j

P! e'ie (.:d/9

--TMDU ra ! limele doua ni€ ur

--TMD.ur Pe I eere n wlamrde h

Fis. 6 8 Rispunsul in domeniul lrecvenlei (acceleratalerenulu rapoftatea acceler4ia slru ctu rli) pe nltu cazudle co nsid erate

nGLD cu TMD uri

935

225

e,0

r53

tuote cth s aisn i cd. d aptM

Caracle slicile dinamice ale sfucluri sunt Tr=0.363 s, Tr=0.103 s 9 T3=0 061 s. Tl',lD-

urle apllcale pe diversele grade de ibetate au avul asade l% dn masa dructurli, arcaraclerlstca de frccvenla de 0,99 din modultundamenlalgiiracljunea din amorlizarea

Evdent c5 dn puncl de vederc seismic o analiza pe baza un€i acliuni arnonice n0poate f concludenb In cazul unu sislem cu nGLD'ur este posibi ca efecle e

modurlor supedoare si lie irnpo(ante iar n€racordarea ca€cledslicilor T[4D-urlor a

caraclerlstc le sistemulu sd conduci la eiecle defavorab le. De aceea penlru proleclra

a acliuni seismice a construclii or se prefere var anla unor sislerne cu mase acordale lacarc caGcledslici e sd fe conirolale acliv.

6,4 APLICATII STRUCTURALE

Penlru prima dal un TMD pentru

Canada, p€niru antena CN Tower

protecle h vant a fost nsralai inTV care are inilmea de 553n.

1973 a Torcnto ln

ln cazulcididlof, pdmele aplicali au fosl in Slale e Unite ale Ame c . Aste in 1977 afod real zara la Boston c adirea John Hancock Build ng cu inal mea de 244 n, carc a

fost echipata cu doua TNID-uri de 300 I iiecare cu frecvenla proprie de 0.14 Hz 9irrac(iuneadin anortzarea cdtcZ de 4%. Un an maitarliu, in 1378, esle dald in folos nlda N€w Yo* cl;dirca Cily COa Cent€r cu inetimea de 278 rn a carc sistem0l TMD are

370 t ti o frecvenle de 0.1 6 Hz, [4].

Urmatoarea realizare inleresanle esle Cente|point To!\r€r, din Sydney, Austraia, cu

inetmea de 324,8 m realizatln 1987 fi9.6.9, I2l. TMD-ul esle situal a cola 256 m 9iesle conslltuil dinlrun rczervor inelar de api 9 o masa suplimentare de 40 de lones uat la 165 m, a nlveul nelului intem€d ar de ancoraj cu cablur. Mbsuraorileefecuale asupra rAspunsuluila vent au adtal r€duc€ri cuprinse lnlre 40 t 50%.

ln momenlul de fata €xisla in lume numeroase ale cEdiriinalle doiale cu Tl\,10-u

bazale pe diveGe principi. Printrc cele mai nler€sante s€ numed gicl;dirca cu 37 de

nive uriCrysta Touer din osaka, la care grculalea masei acodale d€ lip pendulesle de540 de tone ti esle sLrb foma unor ezeryoarc cu cdslale de ghe4e Constructa a fosllna zata in 1990.

ln liieraiura de sp€.ia ilate sunt prezemale o mulitudine de combinalii de sleme cu

ma$ acordata: MTI D ceea ce inseamna TMD-ur mu lip e, DTI\,ID - TMD-ur disldbuile,MDTMD car€ au lrecaenlele propril dislr buite in jurul trecvenle or prop iale conslruclieisao TLD in care masa este conslitu l5 d n lichid

Asfel la aeroporlul Nagasaki din Japona au fost aplicate pentu pima dalS in 1987prime e TLD-uri in numir de 25, cu o grculate de c rca o lone gifrecv€nlZ propre de1.07 Hz. Uledof,lOtln Japonia a fosl rca izal Yokohama Maine Torer, cu lndltmea de

105n. a care s au ut liz3l 39 de TLDa circulare cu f€cventa de 0.55 Hz.

rt€

Noi @rceplit Uiind Wteqia seisnict a sttuctutilol

324.8 m

256.6 m

215.0 m

1650m

O €€lbarc spo.laculoas, in domeniul mas€lor acodate esie cea ap cala la cEd rea Taipe101, dn China, or inalljmea de 5!8 m, inclusv antenele, ce a fosl ech pal cu un TMDsuspendallaulimieni!€lui,fs. 6.10 Fl

Fs 6 I Cenlepo nl Tower din Sydney Auslralia,

160

Fs 6l0CEdireaTaiper I01 r TMld aldqall5l

Prcte4ia seisnica atu ive

Du pa cum se poate con stala dir calizddl€ de pane ln preze nl aplicab litalea T[,] D-urilofla c ddidle inalte au rolde prcteclie la acliunea vanlu ui deoarcce contnutulin frccv€nteal une aclunisesm ce este mult maivadat decat aluneiacliunid n vant dar 9i mai

bog al in corn p0 nenle frccvent ale inalie. 0e aseme n ea, Tl, D-ui e acord ale a frecvenFfundarnenbE a slructdinu au efeclin cazulmodur orsuperioare de vbrate, ceea cedelernine impos billat€a asgureriiunu conlrolla acest n vel.

Aceste elenrenle a0 condus ia adaplarea TMD pentru ap icalii sesmice, apdrandconcepiele amintte dela de T[,]D neiniad sau uttarea or ln cadru sislemelor deconlrol acliv sub numee d€ disipalor activi cu masa acordaiZ, AMD (aclive riass

Pdma cledirc cu Al\,4D-ud a losl rcalizau in Japonia in 1991, Sendagaya INTES OflceBuiding, dotatb cu un dispozitv de 72i 9 o lr€cvenlS Foprie de 0.59 Hz.

Pin;in 2004ln Japonlaexislau 40 de conslrucliechipate cu sisteme cu ma* acoda6aclive qi 1 3 cu s sleme s€miacl ve, [6].

Cea ma lnafiA cledirc la care sau uliizal 6tiel de dspozitve esle tot in JaponiaYokohana Landmark To\,/er din Yokohama, culnallmea de 296 m, rcalzale in 1993 9echipaia cu doua A[,lD-uri cu fercv€nla de 0.185 Hz I o lreutale de 340 I fg 6.1 1.

A[,1D Yokohana Landmark To\,!er dinFig.6 11 Cea mai

161

llol @nceplii priind yoLclia s.inicd a stucturilor

Pe hnga clad i exista in lume numercase podurj edipale dl-lMD-ud. Rolu ace€u dbrczitveesie ie Fnlru a disipa eneqia iMusa de vant sau din lrafcll pelDnal. In fu. 612 e6le

prczeniat podul p etonal de pe Sena din iali bibliotecii Franqois Mitterrand dotal cu un

Tl',40

Fig.6.12Podu pieional d n Par s de pe Sena dotal cu un Tlr,lD

BIBLIOGRAFIE

1.

2.

3.

5.

6.

9

FliioY,SengT.T,SpenerB.F. Shclu€ Contol Basc Cofepts and App calois.liPm€edngsof rheAscEsbucl0rcscongBqch€go, inois l996,ApilGhosh A. Basu 8., A closed.torm oplmaltun ng crltedoi for TMD n damped slructurcs,

St uctura ContolandFealhMonlor[g v 14,no:4,JohnWiley&S.is Lld 2006

HarsCy. M , Shock aM Vib€liof HaMbook, Mc Grcw - Hill Fo0dh Editon,1995htlp/ns*.be eley.edu/pr6ysitunedhtnlhtlp //ef.pikipedia oru/w k /Taipe -101lkeda Y, Aclve And SemiAclve Conlro ol Buididgs ii Japan, Jouma ot JapafAs$cialion lor Eadnquake Eng neeriig Vo .4 No 3 (Spec al lsse), 2004

Sadek F, Moh€z B, Tayor, AW, Chung, R.M. A i\4ethod ol Estimalng lheParamelers ol Tuned Mass Danpe6 ior Se snic App €lons Eadhquake Efgfeerngai Sltucb€l Dyianics vol 26, 1977.

Seplimiu, G. 1., CresieEa siguEilei consltuclilor amplasale in rcg un seism@ plnspoirea capac til de d siparc eneqelic, tezd de docloral UN VERS TATEA

TEHNCA'Gh Asach a9, F&ullalea de comLuclr s nsla alr,2004Soong TT, Acti@ sttuctuGl co m theory afd pGcl@ Loidon^ew Yo*:

Soong TT., Daeush, G.F Passiw Eneruy Dssipalioi Sysiams I Structu€Eng rceing, Depadmefl of C vil Engine'ing, Shle Unive6ity of New Yo alBuffao,

I62

IZOLAREA SEISMICA A BAZEI

Z1 ASPECTE GENERATE

0 strucluri izolatd seismic ar€ in componenla sa un sislem de mecanisme cae asigure

desprinderca conslrucliej de leren Ac€sl lucru se r€alizead prn intermediul unui

' agri carc pemite struclurl sd se deplaseze liber iaF de iundalie. n felul acesla.le!d indlr, oe c"rrer tr rL na druaeo/;d.; ltrd4ai'1"r, n n!; n;st€suprastruclura asliel ca se diminueaze subslantal efectele asupra ansamblului$i mai

ales asupra nediu ui adaposlit, lig. 7.1

a. c adire obi9nula b.

163

iloi chc.plii Viind vole4ia seisnici a sttuctutilol

Uneo pe hns; 'ladrul'care assur5 r€zemarea construclei, sunl interpuse o ser ede alle componenle cu rolde d siparc a energ eiti de lmitare a deplas5dlor, iarincazul slructurlor , nleligente 9i servomec?nisme cornpuierizale care umdresc Ai

corecleaze r,sDunsu slructuril la acliunea seism c:.

Un reazem ulilzat la izolarea bazeitrebui€ se asigure deplasarea orzonbh a sllucturiiin raporl cu lundalja giln ace a9 limp sd aibe o fg dilale venicala rnare peniru a evitaaparlia posibl€or ienomene de balansare. ldeal ar f ca rearemulsA pem ta slruclur$ ramana ln repaos in conditiile deplasaiilerenuluica urmare a uneiacliun selsmice

Evidenl, un reazenr care ar avea componamentu unu Lagar ideal, este mpocib I de

real zat, orice reazem avand o anum ra rig ditate I3l.

