parte scrisa etabs

40
2.7. MODELAREA SI CALCULUL STRUCTURII

Upload: antoniudragnea

Post on 15-Nov-2015

153 views

Category:

Documents


19 download

DESCRIPTION

etabs

TRANSCRIPT

CAP

2.7. MODELAREA SI CALCULUL STRUCTURII Modelarea si calculul structurii multietajate cu perei structurali de beton armat se va face doar pentru suprastructur,infrastructur fiind tratat ntr-un capitol separat.

CARACTERISTICI STRUCTUR: S+ P + 4 E; Hparter=3.05m; Hetaj=3.05m Materiale folosite: Beton C2025

qm=2.548 t/m3(mas pe unitate de volum)

qw =25 KN/m (greutate specific)

Eb = 15000 N/mm(modul de elasticitate)Elemente structurale: Stlpi: -25 x 25 cm (smburi din beton armat)

Grinzi: -25 x 50 cm (grinzi perimetrale)

-25 x 60 cm (grinzi interioare)

-25 x 80 cm (grinzi interioare) Planeu: -16 cm grosime - 18 cm grosime (in zona balcoanelor)

- 20 cm grosime

Perei structurali: -25 cm grosime

-30 cm grosime

Calculul coeficientului seismic global(metoda fortelor seismice statice echivalalente) i =l.00 (factor de importan) ag= 0.24g (acceleraia seismic) 0=2.75 (factor de amplificare dinamic maxim a acceleraiei orizontale)

q= 6.75 (factor de comportare)

= 0.85(factor de corecie) -40 cm grosime

cs=Fb=0.16(coeficient seismic de baz) Cazuri de incarcare:

GP - greutatea proprie

PCF - incrcri cvasipermanente (pardoseli, compartimentri,zapad)

U - incarcare utila SEISMX1, SEISMX2- seism directia X, excentricitate accidentala 0.05 LY SEISMY1, SEISMY2 - seism directia Y, excentricitate accidentala 0.05 Lx Alte ipoteze: -incastrare la baz;

-noduri rigide -diafragme rigide de nivel -surse de masa (din gruparea special de incrcri ) Incrcri

Cazul PCF- din pardoseal : 2.2 kN/m2 (pe planee intermediare)- spatiu tehnic: 0.5 kN/m2 (pe planee intermediare si teras)- din compartimentare(gips carton) : 0.3 kN/m (pe planeele intermediare)

- din compartimentare(carmida 25cm) : 8.8 kN/m (pe grinzi)

- din zapad : 1.28 kN/m(pe planeul de la teras)

Cazul U pe planeele intermediare: 2.00 kN/m2 pe planeul de la teras: 2.5 kN/m2 pe planeul de la balcon : 4.00 kN/m2

Combinatii de incrcri:

GF - gruparea fundamental = GP x 1.35 + PCF x 1.35 + U x 1.5 LD - gruparea speciala = GP x 1.0 + PCF x 1.0 + U x 0.4

GSX1-gruparea special, inclusiv seismul=GS+SEISMX1(seism pe directia x cu semn pozitv) GSX2 - gruparea special, inclusiv seismul= GS + S EISMX2(seism pe directia x cu semn negativ) GSY1 - gruparea special, inclusiv seismul= GS + SEISMY1(seism pe directia y cu semn pozitiv) GSY2-gruparea special, inclusiv seismul= GS + SEISMY2(seism pe directia y cu semn negativ) INF - infaurtoarea combinaiilor GF, GSX1, GSX2, GSY1, GSY2.

Etapele modelrii si calculului structurii:1. Specificarea unitailor de msur 2. Definirea reelei spaiale de referina 3. Definirea proprietailor materialelor 4. Definirea seciunilor elementelor de tip bara

5. Definirea seciunilor elementelor de tip placa

6. Definirea seciunilor pereilor structurali

7. Desenarea elementelor de tip perei structurali 8. Desenarea elementelor de tip bara 9. Desenarea elementelor de tip planeu 10. Atribuirea de identificatori de montani pentru pereii structurali 11. Discretizarea pereilor structurali 12. Specificarea condiiilor de rezemare 13. Specificarea zonelor rigide la noduri 14. Specificarea cazurilor de ncrcre statica 15. Aplicarea ncrcrilor statice pe bare 16. Aplicarea ncrcrilor statice pe planee 17. Definirea combinaiilor de ncrcri statice18. Specificarea surselor de mas19. Definirea diafragmelor rigide de planeu 20. Definirea cazurilor de calcul la seism

21. Definirea combinaiilor de ncrcri dinamice22. Calculul static i seismic al structurii 23. Vizualizarea rezultatelor calculului 1. Specificarea unitilor de msur (kN-m) 2. Definirea reelei spaiale de referin

Nivelul BASE reprezinta cota 0.00.

