norme europene de proiectare

MAN FLORIN-GIGEL INGINERIA INFRASTRUCTURIITRANSPORTURILOR AN IV

AN II

NORME EUROPENE DE PROIECTARE

~Proiect~

Tema: Materiale pentru poduri.Otel structural.Caracteristicide calcul a sectiunilor

Student: Man FlorinMaster: IITAn: IIGrupa :2

Profesor: dr.ing.Petru Moga


AN II

BORDEROU:

I. IntroducereII. Otelul structuralIII. Clasificarea si caracteristicile sectiunilor tansversaleIV. Bibliografie


AN II

I.Introducere

Oțel este utilizat pe scară largă în întreaga lume pentru construirea de poduri, de la poduri

cu deschideri foarte mari, la poduri cu deschideri foarte mici.Acesta este un material versatile si

efficient, care ofera solutii eficiente si durabile.Otelul a fost recunoscut pentru mult timp ca si o

optiune economica pentru constructia unor serie de poduri.Acesta a dominat piata mult timp, in

constructia podurilor feroviare, podete, si poduri de autostrada cu deschideri medii.Societate

castiga prin alegerea folosirii otelului in constructia podurilor prin mai multe beneficii si anume:

-intruchipeaza un design frumos

-sunt rapid de construit

-iar materialul folosit stimuleaza cresterea din punct de vedere economic al unor domenii

industriale care erau considerate moarte.

Poduri metalice sunt o caracteristică esențială a infrastructurii și a peisajului unei

țări. Câteva structuri artificiale combina tehnica cu estetica într-un mod evocator.


AN II

Podurile metalice moderne, au profitat de cele mai recente progrese in automatizarile

introduce in fabricile de productie si a tehnicii, si sunt in masura sa ofere solutii economice

asigurand totodata cerintele de siguranta, confere timp scurt de executie, intretinere minima si

flexibilitate in utilizarea viitoare.

Otelul este utilizat pe scara larga in intreaga lume pentru construirea de poduri

atat de mari dimensiuni cat si de dimensiuni mai mici.Otelul ofera o gama larga de beneficii

incepand de la cele economice, de mediu si sociale.Materia prima de baza este fierul, un material

gasit din abundenta.Otelul poate fi reciclat pe termen nelimitat fara nici o pierdere de proprietati

sau de performanta.

Otelul structural este un material de inalta calitatem care este disponibil la nivel mondial

in diferite forme si marimi.Prefabricarea structurilor metalice in conditii de fabrica duce la

obtinerea unor elemente de inalta calitate obtinute cu un cost minim.Printr-un control exigent se

obtine o calitate superioara, printr-un regim de testare amanuntita in combinatele siderurgice si in

timpul proceselor de constructive, de taiere, foraj , sudare si vopsire.

Otelul ofera un avantaj deosebit deoarece reduce substantial greutatea structural a

suprastructurilor podurilor si astfel se reduc costurile executiei, costul fiind deosebit de important

in conditiile actuale.

Beneficiarii podurilor de otel se bucura de avantajele lor pentru durabilitatea si costurile

de intretinere reduse.Podurile metalice au o durata de viata de pana la 100 de ani.Otelul este

predispus la oboseala pe durata de viata a unui pod, iar elementele structurale sunt vizibile si

accesibile.Orice semn de deterioare este evident fara a fi nevoie de investigatii

complexe.Coroziunea este un alt fenomen la care este supus otelul, care rareori compromite

integritatea structural a unui pod, iar orice problema poate fi rezolvata prin revopsirea suprafetei

afectate.


AN II

Podurile metalice sunt foarte usor de adaptat la schimbarile de configuratie a drumurilor,atat din punct de vedere al pozitionarii cat si al preluarii incarcarilor.Un exemplu este podulsuspendat Tamar din Plymouth, care avea nevoie de largirea si consilidarea lui datorita cresteriisarcinilor provenite din trafic si cresterea volumului traficului.Solutia a fost de inlocuire atablierului de beton cu unul nou de otel, mai usor.Rezultatul a fost largirea podului la 5 benzicare a fost cu 25 de tone mai grea decat vechea structura cu 3 benzi.In cazul podurilor metaliceconsolidarea este usor si rapid de realizat in cazul unor accidente prin intermediul unor tehnicidovedite, cum ar fi indreptarea termica.