In ipoleza realzrri unui reazem ideal apar inse o se'e de dezavanlaje penlru

echipamenlele c;did ca umae a deplas&lor elatve mari lntre supraslruclud 9iinfraslructu ra Din acest moliv rig id late a un u reazem treb u e corcla6 !i cu ce ela lecomponenre ale constru4ie cum ar i nstaalie de a menlare cu ape I energie

electrc5 canalizare incalzire €lc

deea izoldii slruclu d or a acfunea seismid nu esle de daE re.enld, avand o vech me

d€ pesle o sut, d€ ani. In anul 1870, IrancezulJules Touailon a depus un b€v€l la

Bnoul de lnvenlii din San Francsco Ca fomia, cupdnzand un sslem de izo are aslructuricladirl de tundalie prin nlernediu unu laga'cu bie fg.7.2 [52] Acesl

sistem anlcloeaze numeroase ale sisteme de izolare s€ismca exstenle in lume sau

lihilld Strtrs prto|rl du/irP,

,h Wr !*r*/ Ei i,rp

@.c o@coCC ffi'

une cEdid zo ale seismic l52l

164

Fg 7.2 ftmulbrcv€lde hvente a]

Kelly J l\4 I29l semnaleaza, acordand pdo tate, un sislem propus de un med c eng er,pe nume Calanlarienis f9.7.3 din anul1909. Sislernulpropus uli z€az; aceeai ideeadecup eril struciui de fund4ie prin intemediul unui siral d€ laLc. C€ este de remarcal la

aceasli prcpunec esle descrierea foade minulioa$ a elemenlelor componenle al€

c Sd r i lr,iv d hsrala(ilor' d,e,un ade,vdle Lne tolJri se sr ce

I]NTTDD STATES PATENT OITFICE.

1'

Fq T3Breveluld€ nvenlie a lui Calantar enls [s]

165

^hi Mcepli pti(kd

'rcteclia seisnicd a sltuctuntol

Ca reallzai practlce in izolarea seismicn, lol Kellv I29l semnaleaz' cledirea lmperlal

;ole' rea' /ara de F€_r -'oyd Wrig"l n dlJl l92l ld To vo d care sa nl/ar u1

sislen oe tu1dare pe pio! scL4riralipe srdtuloerc?l bun darorila lapt'r ui(; dralul

supe or era n€.onsolidai, fg 74 De remarcal este laplul'5 acea$a $rudura s_a

compodal bine lB cotremurului devaslator Kanto d n 1923

Fig. 7 4 lmperial Hote , Tokvo realizal ]n 1921

de Frank L oyd Wighl

n decoEul an lor au fosl brevetate sau realzat€ n$n€roase tpui de rcazeme penlru

izolarea baze la care, pentu realizarea lagzrului au lost folos le bile, rcle a9ezate p€

doua dnecti, elipsoizi penduliscu4i stalpipendulad' ba€ de susp€ndare, supralele d€

lunecare, reazemedn elaslofied, arcur etc

Probcfia h actiunea seismice prin slslenre cu o comporlare asem'nabar€ cu zola€a

baz€i;e reqasesc la muLle conslructlilnca din antchitate Asfel unsstemdeprolec\le

descop€rl ia conslructrile vechi esle cel utiizal la lempluL grec de la Ponlicap€a, dn

reg unea stamtoril Boiibr, a nord de Marca Neagd, secolul lV V ien,Jig 75

T 5 SsternLrde i rode rr lzal d emplu gre.dela Porticdoaa

I66

La templu grecesc alorasululChokrak de pe 'nald

medikov, conslruit dn secolu alll ea, i.e n., a losl rea izal prln introducerea la nivelul fundaliei a doue $ratur de p etds,unul de d mensiuni mij oci ar ce de al doilea din pietrs marunt lig /.6, lar o so utleasemanftoare s'a foosil a proleclia seismca a amlilealrulu lui Flavu dn Rona,cunosdrtsub nLrmel€ de Coliseurn, realzatin seco ull, i.e.n.

Fig. 7 6 Sisle u de tundar€ la lernplul grececc al orasului Chokmk, s€co ul al ll lea, Le.n

n losta LJRSS s-au facul numermse cerceEri in donreniul zolarii seislnice a bazei.malerjalzate pdnlr-un num,r mare de brevete de invenlie astfelca prina conslru4ie deacest lip a fost reallzal; alci 9i este o clidire de locul cu irei nivelui, din zdere decaremidn, construlS a Ashkhabad in 1959 carc uliizeaze suspenda@a slruclud inrapon cu fundalia pe bare din otel cu arcui la exlrcmili!, lig. 7.7.

Fis. 7.7 Prima conslructe izola6 seismic, Ashkhabad in 1959

I67

Noi conceplii qMnd prctecfra seiflici a structurllol

acestu sislem denunil Si reazenr pendular suspendal, estefs. /.8 Rolu arcur or este de a permile mobililalea iijeor''a1snrcrcLn o.T aaebnudlord.rrc.fla9 supranr"ftra

Dupecutemuru dstrugalordin1969d€laSkopi€,dnfostalugoslavie prin intermed ul

alutoarelor ntemalonale sa coslruit pdrna c6dirc izolaE seismic pe reaeme din

e astomeri Sclala Nenr Pestalozz , fg. 7.9 l48l

L'g /.8 P.1cip r ldeiunctnna e a rFa ene or pe_du are ( lspetale

163

E:9.79 ornri cEd .pF ryenF dinearrone' $u.dla Her Pe.ldloli. SlopjF

Pe l6ngb sislemele de 20 are se sm ca cnemaiice 9 cele cu reaz€me d n elaslomeriinlllerat0 ra d e spec alilale, rcprezenlau ma ales d e brevetele d e invenlie, s unt prezenlale

o mu lilod ne de Ele soluli. Multe d nlre acesie propuned au dmas doar la sladlul de

brevel de nvenlie ne g;sindu $i aplicabi ilatea pradice.

Asife, soulie ini€resante esle t cea pmpuM inlr un brevel de nvenlie amercan 1211, inca€ ciedirea esle amplasaE pe o nsub plutitoare cu elemenle carc ii pot asgumstabilltalea, fig. 7.10.a. Tol in cadrul aceluiagi brevet se prcpun€ p€nlnr cl;dirile igide,dezvoltale numai pe pa(€rL amplasarca acestora pe un slral speclal dn rnalerialgmnua amestecat cu arglr, ig 7.10b. n cadrul b€velului sunt deralate loaleel€menle conoonentele celordoua s steme oroDuse

a. b.

Fis.7.10lzola'eas€smceprninlemediu un€ insulepL{toarela.)

$ a unuislntd n maleda sranular per ru cEdiil€ dside (b.)

Componarea buna a unorchdr cu parler llexibii a actiuni seismice, la care $eipiaufost bine exculali a condus la ideea izoEri bazei Dfln nlem€diul aceslola. ln acestsens exislS Fopune in care se suplimenleaz: o siruclud cu dalpifexbil la panercuin laloarc 9ieventua sisteme de dsipae de eneqie obllnandu-se astfellzo area bazei

Pe un principiu asemanaror esre 9i brevelul de invent e d n flg. 711, 1281. ln acest caz$alpii flexibili sunt arnplasaliin zona centrala 9i penlru evitarea piedeii de slab itate s'a dispus un planqeu nlem€d ar, iar pe p€rleria conslructieisunl ampldat stalpisc04icare pot g sa pe o supiafala cu teflon avand !i un nel perifeic din e astomer pentru a

se as gura reven rea pe pozit a in liaie.

169

Noi conceplti pnvind prctecla seisnict a stuctutilo.

Ilexib li

PLAIlqq

F9 T.lllzolareabrze pesrelp flexib il28l

TabelT I Princ palele ealz; domenrul construc! or solatesesmcin lufle

REALIZARI

nslalate de Dre ucrare a conbustibilu ui nuclear

ncdrcatorcu carbune a uneinave PdnceRuoenBCch ncdrcatorcu minereo bruta une nave, Goacolda

China 2 ocuinle(1975)

Beiiinq {1981)4 locuinte (1977-82)

Scoala cu lreinivelur, Lambesc (1978)

lnstalalie de slocare a pierderl or de combuslibil2 cenlrae nucearc, Cruas $l Le Pe nen

ruc ear (1982)

Grecia 2 c;diriipenlru b roui Atena5 podurl

Centa a nucear;, Kuran RverCladire co 2 nivelui (1968)

ScoaE cLr 4 nivelur {Mexico C lv)CEdredelocuinle

Sovi€licd 4 clid r, SevaslopoChd re cu 3 n ve uri

se sm c laAshlhabad 1959

Scoa i cu tre niveluri, Skooie(1969)

170

7,2 SISIEIIIE CINEMATICE OE IZOIARE A &qZEIDnlte sirtene,e de,zotz.e s"r1.ta td rive,I ba€ raat.zatF Innu r{eF irnddlir div.sfar" fo.n^ mar.conceperc. La baza sld conc€ptut tui Touaillon brev€lafin 1870, n9.712.

Ftg. 7 12 principiut de funclionare a sisremutui Toua lon

. a Sevaslooo 4 roL rer'irle i" ,9-4 de Lrre Nrn lr5. J7 38 JoJ. leicEoin (ae

il:ff.fi,;tl , '*,*.u 'o'a e€vralo"ar. oe ;sdo r,- "e

i,a?" u1,, o€"e,

Dicrp,uldp rLnclbna,ea eazene alanaiF colceprooe \a7r n,oc I esrA luprdt4aslerrcr rr ure 4a aro,asat; D,d ,9. i 3.a. cu o 5Jora,ala pt.a i" ca.e er"nrenruronenatc FsG o oorlre oh r-o bi.d. . q. 7 I 3 b. Aesr pmLed€L de |7ota.e r.Em,cdc nerna c, maipoadi denumiea de sdemgrav,tational

Fig. 7.13 PrincipluI reazemelorcnenalicea bila in cavit:t stuice, b eltpsoid pe suprarelane plane

b

I7l

Noi c@@pli prtukd prcte4h seisnice a slretulbl

Pdma construcfe realizals de Nein cu destnatia deS€vaslopol 9i utlizeaza elipsoizi din beton amal, ce

baza slruciurii,lis 7.14 [37].

\ 0ta!l!l!lul

Fig T.l4Sislemulut izallaprmacedneizoateseisnrcpereazemecinemalce a

Sevastopol, bazala pe brevelul lnregistral in 1 972 de Nazin I39l

cEdlr€ de locul P+4 a fost lasunr amp asalt inrre iundalie 9i

Sislemul g ravitat ona de izolare ulilizal esle compus dintrun n0m,rde 6800 e ipsoiz cuin;ltirnea H.5€ mm 9 diamelrul D=30 mrn, avand deciun rapon ! = H/D=56/60=0,935Perioada proprie fundamentaE a clZd riia fost de 1,28 s elpsoizipemIo dep asaremaxima d€ 80 mm Suplmeniars-a introdus 9 un dispatorde energielipcuv;cu nisp,care asaura o fo(e maxim, de frccarc d€ 167 kN.

O ati chd re de locuit cu opl nveluria fost construU lot la Sevastopol, tolos ndu-seaceasia dala un sistem de zolare gravitalional compus din slalp penduari scu(capete srerice, [40].