Implicit, se consider ca ultimul nivel, STORY5, reprezint nivelul-model (Master Story) pentru celelalte niveluri ale structurii. 3. Definirea proprietilor materialelor Se completeaz caracteristicile betonului C2025 Masa pe unitatea de volum trebuie introdusa intotdeauna in tone/m3. Greutatea pe unit. vol. = masa pe unit. vol. x 9.81 m/s2. Valoarea modulului de elasticitate (15000 N/mm2 este transformata in kN/m2)

4. Definirea seciunilor elementelor de tip bar: Pentru definirea seciunii de grinda 25x50cm

Pentru definirea seciunii de grinda 25x60cm

Pentru definirea seciunii de grinda 25x80cm

Pentru definirea seciunii de stlp: 25x25cm

5. Definirea seciunilor elementelor de tip plac

Se folosete opiunea de membran deoarece nu se dorete calculul eforturilor in planeu, ci doar transmiterea incrcrilor de pe placi la grinzile aferente. Se introduce grosimea (thickness) de membran (membrane) egala cu grosimea pentru incovoiere (bending), si anume 0,16m(0.18;0.20) toate grosimile de placa.

6. Definirea seciunilor pereilor structurali

Se folosete opiunea Shell deoarece se dorete calculul eforturilor in perete(pereii urmand a fi discretizai si se va efectua calculul structurii).7. Desenarea elementelor de tip perei structurali

Prin selectarea seciunilor de perei structurali definite(25,30,40cm) si desenarea lor conform proiectului,cu ajutorul reelei spaiale de referina.

8. Desenarea elementelor de tip bara Prin selectarea seciunilor de grinda definite(25x50cm;25x60cm;25x80cm) si aplicarea lor conform proiectului , cu ajutorul reelei spaiale de referina. Prin selectarea seciunilor de tip stlpi definite(25x25cm) si aplicarea lor conform proiectului, cu ajutorul reelei spaiale de referina

Elementele de tip bara sunt incastrate la baz.

9. Desenarea elementelor de tip planeu Prin selectarea seciunilor de placa definite(16,18,20cm) si desenarea lor conform proiectului,cu ajutorul reelei spaiale de referina.

Toate seciunile de tip placa sunt de tip membrana, nu se realizeaza calculul in ele,doar preiau incrcrile si le transmit grinzilor si astfel nu se discretizeaza.

10. Atribuirea de identificatori de montani pentru pereii structurali Deoarece unele seciuni ale pereilor structurali sunt dezvoltate pe 2 direcii,au fost realizate din mai multe seciuni rectangulare legate intre ele prin identificatori de montani (Pier).

Atribuirea a fost realizat prin selectarea elementelor de tipbar(stlpi) si de tip arie(perei) care formeaza un perete structural si declararea unui identificator de montant.

Observatiia) Deoarece toate elementele (stlpi si perei) care formeaza seciunea peretelui au acelai identificator (Pier), ele se consider in program ca lucrnd impreun, precum un singur element vertical (montant).b) In program, montantul (Pier) este asimilat cu un element de tip bara, plasat in centrul de mas al seciunii compuse din elementele avnd acelai identificator.c) Un element de montant se intinde intotdeauna pe maxim un nivel.

11. Discretizarea pereilor structurali

Pentru efectuarea unui calcul ct mai exact in toate elementele structurii(fara elementele de tip placa) s-a realizat discretizarea pereilor structurali pentru o mai buna conlucrare cu elementele de tip grinda. Discretizarea a fost realizat prin selectarea tuturor pereilor din modelul realizat si aplicarea unei discretizrii automate avnd dimensiunea maxim de 0.25 m.

Datorit discretizrii pereiilor structurali,in urma rulrii analizei structurii,se evidentiaza o mai bun vizualizare a strii de eforturi in elementele respective.n urma vizualizarii diagramelor de eforturi n pereii structurali a fost realizat armarea acestora,dimensionndu-se armaturile de rezisten.

12. Specificarea condiiilor de rezemare

Realizat prin selectarea tuturor nodurilor de la baz si

atribuirea de incastrri,astfel ndeplinindu-se una din ipotezele de modelare si calcul a structurii.13. Specificarea zonelor rigide la noduri Realizat prin selectarea tuturor nodurilor structurii si atribuirea acestora proprietii de noduri cu dimensiuni finite(noduri rigide).

14. Specificarea cazurilor de ncrcre static Au fost definite toate incrcrile datorate din greutatea proprie,din greutatea proprie a elementelor nestructurale si ncrcrile utile,care acioneaz asupra structurii.

GP - ncrcri din greutatea proprie a elementelor structurale.PCF - ncrcri datorate greutii proprii a elementelor nestructurale : perei,

compartimentari, zapad.U - ncarcari utile.

Observaii Valoarea parametrului Self Weight Multiplier (multiplicatorul greutaii proprii) se completeaza egala cu 1 doar pentru cazul GP (deoarece greutatea proprie, calculat automat, trebuie inclusa doar ntr-un singur caz de ncarcare).