Din punct de vedere estetic otelul are posibilitati largi de arhitectura.Podurile de otel potfi sculptate in orice forma, suprafata otelului poate fi modelata creeand linii ascutite si curate,permitand punerea in evidenta a detaliilor.Metodele modern de fabricatie pot conferi curburi atatin plan cat si relief a elementelor de otel.


AN II

II. Otelul structural

Otelul utilizat la realizarea constructiilor metalice face parte din categoria otelurilor moicu continut scazut de carbon.In functie de valorile caracteristicilor mecanice si de compozitie chimica, pentru otelurile de uzgeneral exista mai multe marci.

Sistemul de notare al otelulurilor structural, corespunzator normelor europene defabricare , include urmatoarele simboluri.

1) Sistemul principal de simboluri- dat in functie de domeniul de utilizare.Otelul pentruconstructii are simbolul principal “S”

2) Sistemul suplimentar de simboluri – pentru oteluri de constructii:2.1 Simbol care precizeaza starea de livrare: M-laminare termomecanica

N-Normalizar prin tratamenttermin/laminare

Q-imbunatatit2.2 Simbol ce precizeaza energia de rupere –la incovoiere prin socJ=27 JouleK=40 JouleL=50 Joule2.3 Simbolul alphanumeric care indica temperatura la care se garanteaza energia derupere:R-pentru temperatura de 20°C0-pentru temperatura de 0°C2- pentru temperatura de -20°C


AN II

3) Sisteme de simboluri special:C-pentru oteluri prelucrate la receL-pentru oteluri cu tenacitate ridicata la temperature joaseW- pentru oteluri rezistente la mediul coroziv

Oteluri structural nealiate: S… -Otel structural 235 –limita de curgere minima( fy=Reh ) in MPa pentru t=16mm …JR -Rezilienta Charpy (V)=27J la +20°C …J0 -Rezilienta Charpy (V)=27J la 0 °C …J2 -Rezilienta Charpy(V)=27J la -20°C …K2 –Rezilienta Charpy(V)=40J la -20°C …+AR – Livrat in conditii de laminare …+N – Normalizat/Normalizat prin laminare …C –Formare la rece …Z –Proprietati imbunatatite la destramare lamelara(normale pe suprafata)

Exemplu: S235 JR +AR; S355J2C+N

Oteluri cu granulatie fina normalizate/oteluri laminate sudabile: S… -Otel structural 275 –limita de curgere minima( fy=Reh ) in MPa pentru t=16mm …N – Rezilienta garantata pana la -20°C …NL –Rezilienta garantata pana la -50°C …Z – Proprietati imbunatatite la destramare lamelare(normale pe suprafata)

Oteluri cu granulatie fina laminate termomecanic: S… -Otel structural 275 –limita de curgere minima( fy=Reh ) in MPa pentru t=16mm …M – Rezilienta garantata pana la -20°C …ML- Rezilienta garantata pana la -50°C …Z – Proprietati imbunatatite la destramare lamelare(normale pe suprafata)

Oteluri rezistente la coroziune atmosferica: S… -Otel structural 355 –limita de curgere minima( fy=Reh ) in MPa pentru t=16mm …J0 -Rezilienta Charpy (V)=27J la 0 °C …J2 -Rezilienta Charpy(V)=27J la -20°C …K2 –Rezilienta Charpy(V)=40J la -20°C …W –Rezilienta marita la coroziune atmosferica


AN II

…P –Continut ridicat de fosfor(numai la marca 355) …+AR – Livrat in conditii de laminare …+N – Normalizat-Normalizat prin laminare …Z – Proprietati imbunatatite la destramare lamelare(normale pe suprafata)