Pe oada prcpde fundam€ntal; a sslemului izolal este de 3,1 s, mult mai nrare

decat peroada amplasamentuluicare este cuprnsi hlre 0,15 9i0 25 s saufatAdeperoada proprie a clad ri cu baza fixa 0,35 s. Capetele stalp lor pendulari scu(i augeomel a unui sferoid cu dianelrul de D=500 mm 9i inaltimea de H=425 mmrezu[and Gpodul f=0,85. Diam€lrul staip |ol scu4 esle de 117 mm s nemul riindrea izal prefab cal prin concentrarea lnlf-un singur boc a lrei elenrente ig. 7.15Deplasarea maximi adnrisE a sistemu u este de 3,1 cm, iar i04a maxima adisioatoruluicu nls o este de 257 kN

112

endull scudit ,i.

F9.7.15Infraslructura chd rii pe stalpi pendulai scu(

DacA analizdm prnclpiul reazemul0 cinematc gravl4ional brevetal de Nazlm,

conslalirn ce inainle cu doi an,ln 1970, in Elvelia Mitlerbacher 9i Zimmermannin€gislrcazi un brevel ln care prcpun atat reazemele de iip e ipsoid cA qi c€le de lippendu scun,fig. 7.16. l34l

9

ES /'6 B€veu n€q r?r h 1970 oo Vde'oac'er 9 Zn 1 en4 n llll

Iot pe slalp pendular, dar l0ngi amplas4i la nivel0 paderulu esle cea de a treiastructuE, fg.7.17 $alpiisunt ixal la enrem 6l in carcase care e pennll rolirea, iarcvenirca sistemuluiesle asigurau de un ineldin elaslo meri a mplasat in carcas;.

113

tloi .@ceptii ptivind oleclh seisnice a stuchmlq

Fg.T.lTSlructurapestalp pendular laSevaslopoll3Sl

La no in lar. au existal lreodrDAriin domeniul zolbi seismic€ lnc6 dh 1978 cand aFacultatea de construclil din la9i Tn colaboEr€ cu INCERC laqi s a etectuat un ampluprogram €xpe menial. Cu aceasta ocazle s a rcalizat ti pimu brevel de invenlie dlnRoman a in acesl dorneniu [41].

Ca o consecin\e a acestor preocup& , la la9 , a fosl realizau pdma const'uc\ e izola6se sm c din laa amp asate pe reazeme cnemalice Constructa€sle un blocde locuintecusubsollehnc parlerlipalruelaje fg.7.18,cudimensun einplande14,0x20,6mti a tosl prcieclat de un col€.liv de inginer de a lnslitululde proieclari,Habilai la9 lncolaborare cu INCERC lagi 1321. Sstemul utlizat este pe reazeme cinemalice de tpellpsod, ig.718.

Fig.7.18P na clEd re izolatt seism cdin Romania s tuate

114

Caractersticile dinamce ae terenu ui de i'rndare rndsurate in amplasament au rosi

- peioada delibralie 0.20 seci- capacitalea de amodza.€ a miqdd sesmicedec51r€leren6.043%;- vilezele undelor princpae 9l secundarc in slralol de fundare 520-700 m/s 9iresp€cliv 260 350 m/s.

Slructura de rezislenF este abAuita dinton ansamblu de perel iransve|sa i

longitud nali legali orzonta prin plangee din belon aniat prefabrical.9l

Penlru compararca modu uide componare a acesleicGdiri, izolaie seismic,ln inediataaDroDrere. a cca. 20 m. a fosl construib o cEdirc ldenlic neizolala seismic.

Reazemele cinematce adoplale pen1ru izolarca seismicn au foma unu cilindru cu

inetimea de 40 cm 9i diamelru de 30 cm gicu dorD calole sterice cu raza de cudud d€40 cn. Penlru izo arc s-au ulilzat 552 de pendulil scu4i din belon armal impreund cu un

sislern de amo(izo d€ loc amp asatl pe metral la cca. 1 00 rn dislanli, pe orizontaE,fig. 719. lncercir b expednrenta e au adat cd s stemul pern le o deplasare relativi aclidii de 12 cm. Clddirea a fost oroieclala ln 1985 s a fost linalizai: in anul1988

Fis.7.19 Slslernulde izolare la blocul de locuinle d n laqi

Degiln momenlulde fata ceb doue bbcu nu sunl monlorizate, investgatile efectualedud culrcmurul din mai 1990 care a avut epcentru 1n Vrancea cu masnludnea de6,5 - 66 9 intensitale 7 pe scara irSK, au aralal c; in blocullzolal seismu nu a tostsimlil conparaliv cu bloc'rlvecin unde locatari au airmal ca 9ocul a fost p(emicresimlit

175

Noi concepli prtuind prcle4ia seismicd a slrchnilu

Prciecianli cEd rii anrma ce de9 acest expednrent a neceslat coslw mai marjcompaEliv cu solulia casca, acesla este compensal pdn siguranla in exploalare 9ierectele lavorabile orvind res!unsulla actunea se sn ca.

In cau sisEmelor de izolarc se smlci cinemafce de I p s6lp pendular s'au propus diverse

s sterne de disiparc de ene|g e cu tec€€. Un sislem ingenios e aboial de Nazin este cel din

fu. 7.m, [36], ln care elementele nelare dis pahare cu fe€re intr, s0ccesiv in lunu funcliede dephsirib slrucluii.ln general acegi dis palod de ene(ie sunl din beton armal9 se

conteaza pe irccarea dinlre p ese e d n beion fdre tabnrenle spec ale.

Fig.7.20 Slructud pe $ap pendulariqld s palor de enercgie cu fr€.are 136l

S slern€ e c nemalice au reprezenlat o preocupare pemanenti penf'r cei carc au umeilreducerca efectelor actiun i seism ce asupra conslruqiilor. Muhe dinte idee au dm6 doarla stad ul de brevel de invenlie n€ gis ndu-qi apl cabilitat€a pract c5, fg. 7.21.

I76

Fig.7 21 Reazem c nemalc, brevet USA [141

Propunerea ame cand din lig. 7 21 esle un rezem glsanl uliizai penlru slructuri izolateseismic.slslemulpemleorenlarcasuprafeleideglisarefuncliededir€cljaacliuniiartunctonarea reazenrulu est€ asem;Mloarc cu cea a reazemeor cinematce, cuexceplra faplulu ca suprafala de slisare esle mull mai mar€. Se rcmarce faplul cebrevelul €sle deosebit de deta iat.

lzolarca baei poale l realizala cel mai smplu pin sospendarea supraslructuri pe

cablud sau liranli n lileralud sunl prezenlate o multludne de asfelde propuneriincare tiranlii de suslinere sunl vedcali sau 1ncinali. Pdn incllnarea linnlilor sislemullucreazi cu iftarea construclie 9 as Sur; o slab litale mai marc pe durala dinlre seisme.Toat€ acesle sisteme lucreaze ca un pendul l3l, ar dad depla*'ie sunl in lmitaoscila\ilor m c r gidilatea ansamblului (K) poale I calculab cu r€l4ia:

x=ltl o l (71)

ene masa inlregiislrudud izolai; seismcj

lungimea t raniulu de suspendare

Doud modur d€ rczolvarelosta URSS, I44 491

cu rEnlisunr prezenrare ln lig.7.22 il

rig 7.22 | old.eare6n ca a rrucr"ri pri. r ispeloaF cJ lranl 19

1n

Noi concep;ii prtukd Wte4ia seisnici a stuctutilol

F9.7.23l,o arca seismicd a structuriprn9 slst€m de d s pare a energi€ cu nisip t44l

Imnli

In prirLlcar frq ..22 rruclura "sle rlspendala pe rial Lrjede su.lne e sr'lrJb'on a unor n.lcuispalale forrrre disG pice.F inreDtrut. Ce de.ldo er. 19 /.23 nr.od,ce tene3.irn .renrFd ul .no F ere"eh (dorLn)cdrc 5e nrr;0 aild propunere int€resanla esle cea djn lig 7.24 unde ca umare a gredali maramp asale la baza conslruclei se asigure stabillatea ansamblului Dezavantalulsislenului sunt depa*rle marice poi apare la partea superioare a conslructei dinbalansareintmou uneiactuniseismice.

Fq 7 24 c ad re pe lundale pivoranra [3ll

Sislemu de 2olarea sesm c,la nvelulflg. 7.25, I1l poate l mndde€t ca oizolare se er ci cinematic.

178

bazei breveial de Aizenbers Nazin 9i Polakov,referinF pdvind componentele un'r sistem de

s stem des gurania

nrnnnnnn

ator li

nnnn srucufa

cinemalic

Fig.7.25 Elementele compon€nie ale unuisislem de izolare c nematc [1]

Asifel, pe hnga bg,rul care permite depksarea bazeiin raporl cu suprasl rclura esteprcUzul un ssi€m de siguranla care realizeaze o bg;lud lntre suprastructura 9nfiaslrudure 9 carc se decupleaze in cazu une actun seismice puternice Aceslsislem pemile 9i asigularca ansantluluiln cazu in car€ dep asarb depag€sc pragul

im16 s a0are iscul o ederi de slabillat€ a reazemelor cnernatce. Pentru careazemele cinemaUce sa lucreze esle necesara 9iinlroducerea unuielement e astic {deslab litate) care assurd rcven rea cl5dii pe pozitia inllial;, ia' disiparca de energle la

nivelul bazei esle realizaledeun sstemcu frccare aganumitacuv6cu nisipfarafund.

Un alt brevel de inven\e, cae ulerin s€ €g6segle prnclpia I in alte realzzr din

dornen ulizolir bazei, este 9 celdin ig.726,1431. Pdn dispunerea unor role pe douS

dircclii la 900 inire p ac melalice,inlrecarcsedispuneunrnalera spongioseastc,seasisud deplasarca pe orlce dir€clje a consiruclie izolate sesmc Male aulspongioselaslic asisure aH disiparea de en€rs e, pdslrarea d sanlei d nlre roie 9i r€ven rea pe

Dozliea niliab a sistemu ui

sistem de

Fig 7 26 Reazemcinematic pe role l4ll

179

Noi conc.plii ptivln.l Noteqh seisnici t structuflq

Datorila dez/ola i lehnololilor sislem€e cinemalicepropus ln 1985 de Zayas I28l denunl reazem pendulafBeadng'de dive|se lipuri, cu o supraqa de frecarc, cu doue

au evenir pdnlr on nou lip,cu fr4iune,Frclion Pendulum

sau cu lre , ig. 7 27.

b.

Fis.7.27 Reazeme glisante cu ir ct uneJ .dersin pll b €dlendubr q ,o'.c ed1err p . g so

Dud cftemurulLoma Pdela, din 1989, chd rea cunride apeldin San Frcncisco a foslg€v avadat, asffel cd a fosl inchls, penlru rcabil lare. In 1 993 suvemul redera d n

Slate e Unile a ocE fondud pen1ru pun€rea in siguranl;, pdn aplcarea izoldriseismice.Asiielcaln1994U.S.courlofAppeasdinSanFranciscoesteprmaconsrruclieacareau fosi ulizale reazernee pendulare cu f clune (256 de reazeme) ig. 7.28.RestauGrca inlreoi cbdiri a fosi i€rminatd in 1996.

180

Fig. /.28 Courl of Appeals d n San Franc sco,prima cEd re izobG pe reazeme pendu arc cu fricliune

Pe baza aceste experiente Eanhquake Proleclion syslems, lnc. (EPs) [26] a proieclat

9 rcalizal9 alte construclii utl izand reazeme pendulare cu licliune. Dinlre c€le rna

rcmarcable €alizdi suntilerninalu iniemaionalal aeroporlui din San Francsco careartrebuisa rczsle la cutremurc cu magnitudinea I ce s'ar pmduce a nlvelulfaielSanAndrcas, tancurle de gaz lichelial din Gre.ia cu capaclatea d€ circa 150000 mc aflatelnlrc zona seismicA mponanG, podul Bencia-l,]aiinez din zona San Francisco,

Califomia, care a fost conceput sa reriste a o acce eratie speclraE de 7 s, reazefleleau un d ma€lru de p€sle 5.95 rn (13 feel),lg 7.29, iar deplasarca lateraE acceptal6f nd de cnca 1.35 m {53 nch)asisurand o peroada prcpde de vibralie de 5 s.

7.29 Podu Benica-Madinez dln zona

9i reazeme e cu tr ct une

San Francisco, Cal fomla,ulilizat€

t8l

tbi @ncepfi ptiwd ptot*Ea ..lsnicl a sttuctltilor

Sbteme cinflal€ asemSnaoae celor ul lizate in Slate e Unrte de Amedc' au fost coneDLrc

9 in cffrania Ei aplicale G STEELPAT GMBH & CO. Pfincip ul de tunclhare esre prezentar

in fg. 7.30 Pentx slralud e de unecarc sunt uljlizaE maledab pl*lice cl] coencbt de recarercdus, avand o compodare elastopldtue b mmp€slune Pil

Fig. 7 30 Reazern c nemafc cu sf€lud e de lunecare din matedal pl6lic t24

ZZl Eemenle de calculale rezemelor ciienalice de lip pendulsimplu

Reazemulcuirecarearelabazaprlncpiu detunclonareasslemulu cinemalicpropusde Touailon. Astfel bila a fost lnocoila cLr o arliculalie din leflon sau al mal€rial cufrecare rcdus5, care unecS inlr-o cavitate din otel inoxidabil, lis. 7.31 . ln relul acesb sepoale asigura o deplasa€ imporlanG a supGslructu iin Eporl cu inlrastructura, dar9iaparitia unei fo(e de revenre, cafe esle cLr alat nai mici cu car raza de curbud a

cav lai de lunecar€ R este mai mare.

- cdiq!!4r9

Fig.7 31 Reazem cinemaliclipa. pozilia de echil bru b.

b

182

Bs

Per oada proprie de v br4ie Tcu frecare este data de relalia

sisrern amplasal pe reazeme c nemalice Iip pendul

17.2)

(i.3)

l7.2):

in

T =2n

esle raza rcazernu ui cu ffecare(vezllis.7.31)

acceler4ia gravitalionaEi

^,R

ln care G, esle partea din greutalea slruclurii alerema unu reazem

Rgidilatealalemlik,a unuircazerncinematc(vez fs. 7.32)esiedabde relata:

!J G

<- I,

F! T.32Rigdilateaunu rcazem cinemalic pendulcu freca.e

Forta de revenire F, peniru ansamblu struciur agezale pe rcazeme c nernalice esteda6 de relat a urrndloare:

[r- (1.4)

esle coefcienlul de frecarci

183

Noi conceplti ptivird prcteclh s.isnic! . structwlol

G

deplasarea laterah a reazemulu I

greulatea lnir€gii siruclu

u=zur

ln cazul asiguradi unei lunecad perfecte se poate considera (p=0)

17.5)

relat a (7 4)devinel9

'R (7.6)

Penlru o suprafala de unecare dn olel noxidablt ariculata din teflon co€fcenluldeamodzarcmaredeobiceivalor cuprnseintre3til0%.

Energia disipa6 pe un cclu d€ un sislem pe reazeme cnemalice de lip pendul cu

D = 4.!,G,U

unde U este deplasarca maximi admba pentru rcazem, f9.7.33.

17.7)

Tig.7.3) r-1erqt disipari pe r_ .'clr perrru €rTerLlr r"natiude tp pendulcu frecare

18,1

Dac, se ia in considerarc o compoturc bi nia.a de tp igd-tniar tg. 734, fo4a delunecarc poate l consideraia ca n nd

a-! G (7.8)

rig ditalea lo a reazemu uiin condil le uneideplasir maxime adir sibit€ U se poale

.g)eIr

ln aceste conditipulern defn 0 perioada propre de vibralie echivatenla T. carc esteiuncte de greotalea inlregi struclu.iG 9 rig dilatea echivaienle a iuturor reazemetor:

(7 r0)

Fg 7.34 Modelul dg dl niar penlru reazemul cinemat c pendulcu trc.are

211t=

\1.11)

G

|(.s

k. =Iho

185

lloj @n@Ni ptivind prote.tia seiflb; a sttu tur or

7.22 Elemente de calcul ale lezemelor cinemalice de lip pend ul du blu

n cazul reazeme or cinemaiice de lip pendul dublu, la car€ aniculalia mobi 6 esle situalalnlre doud cav 151i, modul de dep asarc este Fezenial in lig. 7 35.

Fs 7.35 Princpiulde tunctonare a reazemulu cinematic pendulcu tecare dublu

ln acest caz ioi(a de reven rc F, esle dal de reLalia:

E= .G11.12)

rapo( cu rrza R, €lalia (712)h, , sunl considerale mici ln9

1-G

t86

(7.13)

Cercetarile expedrnenrale efecroate a Slateun rcazem cinemaUc pendul dublu cu necare

University of NewYork din Bufao,I15l pe

sLrnl prczenlate ]n ig 7.36

!00

2,

Torr D sp a.emenr u tnml

Fis.7.36 Rezulaie e ]ncercaiiexp€r meniale pe un rcazem cinematcp€ndu dub u cu frecare [15]

125

7,3 EOLAREA SEISIIIICA CU REAZEIIIE OIN ELASTOMERI

7.3.1Cancte sticile elastone lor

Mecanismul de deformare al elaslorner lor esle rundamental diferit de cel al maleria elorclasice uliizale in conslructi. Maleralele elasiomere Dot lircDrez€nlale cafind a cdtu ledn macrcmolecule lunsi cale in uma procesulu d€ vulcanzare romeara 0 releaspatali, asupG czr€ia solic ed e mecan ce conduc a l6ns14i ale sesmenlelor releleproducandu-se concentrari, ca€ reprezhti l€nslonndr lizce La nlvelul lanlurilorm ol€culare. Explicarea ac€stui meca n sm a m n dus a apa r tia in cerceiarea fzid a ma

multor leod p vhd compoftarca elaslomer lor F, 131.

187

Noi M6 n pdvind Vote4ia sejsnicd a sttuctu ol

E astomedi pentru deiorm4i de p6n;cunoscule la lichidele incomprcsib e laegatura dinlre moduli de elasliclale esle

a 400% prczin1, panicularit4ile mecanlce

care coelicentu lui Posson este v=0.5, iar

G=E/3 17 14)

E

G

esle mod0 ulde elaslicilate longitudinal

- modu ul de elaslicilate lransversal.

Penlru defomati ma ma de 400% apare o reducere a volumulu, ceea ce conduce la o

mic$orare a coelc enl'r ui uiPoisson sub 0.5.

Modu ulde elasticitate longtudinala elrstomer or ulilzat curent a aparalele de reazempenlru dimlnuar€a vibr4ii or se cons ded de cca. 30 daN/cm,, cu mod fcd importantea lemperalur sub -200C Fol

in ca?u elaslomer ordelio neooren se consider; d Denlru incErcdd de scudadumta hun efoi( mic de rElim 50 daN/cm,, modulul de elasl citate variaza imrc 30 - 60 daN/cm,,

uandu-se de obicei valoarea medie de 45 daNicmz 1461 La indrcei de luns, durativaloarca modului de elaslicitate lrebue r€dusa cu 30 - 35% fal; de cel delern n8t

Dentu incerdr d€ scur6 dura6.

Elastome i sunl materale cae nu r€spec$ legea lu Hooke la nlci un fel de solicitare,lg 7.37,1181,ma mull cubaio4. derorm4ie la @mpresiune este put€rn c influenlalade factoru de rorm: al epruvet€, adica a mporlului dintre inetmea epruvelei 9i a a

IS8

-i9.7.?7 Cubd P ^

penru easroreri d d lene lipu' de solrita'

Penlru elaslorn€r se conslaE ce a solclarea de comprcsi'rne prez nla un hister€zis

deslul d€ pronunlal, fs.738, 1301, ce poa(d denunr rea d€ eieclul Mullins. D€

asemeneasaconslatalcaautrgidratea cattihsterezisulune epruvete depinde d€

lernperatud precumSide vleza de defonnare.

Fig.7 38 Crba P.^ la conrpresiune hisleez sul la lncarcare - descArcarc9l

Pentru slab lizarea curbei P - A sunt necesare, in genera, un numir de lrei clclur de

incarcarenescarcare, cu dlferente mponante intre pdmu qi cel dea doilea cic1u.

Aceasta sch mbar€ se datoreaz: r€amena driiinlerne a moecule or revenirea la star€a

niuaE oroducandu-se duo; mal multe orc.

Reaclja ch mica de vu canizarc continuAin Imp ceea ce delerm nb modfcad ab dgidiElji

consecinta acestuifapt frind reducerea rczislenleila inl nd€re !ia alungLila rupere.

Dad suprafata epruvelei din € astomer est€ lubrefali, relata fo(a-deiorm4e esle

lin ad p€nlru derormat mici[42].

Amorlizarea descre$le cu creslerca defonnaleiepruvelei, ar electu esle in general

neg jabl De asemenea amonzarca descre$e cand moduul de elasliclate cre$e,aceast ucru datorandu-se cregled canlit4il pol merulu de baz;. Cre$erea moduulu de

elasliclale se daioreaz; materialeor de adaos, cae insi nu modllicd amodzarcamatef alu uirczultat, darsch mbd duflatea aceslu a

Refe tor la rezislenta a forfecare a elastomerilor, aceasla esle pulemic influenlata devleza de aplcare a incarcar pentru incarcariaplcate slalic €2istenla la lorfecare edecuprinsainft 80 ri100 daN/cm,

De rcrnarcal esle !ifaplulc, vulcanizarea reprezime ebmentul pr ncipal carc poale

dF|1Tina modlici r..nndrF ir (oe.r' rl' aE . srt lorlizco-neca1.e

189

Noj c@@plii Nvjn.l qoteclia seisnici . sttuctuilq

7.3.1.a Du tate. elastonedlor

Slabiirea durilali elastomerior consla in delerminarea deformaliej elaslice reversibileprodusa pe o epruve6 de foma speclah sub o inc,rcare dala

Durlatease m;soare in srade IRHD sau srade SNoRE. Desiulor mesurabiE, aceasla

nu esle ulilzau in apicaliile mecanic€ decal cu tllu infonnaliv O cregiere a dulletamest€culu unei pies€ din € astomer cu 15 g6de Shore corespunde unei dubEr a

dg diE\ i slalice a acesleia.