Table din oteluri cu limita de curgere ridicata la temperature scazute: S… - Otelul structural 460 –limita de curgere minima( fy=Reh ) in MPa pentru t=16mm …Q -Rezilienta Charpy la -20 °C …QL -Rezilienta Charpy la -40 °C …QL1 -Rezilienta Charpy la -60 °C …Z – Proprietati imbunatatite la destramare lamelare(normale pe suprafata)

Otelul structural este un material de inalta calitate, care este disponibil la nivle mondial inclase certificate, in produse de diferite forme si marimi.Materialele de otel sunt livrate subforma a doua produse: produse plate(placi de otel si benzi), si produse lungi(profile laminate,fie sectiuni deschise standard, cum ar fi grinzi, canale , unghiuri, sau sectiuni goale).Pentruutilizarea lor in structura podurilor aceste produse sunt inevitabil taiate( la dimensiunea siforma dorita), si mai apoi sudate componentele intre ele.In structura podului, materialul estesupus unei forte de tractiune si de compresiune.Otelul structural raspunde in general intr-unmod elastic, pana la punctual de randament, si are ulterior o capacitate semnificativ deincordare in domeniul plastic inainte de rupere.Toate aceste aspecte sunt luate in considerarede catre proiectantul unui pod de otel.

Selectarea unui otel adecvat pentru proiectarea unui pod necesita constientizareaprocesului de productie a otelului, o apreciere a standardelor in vigoare si intelegerea maimultor aspect printre care:

-Proprietatile materialului-Cerintele de proiectare-Disponibilitarea si costul otelului-Specificatiile produsului

Proprietatile otelului deriva dintr-o combinatie de compozitie chimica, lucru mechanic sitratament termic.Compozitia chimica este fundamental pentru proprietatile mecanice ale otelului, iar adaugarea dealiaje cum ar fi carbon, mangan, niobiu si vanadiu poate creste puterea.Cu toate acestea,adaugarea aliajelor creste costul otelului si poate afecta negative alte proprietati , cum ar fiductilitatea, tenacitatea si sudabilitatea)


AN II

Mentinerea nivelului scazut de sulf poare spori ductilitatea si erzistenta poate fi

imbunatatita prin adaugarea de nichel, asstfel compozitia chimica pentru fiecare tip de otel a fost

aleasa cu grija pentru a obtine proprietatile necesare.Efectul tratamentului termic este cel mai

bine explicat prin referire la diferitele procese de fabricatie, care pot fi utilizate in productia de

otel, cele mai importante fiind:

-Otel laminat

-Otel normalizat

-Otel normalizat laminat

-Otel laminat termomecanic(TMR)

-Otel calit

In procesul de laminare temperatura la care este incalzit otelul este de 750 ° C, dupa care otelul

se raceste in mod natural.Prin acest procedeu sectiunile structurale de otel ating in general

proprietatile mecanice cerute.

Normalizarea otelului este procesul prin care un produs laminat este incalzit din nou pana

atinge temperatura de 900 ° C, si se tine la aceasta temperatura timp de o ora, inainte de a fi

lasat sa se raceasca in mod natural.Acest process imbunatateste proprietatile mecanice, in special

duritatea.

Procesul de calire si otelul calit incepe prin incalzirea acestuia la o temperatura de

aproximativ 900 ° C, iar apoi este racit rapid sau stins pentru a produce otel de inalta rezistenta si

duritate dar avand tenacitate redusa.Duritatea este restaurata prin reincalzirea otelului la 600 ° C,

si mentinerea acestei temperaturi o perioada de timp, si apoi se lasa sa se raceasca in mod

natural(revenire).