7.3.1.b Elarlicitale ri moduli do elaslicit te

Relalia (7.14)esle vaab , numaiin anumle limite giare un caracler genera. Pentru a

anallza ma ln profunzime acesl aspect, in fS. 7.39 se pez nl6 curba caracleislica 11a unel eptuvele din e astomer la solcitarea de iorrecarc, ln carc S0 esle a a epruvetei

Coniorm legii ui Hooke se

Fg 7.39 Curba caract€rlslicb r y

I=G 1

G

190

este modulul de elasdcilate I'anrve6a.

(7 15)

(7.r6)

deiormalis speci[ci unghiu afSi

AXI= h

Din fig.7.39 rezuta ca forma curbei caracterstice esle aceea apana la o deformale unghlulara maxmA, y=0.7, corespunzaloresolicileiide incovoere, lucru de care ar treb0i s, se lina seama lareazemelor din e astomer

\1.11)

e ast cilale la forfecar€ G 9 ini ndere - compres une E var azA ln iun4ie de

$ durlaleaelaslomerutui tabelulT.l

Tabelu 7.1

DurllateSHORE

E

tdaN/cm'?l

G

ldaNk'n,lE/G

30 92 3.0 3.066

35 ll.E 3.7 3.189

40 15 0 45 3.189

18.0 3.333

50 22.0 6.4 3 437

55 32.5 8.1 4.01260 44.5 10.6 4.198

65 58.5 13.7 4.2107A 7J.5 t7.l 4.24815 94.0 22.2 4.243

A9a cum se poate obserya dn lab€ulde maisus, rapodu E/ G esle de aproxlmaliv 3penlru elastomericu duritale redusd, in tmp ce penlru ceicu durlate irare acesi raponpoale crette pesle 4. Diferenla d nlre E S G in rapon cu duritalea este prezenlatZ mal

suseslvinlis. / 40.

191

Nol @hc.plli ptivih.l Notecth seisnice a stuctutitu

F9.7.40 Va alia modullor de e ast citale longlludinalE gitransvercalG

in mporl cu duritatea elastomeri or

7.3.1.c Model€ r€olosice

Elastomerii sunt maleriae care au proprielati canclerislce corp0r or vasco-easlce. Penlru a e rcprezenta au fosl propuse rnalmulle nodele, fig. 7.41.

lvlode ul clasic esle mod€ ul Kelvnvoigl, compus dnlrun reson 9i un amorlizor,montale in parale, fg.7.41.a unde k reprezinE rig ditalea reso(ulu ar c esle

co€foienlul de afiorl zare.

Un al mode linar a elastomerului, compus dnlr-un resorl giun amonzor rnonlate insere, este modelu Maxwell, flg.7.41.b. Acesta ln$, ca qi precedentu, nu reflecla

corecl compodarca elaslomeru ui.

Cele doud modele prezenlate mai sus pot i generalzale, asociind in serie mai mulie

modele Kelvin sau ln para el mai mult€ modele Ma-xwell, formand asfel modelul luBijllers, fg. 7.41.c. Se poale g€neraliza chiar a un numer nfnl de ram0r I anume

rnodelele lu Kelvin sau lvaxwel generalizate, ig. 741.d. Chiar 9 acesle r€p@en€nsunl irnpedect€ deoarece nrodelele complexe ulilizale au lotugio cornponare inaraElasloneriliind materale ne niare, au fosl introduse alte mod€le penl r a rcprezenla

maibine comporlamenlul reologlc al aceslora De exemplu, plasarea unuieemenl cu

rrecare uscald p cain modelu luiK6pes i9.741.e sau in niodelu lu Bingham, frg.

7.41f.

192

Ia Kelv n-Vorgt

t

d. Ke vh t Marr€ll genera tale

I

I

1

I

1

I

1

I

Fg 7 4l lvlodele reo 09 ce penlru e astomer

193

tloi @neptii priwd prot qia seisnice a stuctutitd

Ca rnode mecanic penlru compoicrea vasco-elasfta a c€uci0culu naiural

elastomeri, poaie f cons deral 9 celd n fis.7 42.

Aplcand o a4iune s nusoidal; de tpul:

(718)

o

esle amplrudinea m tclrlii

mbcdrii.pulsalia

Fg 7.42 Model mecanicpentru compodareavasco-elasrca

se ob!ne un Espuns alacestu

k,.(1+e' qr') k, (1

k, sinQl k, qx(t)= -:L ["

rI cosQQi+ (7.1s)

F 2a)t;.+)

kr 9ik, sunl dg ditelib d n mode ul prczental in ig 7.42i

c coeicienlulde amofuzare vascoase t18l

194

Pdmul lemen din expresia 7.19 r€pr€zinl5 componente e raspunsulu eLastc ca

depasarc x(t), care esle in fazi cu fo(a 9i arc amplitudinea ndependenl, de frecvenla

actuni. T€rmenulaldoilea esle de asemenea ln faza cu ioiF, daf amplludinea dep nde

de frecvenld !i reprcz nla componenta elaslici a rispunsulu vasco elaslici termenu al

lrcilea avand ampl lud nea funclie de frecv€nla este defazat cu r /2 r4i de f044.

Pen1ru crc$ed ale frecvente, nodul0ldinamic al unu amest€c de elastomed are o

creltere nit ald rapida dupa care se slabiliz€azi r:manand aproape conslant indifercr'lde frecventa. Palierulorzonlal(c0nslanl)aparcln domeniulde frecvenli cuprins inlre 2

9 20 Hz funclte de pol merul ulilzat.

Cregteri ale amp ilud nil d€fomat ei delemind $i o scadere a modu ulu de e asliclale in

rcgim d narnic, ig. 7.43. Tolodald se conslala o scedere sernnificalivb a nroduulu de

e asticilale cu detterea lemperaturi, iar la lemperalud aprcape de 00 C rgjdilat€ae aslomer lor creste, ceea ce mpune, in cazu uliizerli€ astomed or la zolarcase sm c6,

pastrarea une lemperatur conslante a mediulu jn care sunl amplas4r.

z-

05 1.0 1.5 2.4 25ampltudinea %

Fg 7.43 Modificarea modu u i de ela6licilate dinamic cu lemperalura

9 anp iludinea milcidl

7.3.2 Comportarca reazemelor din elastomeri

Aparat€le de eaem din elastomei 19 tst s1 nge tunc1a nurna dacn defornalile lransvema e

su nt lr]p ed€c:le, c€ea ce cond uce a crellen su bslartale ale rlgid it4!i.

Folosirea elastomerlor ca rcazeme fErE lmpiedecarea deformaUilor tamve|sale nu esteposiblS decal ln limila unor lncarcari mic, ca reazerne a elemenlee dln beton

prcfab cal cu rolde evla€ a concenMdordelensiun, pentru asigLrrarea mt rilor, darinspecal penlru cazuL acltunilorstatce

195

tloi @@ptji ptivjnd Note4h seisni.i . stuctuntor

Ne@silalea izirli frelelor rn€lalice €ste cauza6 de compoturca elaslom€rilor la

solicilarea de compresune. n mod norma un stfai de e astomed nu are capaclaleponanta a compresune. E astomedi avand c.efcienlul lui Posson egal cu 0.5 seuonpode (a un liclid. ad'a i! FslrAaTa voLrrlconcm.l ceea ce r15e.n'5 c5 ilcazulune so c lari pe o d rect e se um{A pe celelalte dircclii

ncerc€rca la compr€slune a u n u slmt d in elaslomer nefelat 9i lrelal esle prczenlali in fig.

7.44. CaDactatea Do(ante ezullalS in cazul elaslomerului n€frelBl esle dalorata frecari

dinlre elastomer !i plalanele ma$ nii de incercat. Prin fetale, caG lnseamn, lmp €decarea

defoma! 0r lrensversale, se obljne o ffeilere s€mnfic€liv, a capacitalt podanle. Freaiarea

se poate obtine pdn l pirea srralului din elastonre de tole din tabla metalce, ce€a ce seface in mod curenl in t mDu Drocesu uide vucan zare a rcazeme ordin elaslomeri.

lmpiedecarea defomal ilor lransveGa e

e astomerilntr-un ne cu rol de freta, ieunor pldcid n olel

esle posbile fie prin lncapsularea pernei dnp n intmd ocerea lntre slratud e d e elasiorner a

\'.-!oluroda@

Fis 7 44 Comporlarea la compres u ne a un u i slral d n elaslorner nefrelat $ i iietat

Anaizand cuba din lig 744 se poate coNlata ce pdn impiedecarca deforrnaliilottransversale se obline pe langa o crestere a capacitet iporlanle, iarde la un anumit nive

rezufte o componare Iniare. [,la mull, se poale vorb de o rigidilate marc la conpresionecarc €sle impoi€nl5 in cazulizoEd selsmlce pentruce eimini elecle e din balansarc

196

Procesulde vu canlzare a €azernelor d n elastomed se realizeaz' la o pres 'rne

inalt'

dt;pioximativ 200 de barigl o tempe6lure de aprcxirnaiiv 1600 c

Elastomefi cei mal utilizati la realizarea €azemelor penlru izolarea bazei sunl

ili;;i;;;;';";il, 'au

contin prccente mponanre din cauciuc narumr'

dar seirlilizeazU qi€lastomei desinl€za deiip neopren, cl0r0pren etc'

Au mal lost efectuale unele

pollest€' amati cu iibre de

cercebripe aparale de reazem armale (retate) cu pEci din

sticli sau cu irete metalice exleioare, I33l

Analzand r€a iznd e dln domen ulizo|;liseism ce p€ €azeme

o dive6iiale toaic mare de lipuri de asfel de dispozlive, ce

din elastomerl cu fiete din tole melallce, fig. 7 45.

din elastoneri conslaGm

mai utl izal liind €azenruL

Fq 7.45 Reazern dnelasromercu lr€le dm lo e netalce

rnod uzual se realizeazi in diierb $d apa€te de

panalal50daN/cm'?ln

na' ger.ra, d l, tuo rlala de co{aL l"siu1 de lrfeudF.apac,'a.a por""la i az'ldD3'telor dP edler lensunE

meiali€ carc aderd la slratudle de elastomer

la reprezenEile d n flg 746penlru tensiunile nomaLe

reazem capabib sa Preia lensrun

suo ncardi ve-,cale deor-la{ih l?osvF_sale dlF u Lrslrar

m oorcza oebn d eDslce ti a volunu'Lr 'olsl."r p€rh actiu" perpeldic' l'€ Pe

'*ii;;;;il'"';[ "-i',pd,ar de reaz€r ddo asld esro "dicara in r'e 7!6

vorumuimmprl.at oe etastomer regasindu-se ln boltlle Latera e ce se forrn€aza

Sbrea de tensiun penlru o ia9ie €gaE cu unitalea dnlro plac' de ela$orner cu

l"iii."a n' suouse u",rl eiort oe compiesiune este dal' de ecuaUa diferenllal'i

6'zo n'zo - 8ah

^o=;7+f =Eo hr \121)

solulia ecualiej (7.21) conduce

tansentlale ls0l.

9

197

Noi M@pti lMNI Note4h seisnici . stucdttilor

(7 22)

o conslantd c€ deDinde de conditile de rezemare

+'

IP

-T€ns unie langenlale pe suprafala de conlact cresc Inrar

F9.7.46 Detormarca unuisllal din elaslorner so ic lat la cornprcs une

9i slarea de tensiuni afercnu

...'=r,, ! ""esle tens unea med e de calculj

t,

Elinrea stBlulu de e astomerj

grcsimea slralulu de e astomer.

kr

h

Tensiunile nonnae au varia!e parabolici ln ungul l4i€ , t€nsiunile nu e de la cipatelef6qie se rca E€aza numa in cazul cand dephsadle stralulu de elastomer nu sunlimpied cate. Existenla un€ frecd lnlre suFafelele de contact necesla luarea inconsderati€ a unei tens uni suplim€nlare a cafei vaoare este in g€nem ioane micA,

aslibl inc6t poate f neslilal; 1501.

198

Ca urmare a impied cir

EO

constant ce depinde de mndilile d€ reremaresectlune petale k, = 0,140 l50l

Unele cercel6ri ln domenul €lastome lor prcpun aplicarca une r€lalii tensunedelomalte spec lca [n aE pentru apamie e de rcaz€m. in general poale l considerala oasemenea relatle numa cu aproxima\ e destuLde mare I numaipan; b mrximum 20%

Confom p€scr plilor Cloulh Gumniwarcnfabrik 1121se poale adopta, pentru descderea

conpodd.i la deiomare a lagarclor din elasiomeri anna\r, rclalia:

\7.24)

E "(re nodLlu de e a$r €le lnlte de IdL oalde'o'Ta7.41.

O luclarc ma vech€ a lu Andii 9i Leonhardl l2l, indci penlru relata 1€nsiune

deiomalie specilica o i0nclie dependenb de €podul dinl€ lalimea 9i !rcslmea stratulu

de elastomer 9l un faclor k ce dep nde de dudtatea shore

l7 25)a.Eo (1+K 0,25.n6)

esle nroduluLde elaslicilate alelastomeru uil

It 23)l1l

9i

1126)

se considere coeiicientu k = I

199

daN/cm

llol tuc.ptji ptivind pbt*th seiffiice a stlucluitd

Duitalea Shore A

40 s

Fg 7.47 Leg;luG dintre lactorul

modu ul de e astic lale a elaslomerlor t12lti

Majoflat€a cercebloi or propun penlru

ve cale o rclalie iniar, de fo'maldimensonarea aparaleor de rea?em la actluni

G

k

ce dep ndedegeometra aparaluluide reazem

rc alie linlari pentru aparatele de reazem d n e aslomeri annat ,

(7 27)

11.28)

G6bell22l

eslemodulu de e astcitale transveE al dete rm inat pe baza duritalii Shorel

factor de propoijonalilatedin rapodu ariilor (7.29)i

200

defnit ca o funct e de faclorul de form, 5 r€zultat

Ac este ada sopEtu1e incircatei

ae (7 29)

De bazacer(elarilo.e.pei, ""ral"( d def_i relalad"rre Iprezeniala in gralcu dln lig. 7.48

ara s Lr prsfelei lalerale neinc;rcare.

tl

(7 J0)

./

KJ

Fig.7.48 Rerat a d nrrc k ti k' P2l

n hrcrarea sa de d@toral, Schorn [50] prez]nle o sinbza de cnc tuncli peniru

expdnarea re 4ie o- r corcspunzdloare reazemelordin €laslomed ama!.

Astel re alia liniar; (a) este:

G)

201

Uoi c@c. n ptMn.l patecti. seisnicA t stuctutild

curba (b)este dala de expres a:

{0)'I

on=c2 ca .11 (7Jr)

unde:ca 9iv sunt conslanle c€ dep nd de forma aparatuluide rcazem.

Curba (d) a fosl slabi [a pe ca e expeimenla ,

6- = 5c,,Eol1-

cdF.oafi. an'u .a'F dop -dp degeoTerda dpa au Lide €d/er.

conslanti funcrie de foma aoa€tulu de reazem.

curba(c)esre ndicard cazul defomalrior mad ale apaGle or de reazem I45l

(c) (132)

(7J3)

(734)

(731

)-')

in care q esle o constanlS tun4ie de dur lalea Shore 9i de foma aparalulu de rerem.

Functa (e) a iost propus, de Topalof [51]penlru aparate de rcazem de fonnd pdlralarL d Tenc LnF.lrrtr ra !rSros rea slra u1or de ela5lonel h

(e)

l;l'

in lig. 7.49 esle reprezenlala comparaliv aula celor cinci funqi penlru un reazem deionnd pamta cu ktura a = 5 cm 9i gms mea slratului de elastomer h = 0,8 crn, arnodulu de e aslic lale E! = 20 daN/crnr. Din analiza rezutate or experimenlale rezullSc; ecualiile (c d, e)sunlcele maiapropiate de compodarea reaE.

m2

E

3

a2a€t%l

Fis. 7.49 Curbee 6-. pentru cele cnci iunclii {a b,c,d,e)aplcateunui reazen de lormA patalA cu btura a = 5 cm grosimea slratu ui de

elaslomerh = 0,8cn gl modu ul de elastic iale E0 = 20 daN/cm,l50l

l,larea ma]odtale a normelorde calcul dn diterile tari, penlru reazemele din €laslomedamali cu lole melalice ut lizeaz expresia de iip (b).

in cazu actuni orizontaie aplicate unuiapaal de €azem dn elastomer iau nagiere

deplaser unghiLr are ), fg. 7.50

Fig. /.50 Deformarea unui strat d n elaslmner armat cu lole metalice

La suprafelele de contacl dlntrc stratudle de e astorner ti tolee melallce apar lensiunitansenliale car€ se supGpun p€sle lensiun e tangentiae rezu lale din incircar vedcale

203

tloi conceplii pnvind proEcth s.isnici I sttuctuilol

Preluarea l0necedlordintre € astomer gi suprafala depodanG a reazemulu la indrcili ofizonlale, poale iaderenla e astomeru ui la tola melalicS, sau prin alleinlr'o casela m elal ci frela rea exte r oad etc.

conlacl, care defn€sc capaclatearcallzal; prin lpne, asisudndu-seprocedee, cum ar f introducerea

Pen1ru calcu ullensiun ilangenliale max me rru la ca@ lrebuie asiguralS aderenla re

(7 16)

este lens unealanqenlald din lncrrcarea vedical;i

lenriunea d n inc;rcarea orizonral;, care s-a negljar efectu fr€cirii.

Mde (h)es1e indltmea

la care sub acliunea incarcar lor verlicale

d€ elaslomer, tens unea langenliala se

\7 37)

(7 r8)

nt aE a strarulu deelastonrer[18]

din lndrc;ri orizontale determ nandu-se cu relat a:

unde H €sle fo(a odzonlale iarAara reazemoluidin e astomer

7.3.2.a Rigiditatea vedicali a ledzemelordin elastome

Pentru un reazern acatul dinlr-un stral de e astomer de lnallirie h, dispus inlre douztoemelalce avand forma pilra6cu alula a, faclorulde forma S esle

n4

Penlru un reazern dreptunghiLr ar cLr alr le a sl

ln cazo unuj reazem c rcu ar de rcza r, factoru de foma are exprcsia:

2(a h+b h) 2 h (a+b)

S= 2 r't h 2h

Re alia ulilizaE cel ma des penlru cacu ul modulu ui

reazemelor d n e astomerl este cea dedusa de Genl s

(i40)

17 41l'

de e ast citale la compresiune al

Lindleyln 1959 [19]:

lt 4t)

E. =Eo (1+2 S') 17.42]'

Inlocuind ln relalia (7.42)modululde e ast citale ale astomeru uic0 modu ulde forfecar€G, dal de rcl4ia (714)rezuE

E.=3 G (1+2 s'?) (7.43)

Plecand de la acesle consid€rente, dgidihtea la compresiune K. a unu strct de€ aslomefcu gfosirnea n giaraA este datA de relal a

ll.441

9i

K, =Eo (l+2 s' (7.45)

r-=3 G A.rt*z s'r'h

Rigditaiea a comprcsiune Kc" a unu reazem din e adomere astomer esle dali de relatra

(7.46)

K.^ =!

205

Noi @nceplii Nind p@teclh seini.d a sttuctt'ttlor

7.3.2.b Rigidilatea la torlecarc a ruazemelordin elastomei

Rigid latea la foftcare Kr a unui sllat de elaslomer de inallirne h eslei

(/48)

straturide elaslomer, K|", esiedal; de

Raporlul d nlre r gid latea

K'=G:

a unu rcazem alcatuil din n

K'"=\

cea laforlerarepenrru un

(7.4s)

rar penlru un reaz€m crrcular rapoiu esie:

fi=:

(7.50)

I,r4l\. 2h') (7.51)

Acest rapon ede impodanl la prcectarea reazeme or din € aslomeri Rig dibtea acompresiune Irebuie sa ie mul mai mare deca rigidllatea la lofecare pentru a reducel€nomenulde baansare a strucloripe €azeme ln mod curent esle ndicatca mportuld nlrc dg dihlea a conrpres une Siforfecarc se le 1/300

7.3.3 Tipud de eazeme din slastomsd

La realizarea reazemelor d n elastom€i se utilzeazi in genelalcauciuculnatural,iar iuncle de compozlie coeficientolde anrod zare vEscoasb variaza intre 5% t30rk 111,24,411. Anonizarca este cu aial mai are cu cet parlculee de gralilcareinlrdln comDonentacauciuculuisuntmaifine

Diamelru comercia al reazem€lor variaza inire 20 9 120 cm, in funclie decapactatea porlaniE ve(calb, ar grcsim€a slfatu lor de e aslorne esle cuprinsAlntre 5 9 22 mm, cu grosim a e lole o. melalice de 2.5-12.0 nm.

Aderenta dinlre stralurile de elaslomer 9ilolele meta ce se realizeaza prn lpirevu can zare la circa 1600C alo presiune de 200 bari.

206

Pe langa reazemul din €lastomeri clasic, format din slrclur alernanle dneaslomerSitole melaice, au lost rcaizale qia ie l pui d€ reazeme, cun arl celcu luneca€ lig. 7.51.Acesi€azemaiostbrcv€talln1977inFranta9 1978inUSA

[16, l7l 9 consta in iniroducerea unei sup€fele de lunecare intre reazern 9isuprashrclur; rca zate ditr-o lol d n olel inoxidabil Sl o supafald de t€flon.