AN II

Proprietatile mecanice de importanta deosebita pentru poduri sunt:

-Limita de curgere

-Ductilitatea

-Rezistenta

Toate oteluri structurale sunt, în esență, sudabile. Cu toate acestea,sudarea implicăîncălzirea locală a materialului de oțel, care se răcește ulterior. Toate otelurile structurale, au o

rezistenta similara la coroziune.In conditii de expunere, este necesara protejarea elementelor de

otel, printr-un sistem de

acoperire.Nu exista cerinte special pentru elementele de otel in ceea ce priveste sistemul de

acoperire, incluzant pulverizarea de aluminiu sau zinc.Cu toate acestea, in cazul otelurilor

zincate este nevoie un control al continutului de aliaj(in special continutul de siliciu)


AN II

Valorile nominale ale limitei de curgere fy si ale rezistentei ultime de rupere fu pentruelementele structurale din otel laminat la cald, conform EN1993-1-1-2003 respectiv SR EN1993-1-1-2006 sunt date in urmatorul tabel:


AN II


AN II

III.Clasificarea si caracteristicile sectiunilor tansversale

Scopul clasificarii sectiunilor transversal este acela de a identifica in ce masura rezistentalor si capacitatea de rotire sunt limitate de aparitia pierderii stabilitatii locale.Sunt definite patruclase de sectiuni transversale:

Sectiuni transversale Clasa 1- sunt acelea care permit formarea articulatiilor plastic, care potatinge, fara reducerea rezistentei, capacitatea de rotire ceruta de modelul de calcul plastic.

Sectiuni transversale Clasa 2- sunt cele care permit dezvoltarea momentului de incovoiereplastic al sectiunii, dar care poseda o capacitate de rotire limitata din cauza pierderii stabilitatiilocale.

Sectiuni transversal Clasa 3- permit dezvoltarea numai a momentului de incovoiere elastic alsectiunii, dar pentru care pierderea stabilitatii locale poate impiedica dezvoltarea momentuluiplastic.

Sectiuni transversal Clasa 4-sunt cele pentru care pierderea stabilitatii locale se produce in unulsau mai multi pereti ai sectiunii transversal, inainte de a atinge limita de curgere.

Pentru sectiunile Clasa 4, pot fi utilizate latimile eficace pentru a lua in considerarereducerea de rezistenta din efectele pierderii locale a stabilitatii.

Stabilirea clasei sectiunii transversal depinde de raportul latime pe grosime a peretilorsupusi la comprimare.

Prin pereti supusi la comprimare se intelege fiecare perete al sectiunii transversal, partialsau total comprimat, sub efectul gruparii de incarcari considerate.

Peretii comprimati ai unei sectiuni transversal(inima sau talpa) pot fi in general de clasediferite, clasa unei sectiuni transversale fiind definita de clasa cea mai mare a peretilor saicomprimati.De asemenea clasas sectiunii transversal poate fi diferita pentru solicitarea decompresiune axiala sau pentru solicitarea de incovoiere.


AN II


AN II

Calculul caracteristicilor sectiunilor eficace ale sectiunilor transversal de clasa 4 se bazeaza pelatimile eficace ale peretilor comprimati.

In cazul peretilor prevazuti cu rigidizari marginale, calculul se bazeaza pe ipoteza carigidizarea lucreaza ca o grinda pe mediu elastic, iar acest mediu elastic are o rigiditate tip resortcare depinde de rigiditatea la incovoiere a peretilor plani adiacenti si de conditiile de margine aleperetelui respectiv

Axa neutral(trecand prin centrul de greutate) a sectiunii eficace se va decala cu odistanta”e” fata de cea a sectiunii brute si se va tine cont de momentul suplimentar, dacasectiunea este supusa la effort axial.


AN II

In practica aceasta deplasare a axei neuter se poate neglija, ceea ce permite o evaluaremai rapida a capacitatii portante, doar sub solicitarea de compresiune centrica, conducand la ousoara supraestimare a capacitatii elementului.


AN II


AN II

IV . Bibliografie:

1.Poduri-Suprastructura de pod metallic-Exemplu de proiectare2.Poduri-Suprastructuri metalice si compuse otel – beton3.www.wikipedia.org

norme europene de proiectare

Documents