:'.t. supraslruclum

< iola rnela ca

Penlru degerca capacilelii de disipare aut lizal pe scad largb Lrn reazem la carc s-a7 52, [18,20], Rolui mierul din plumb esle d€penlru sistenele zolale se smic.

Fg 7 5lR€azemdn elanornericu lunecre

dep asarea suprasltuclurpnn runecarea pe reazem

energie in Noua Zeelandn s a real2at $ilnlrcdus in nledor un miez din purnb, ig.a cregle capacitalea de disipare a energie

201

tloi conca n ptiind pot*lk sei.nicl a sttuctttilor

Fig. / 52 Reazem din eiastomericu rn ezde p umb

n LJSA izolarea seismica a fost promovaG ln spec al de Kel y 1231, carc a desldgural oaclivlale intens: de cercelarc matedalizata cu o serle de realize de preslig u ln ig.753 se prezinb oakland Cily Hall, una dn ultmle constructl izo ale seismic pe

reazeme din elaslomeri Sslemula fosl adoplat 1n scopulreab lteriislrucluri, idrucat s'a constatd ce izolarea sesmce esb muft mai pncl c; 9i economicd, la care se adauga

9 o cr€9lerc mponanle; siguranle ln exp oata.e.

Noua Zeelandd este una dn terib cu cel€ ma multe realizari in domenul izolAisesrnce a bazei, car€ au fost sinteizare in taberur 2.2 Astfe wlLLlAM CLAYToNBUILDING lncepoti in 1978 gitermina$ in 1981 a fosi prma cedire dh lum€ la care sau lolosit ca sisleme de zolare eazeme din cauc uc cu m ez de plumb. Cldd rea eslerea zala d n cadre de belon armat cu 4 nveluri, avand dimensiunile ln plan de97rn!40m (13 travee pe lungirne 9i5 pe l51ime). S-au folosit 80 de rcaenre, por lionalesub fecarc {alp dn slructura,liecare reazem pubnd preLua o incercare vencaldcuprnsaintre 1-2MN9 ocapacitaleded€plasarepeorzontaEde1200mn. Sstemulde zolare ulilzat a condus la o cregerc a perioadei plop|ide vbrale a slruclud de a0.3 s pentru siruclura neizolaG la 0.8 s pentru cea izolata gila 2sin darea de curger€ amiezulu de plumb. Valoar€a maxime a dephsarl re alive de nivelestede cca. 10 mm,

liind unifonni pe inallmea slructurii Penlru strucium neizohte, deplasarca |elafve denivel a crdcui pe initime, alungand h 52 mm.

208

Cladirea a iost @nslruild in l9l49i a fost cea ma inata c id € depe coasia de wst a stateorUnte ale Amerlcii du liSlimeade pesl€ 97m (324 ieet) Fa@pane din patmon ul nalonal

SlructuE cEdir este melalica,

cu pere! dn crdmida 9i beton

armal a ni!€lu lilEslructu .

Oadirea a suiedt avaii lacuircmuul Loma Prela, 1989,

cand $a decs reabilitarca prii

Sistemu de izolare se sm ciesle @nceput Pe 111 reazeme

din elasloner amal c! tole

mela ce 9i incd 36 la 6rc sanlmdus noceu dii pumb penlru

Fis 7 53 oak and Cily Halldin calilomE

Iabe 7.2- PrinciDale e rea izd in ddnenlul mnslrucllilor izolate s€ismic in Noua Zeelandn

CLAD REA SISTEMUL DE ZOLARE DATA

Wlliam Cla),lon Building, Reazeme din cauciuc natum cu miez 1981

Slalp fl exib li si amoiizori 1983

Stat on

Sralpifler(ib lisirmodzorid n Pb 1990

Reazerne d n caucuc nalu€ cu miez l99l

dare cu €azeme din e astomer t92l

dare cu reazeme din e astoner t88J/99

zola6 r."ismic ln 1995123l

Prntre realzedle cerceletorlor de la

Zee and,, sub conducerea profesorulu

cu sisleme de izo are seisrn c;

Physlcs and Eng neerng Laboralorysknner, se mainumdri 9io serie de podorl16l

m9

Primul pod zolal seismic ln Noua Zeeianda a fost Molu Bridse, consirul ln 1973.Supmslructura esle alcaluitn dinlr,o femd metalid de 170 m sustinub de ple de pod

d n belon armat sub forme de p ac6 per€te. SuprastrucluG a fosl izoHn utl z6nd lag arede alun€care cu amortzorsub foma de console venica e d n otel

n Sdee Unte ale Amedcii Dima conslructe zoata seisnlc a fost Foolhill CommunitesLaw and Justce C€r'le San 8€mardino, Califomia 1n 1986 Sftrclua esl€ tealzate din

cadr€ de olel cu subsol din belon. Esle o slructud cu 4 niv€lud cu o supGlbli lotald de cca.

1 7000 mp suslin ut de 96 de reareme de cauc uc cu inal6 amoiizae. Pedmda propie d evibratie are valoarea de 2 s. Pdncipalele realizbd din USA sunl s ntelizale lh tabel0l 7.3.

Noi conhptl pt4hd prot clle seinicd a stru.&nbr

Tab€ 7 3 - P'inc Dal€le rerlzed in domen ul consllt.tliilor zolate s€ismic 1r IJSA

CTADRE SISTEI,IUL DE ZOLARE DATA

Fooih ll Communit es Law 198v6

Sa[ Lake Cily and Bu ding Reazeme din cauc uc naturalcu t987i8

Sa[ Lake Cily Reazeme din cauc uc naturalcu r987i8

USC Un ve$ ry Hospita Reazemedncaucucnaluralcu t989

r989

(consolidare)Reaz€me d n caucluc nalural cu 1989

Ka ser ftnputer Cenler ReaTeme d n cauciucnaluralcu 1989

Channing House RelircmentHonr€ (Consilidare)

Reazeme dln cauciuc nalura cu 1991

Long Beach VA Hospita Reazenre din cauciuc nalura cu 1991

Remarcabile sunt sicercelad e lianceze desl;surale a Centre Nalionalde la ReclrercheSc entillque d n l\,laE lia in acest doneniu {8, 9, 1 0l ca.e au iost fna zate pt n rcaizarcaunor conslruclii zolate seismlc Dentru centralele nucieare Pdma rea izare esle cenlralanuclear6 de la Ko€beru din Arrica de Sud amp asali in zona uneifalii[71. A urmal apoiin Franla coNlruirea uneirmi,la Lambesc, in 1977 9ia cenlral€ nucl€are cruas. Acesls stem de izolare denumit GAPEC, p€mle in cazulunorfode de ine(ie foarle nraricasuprastructura sa lunece latd de rcazeme l€gdtura dinirc aceslea find rcalizale pdn

inlemediu unuislraide leflon 9ia 0n0 a din olel noxidabil

210

7,4 CALCULUI STRUCTURILOR IZOI.ATE SEISMIC

Calculu structurlor Dolate seismic pe reazem€ din ebslomeri necesila introducerea la

nve ulsuprafeleide lunecare a 0nor l€g,tur c€re s5 permite acordarea unor grade delbeftale de lranslalie 9 respecliv rotalie. Acesle legatui vor avea dgiditatib aferenlereazeneln d n elaslorne pe orion tale 9i respecliv pe vertjcala.

l,bnehrea sttuclu lor izo ale s€ sm c, pe reazemele d n elaslomed se poale face lnodce prog€m, dad ac€sla nu arc impl€mentat acest sislem p ntr Un eemenl de lip,beam'cu propriel4ile speclice rea2emelor dh elaslomer. ln aceste condilii calculul sepoale fac€ spalia sau plan incl0zand ob igatoriu ql analize de t p lime h story' la difemeculrenrure in€Sisllale sau ai(ficale, sca ale la nivelul acceleralrei maxime dn

n contnuarea aceslu c?pilol esle prezentalS modalitalea de abordare a ecudieiditerentiale de mi9care penlru cazLr izod sislem cu nGLD 9iasamblarea malric€lor de amoi( zare 9i rlqidllale latera ,.

7.4.1 lzolarca seismica cu acodalea numaia gEdelorde libertale detnnslalie

Modelu de calcula une struclur izo ale seismic irnpune intrcducerea unuigrad delibedate dinamicde tmnslat e la nivelulbaz€, Rs.7.54

F9.7.54 l\,lodelde ca cu al unei slructufi izolaleconsiderd numai gradul de llbenatelranslalre

211

Noi @nceplii ptilind preleCth seisnbe a stuctu t

Deplasareama6e delanivelu (x(0)este

xk(l)= xb(l)+ (7 52J

xb(l) esle deplasarea a limpul t din tmnslarea de corp rgid pe reazemele din

elastomeride la niveLul baz€ |

{o

dir€clia gradului de

X=l xb(t)+xo

unde s au racut umAoalele noiat i

xr'(t)

x= lxk(r)l

r= i]

libeiate | , la rimpLrl r, din detormarea

Veclofl oeo asar or n {e Lrilor errucllriiooare r scr! sLb lorma:

(7.53)

esle vectoru deplasailol pe dirccliile grade or de libenab k, la limpu l,

Ap icand principiul uiDAamb€rl se poale scrie o ecuaiie de echilibru pen1ru slructLrr,pani h nvelulbazeigio a doua ecuateconsiderand slrucluG ca un @p dgd impreuna

Notand:

[4=0

0

ve(iorul deplas;rl0r relalNe ale truclur

este maincea de ine4e a nructuri

212

malr cea de amonzare a slructuri

malri€a de r gid late aleraE a struclur i

Ecual a dile€nlid ;

M(x +

nivelul sirucludi esle de tomal

io +K Xo =om(rrr.;.1t1)*c.

e echilbru a n v€ ulbaze, considerand

Err ;t,ttt)*fn,. (;i,ttl* ;t"01)*

Ecuatra d

d (7.55) cu lr rezufte:

lX+l iq(l)l+l c

.*sotr(t)-' K.l+

(7.54)

li,(t))+c

r.;i.(r))=

r€epecdv ai depla#r relalve din {/53j n (754)aceasra

{X | (b0D+K (x-l Yb(l))=0

(X I xb(tD= [4 l.tqo

(/55)

(xl xb(i))+K

(7.57)in (7.56)seobline:

riqid p'in lrans arca

(756)xb(t)= 0

tr. (7 5fJ

(7.57)

(7.58)

tr.Nl (x rr 'K (x r'xb(tD=o

lv (x+ rr c.(i r.,b(lD rr K (x I xb(r))

l.xb(t))+

+(-t-.c.x+(t..c.

213

Ecu4i le (7.55') 9i (7.58)

'=[T ;]

[ .""

;^'1,,1t

i=t ^ |lio(t)l

Noi coneptji prund yoteqla s.iilict a strudtd$

conduc la sislemu de ecuati:

+K X=-M I ts(t) {7.5e)X+C X

ecte nrabcea de inenie a slrucludi izolale se sm ci

c=

tT .K

cr 'l

t-. c.t+ c.malicea de anodizare a slructuri zo ale

malricea de rig ditate lateraE a structuritr

'=l.iJ-=[],,1

esle amo(izarca pe sradulde lberlate de lrans alje la niv€lul rcazernelor dn

rgid tatea la translalie a €azemelor din elslomerl.

7.4.2 |tolarea seismici cu .codarca gradelor de libertate de l6nsl6lie 9i rctalie

Daloi6 faptu ui ci reazemele din e astomed au o anun la dq dilale verlicaE este indicalln anurn le cazur studierca 9 a ef€.tu ui de ba ansare a slruclurii pe rcazeme. Astfepenlru strucluile inale efectul de baansare, pe reazeme, poate li impoiGnl ceea ceimplceoanalizaculuarcainconsderateg agduluidelberlatederctali€de abaz,

211

elastomeri ig 7.55,9 de el€ctul de balansarenase de la nivelul k esle:

hk e(t)+ {(t)

structur i pe reazmele din

(7.60)xt(t)=

Vecloru dep asar or niv€ uribrnru(Uriene:

x=l

Fg 7.55Nlodelde

H e(l)+Xo

in ^rEsenri'cal lelenellor JullacehclicLrr Llprec.denrcuF\cepla:

H = {hr J este vectorui distanlelor de la baza la masele structurii.

Prccedand ca in cazul precedenl, lnlocuind deplasa le relatved fercnt aD de m gcare rezulia:

MX-c rX-l x,,lr-H o(1,) K rX I rbrtr- H e,r,r M {s{tl 1762r

(7 61)

din (7.61) in ecu4a

215

ibi con dii pNnd ptut*th s.isnice a stucluilor

In aceleaqi cond lii ecualia (7.58) esle de forma

tr

Ecualrade

t"(t)-K X+

tT; :lloor.

echiib

lr c x+(r'c r+cb) *b(o+rr'c H o(t)-

(r. K.r+ k$ ). xbO+lr.K.H.e(t)= -mb t!(t)

fatade sradul de ibenate de rct4ie al fundatei esle:

Hr.[/ (;i*r.;t,1t1)+ln e(l)+c6 o(t)+ks e(i)=0

(HI C €(r)-

(7 63)

(7.64)

(7.65)

(7 66)

r.=ir"*r,.i'- ni

tk estemomenlulde ne4iemascalf€caruinivelk;

mom€nlulde ine4ie masc a irndalie.

Pe nmu lind (7 62)cu

r. .ij(i)- H.. c. x + Hr.

-H-.K.x+Hr.K.t.xb

Se obline astfel

[4. E.xq(t) 0 67)

Hrl nlocu nd-o n (7 64)rczulta

(7.62), (7.63) si (7 66) ecu4ia

M X+C X+K X-

). e(t)= 0

c I ib(i)+(t)+(Hr K

lvl=

216

est€ mairicea d€ ne4ie a 9rucluri

"t

^[

- lril'l

'liil1

c-t' c,Hr.c

tr.KH-.K

c.ltr.c.t+cr

Hrc. I tiltil.l+

tr

Hrc

f .K

HT

I

.t H'K.

X

I'r]

fi

BIBLIOGRAFIE

1

2.

5.

Aisembelg, VC., Nazin VV., Po akov, S V., Brevel m.554388, URSSS,1977Andrii, W Leonhadt F. Neue Entoicklungen lilr Lager von Bau@Gn GuminqrndGummiloplager D e bautechnik, 19628ud6cu M. Conl'jbuli pivnd izolarea sesmica a stlclufilor, UniveFitalea TehncdGhergheAsachi'din a9i, Tezd de docioEt 1983.

Bueche J.L. Napin LC, Molecular Thery ior the Teme Slengtr oi GummElaslomees Rubber Chen slry 0r.37,1964.Calanlaents,J A. Serbough, Engand, Bevelu nr 932443, USA,1909.

217

67.

8.

10.

12.

15.

16.

1T

18.

24.

21.

22.

23

24.

25.

26.27.

28.

29

30

218

lloi con@p{i ptivind prcteqia sehnici a st'uctutld

Cemenel GG,Cladireanlsesmca,Bevdli.60699l URSS, 1978.

ChaoinJ.M,BalimentsiableauxsoliciatonsextedeuresBrcvetnLT442539,Fcnla,1976.

Charoppin P. Disposli de suppon de en@ntedlne nsla aton thermique, Brewlnr 7309339, F€nla, 1979.

Cianukvadze GS., Madaian9vili, M.A, Mikabadze,lo.G. Cdd re antselsmicd Brevelni 613065 URSS,1978Ciongradi . Bud6u [tr, P.ogEm de calcul a raspunsului in linp penlru slruclur cu

nelinia dtdli ocalizate, s E sN E L, a9i, 1 980

C mgradi L Bud6u M., Ciofgradi, C , S on R., Cude de comportare ne niard asislemelor sup6e aqlunilor dnam@, Sesiufea gllnlicd iub ard 40 de an deinv4rma sperorde@Nlruc1 la lagi oct 1981

Coulh,ChemscheGumni a'enfab'ik Kjn Mehlvelbiidtungen 1960.

Davey, AB., Payie A.R, Rubber in Engnee.ig Practce El*vier Plbishing

Eskijian,L,Brcvetnr.3762114,!SA 1973.

Ferz, D. M., Constantfo!, M C, Behavoroilhe dolble cofcave Frction Pendu um,

Eadhquake Eng neer rc and St uctuklDynan6,2005F nle , l\,! , Khan, R F , Shock-Ab$rbing Sofr Sbry Con@pi for Multislory EadhquakeSlructurcs, Joumal oiiheAnercan Concrcte, [4ay 1969

Fo@lan, ., Forcutan, M., Eanhquake-Proof Buidiog Structure, Bre€tSUA39105/M5Frye, WA, rzolarea cu arctr de Frciuq vo. 9@ui q vibr4 Nas C.M. Oede,C.E , Ed lura tehn c5, 1968

Genl, AN. s Lndey, P 8., The @hpession of bond€d rubberboks Prcc. nst. Mech

Eng. 173 111,1959G llire, A caslab, R Mohbto, G, Lln precedinenlo d nregrazone a passo per

Iaialis dinamica dei ienonen d ssipalv de e struclurc Reazone presentala al

Convegno di Mess M, Nov i968G cksbe4, RC., Bwd ir 3748800, USA,1971.Cdbe EF, Gunmfedem, Bereclinong und Foufdalon Bevet nL 3748800, SUA,19/3.Nanson, D R., Comparson oi Static and Dyfamc HysleB s Cunes Joma ASCE,91

Neidobrechl, AC Seng, LL Flemfg J.F., Dynamic Aialyss ol Easto-Plaslcslruclrcs, Joumal ASCE 86, apr. 1960htlp i/en w kiped a.o4/w kiEase_isolal onhtlp /tuw eadhquakepbleclion.om/@npany hlmL

l-llber P Roos, R. Brevel de nve(ie tr. WO/2007/073788, G-"rman a, 2006,http //!W w po int/pctdbien/wo jsp? A=EP2006010018&wo=2007073788&DISPLAY=STATUS=STATUSl-lwang . Shn, HJ., Le6, JS., Base soalion ol Fficlon Pendu un Sislem UsingMaqnelc Force, The 2nd ntemaliona Symposud oi nmvatve Civil&Architeclmtug needng, Falbf, Ch M 2006.(elly, J.M. Conlro oi Seism c Respmse oi Pip [q S,stem and other Stmlures by Base

soalon, UCBiEERC 81/01, 1981

rcys, WC. Rubber Spdngs Desgn Caaations Some Represnlalve usesMechanlca Eng nerng vo 5,1937

3t.32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

l9

42.

43.

45.

47.

48.

49.50.

5t.

52.

kononenkoV.l, Kononenko 0,V.,&evetm 647440, URSS 19/9Mihalache, A., Aur V., Dia@nu D , Aplica! ale lzoldii Se sm @ la Bloc0 de Lod nle10061a9i.

Mihalache, N, Bldescu M. Jaranu N, Reazeme anlivib€Ule cu irel6 exteroad,S*iuiea tti n1 ficd ju biliar, 40 de anl de inv4an6 n I d e @nslrudl a lall oct.1981Mitebache. J., Zmmdmann M , BreElul m 6854652, Auslr a 1 970.Nazf, VV. Brevet nr 554386, URSS,1977Nazn,VV. B€velnr 577287 IRSS 1977Nazn V.V.- Co6lrucla mei cddd a prmul nivel gEvilalioM -

'lexbil pe sblpi

elFodali (stuc) d cupr€a automala in nai mulle lrcpte a fo{eor dis palive de

t@re uscali Moscova Edilu€TBNT MPS LIRSS 1975.

Nazn, V.V, Epedhenlalnie zdana v SevasLpoe ia g€vilaljonnih sstemahseismoizolalli s Ukl nc ailc msia suhTmlrciien confer nla se smosto k@ slroilelslvovUzbekskoi SSR Tatkeil, Fan 1974.

Nazf,VV. Fu n dame rt se snosloikogo zd an €, &ewi n. 344094 URSS,1972Nazn VV, Sislemu gkvilalronal de rclarc sesmice Mosova EdlluE JBNTI MPS

!RSS,l974Negoi{a, 4., Budes@, M, Dspozlliv de prore(e sesm(i a mslrldiilor Bre@i

Neqoilr, A.9i co. Sildii pfivind soluli penltu red0erea solicttdlor sismie inonsrruclii, coirracl ir. 608/1979 Poz plan B'1V.8/1980, Lsra cNsT nr 90/1980,

Neve€rel,V,Fundalieanlseismici B€relnr 26600, Jugosava, 1967.

Penlkovsk i G.F., Brevel nr.326338 URSS,1972.Perc, G, Gliduql PP., A second order Solulion ior Smply Compressed RubberBeadngs Atide fsllulodiscienadellecomtuzon dellunivedtad Pisa rc.X 1969

Pocanschi A,ola u L Struclu aniiseismi€ c! deiomabllale di'ijalt, Consiruclr nr.

6 1980

Ranberg, R , Osgood, W.R , 0e$dplion of Slreel - SIE n Cude by Three Paramele6,Tehiical Nota. 902, NACA, Jury, 1943Roth, A,EDebenschetung im Bauen Das Schulhaus Neindch Pestaozl in Skopte,

Jugos avlen NeuenZurcherZetungbe ageTechi k 1970.

Sai9nela9V.,Bre@ltr,510578. URSS, 1976

Schom, N, Belrag 2un Vefomungs!€ alen elaslomer LageMelkstoffe, DokloFngenleus D ssialoi, 1972

Topaoii, 8., Gummlaqer fiir Biicken-Bercchnunq uM Arvefdung, Der Bauingeiieur,

n12,1964Toua lon,J.,San Frcncis6, Ca iorfia Brevelu n 99973 USA,1870

219