Definirea ca LIVE a unui caz este utila numai daca se utilizeaza combinaiile de ncrcri predefinite.

15. Aplicarea ncrcrilor statice pe bare

n cazul incarcarilor statice aplicate pe elementele de tipbar, au fost aplicate inacrcrile cvasipermanente din compartimentare(zidaria de crmid de 25cm),pe grinzile perimetrale si pe cele interioare atunci cand peretele de compartimentare avea ca element de sprijinire grinda respectiv.

Aplicarea a fost realizat prin selectarea elemntelor de tip grind si atribuirea incrcrii uniform distribuite din compartimentare(cu zidarie de crmid de 25cm).Grinzile de la ultimul nivel nu preiau incrcri din compartimentare,ci doar pe cele transmise de planeul ultimului nivel. 16. Aplicarea ncrcrilor statice pe planee Realizat prin selectarea elementelor de tip planeu si atribuirea ncrcrilor dup cum urmeaz: PLACA 16 cm

1. Util: 2.00 KN/m

2. Pardoseal(10 cm):0.10*22= 2.2 KN/m (greutate specific pardoseal=22KN/m)

3. Spatiu tehnic : 0.5 KN/m

4. Zapad :1.28 KN/m (pe planeul de la ultimul nivel)

5. Perei compartimentare(rigips) : 0.3 KN/m(exclus placa de la ultimul nivel)

6. Perei compartimentare(caramid 25 cm) : 8.8 KN/ml(exclus placa de la ultimul nivel)

7. Straturi teras : 2.5 KN/m (pe planeul de la ultimul nivel) PLACA 18 cm( pentru balcon)

1. Util: 4.00 KN/m

2. Sptiu tehnic : 0.5 KN/m

PLACA 20 cm

1. Util: 2.00 KN/m

2. Pardoseal(10 cm):0.10*22= 2.2 KN/m (greutate specific pardoseal=22KN/m)

3. Spaiu tehnic : 0.5 KN/m

4. Zapad :1.28 KN/m (pe planeul de la ultimul nivel)

5. Perei compartimentare(rigips) :0.3 KN/m(exclus placa de la ultimul nivel)

6. Perei compartimentare(caramida 25 cm) : 8.8 KN/ml(exclus placa de la ultimul nivel)

7. Straturi teras : 2.5 KN/m (pe planseul de la ultimul nivel)

17. Definirea combinaiilor de ncrcri statice Au fost introduse combinaiile de cazuri de calcul static conform ipotezelor de modelare si calcul al structuriii,acestea fiind GF(gruparea fundamental) i LD(GS-gruparea special).

GF - gruparea fundamental = GP x 1.35 + PCF x 1.35 + U x 1.5 LD - gruparea special = GP x 1.0 + PCF x 1.0 + U x 0.4 Pe baza acestor combinaii se pot identifica eforturi in bare ,plci i perei structurali,aceste eforturi nefiind singurele necesare pentru verificarea si armarea elementelor structurale.

Observaii Folosirea tipului de combinaie {Load Combination Type) ADD" (aditiv) pentru ambele combinaii. Pentru fiecare termen din combinaie,alegerea cazului de ncrcre din caseta cu lista derulanta Case Name, i introducerea coeficientului ncrcrii n caseta Scale Factor i adaugarea acestuia. 18. Specificarea surselor de mas Pentru specificarea surselor de mas au fost introduse incrcrile din gruparea special cu

coeficienii afereni. Masele din elementele structurii sunt calculate automat de programul Etabs,nefiind nevoie

sa se efectueze calculul acestora.19. Definirea diafragmelor rigide de planeu n programul Etabs,diafragmele sunt ntotdeauna orizontale,paralele cu planul X-Y.

Denumirea acestora este aceai la toate nivelurile(D1).

20. Definirea cazurilor de calcul la seism

Cazurile de calcul seismic au fost introduse de tipul QUAKE, cu multiplicatorul greutaii proprii Self Weight Multiplier = 0. In ultima caseta Auto Lateral Load se alege User Coefficient (coeficient seismic calculat si egal cu 0.14).

Pentru fiecare caz de calcul seismic, au fost completate direcia aciunii seismice i semnul excentricitii accidentale (Direction and Eccentricity), precum i valoarea coeficientului seismic de baza (Base Shear Coefficient).

21. Definirea combinaiilor de ncrcri dinamice

Au fost adaugate combinaiile dintre gruparea speciala i cazurile de solicitare cu fore seismice,utilizand opiunea de combinare ADD. GSX1 -gruparea special, inclusiv seismul = GS + SEISMX1(seism pe directia x cu semn pozitv) GSX 2 - gruparea special, inclusiv seismul = GS + SEISMX2 (seism pe directia x cu semn negativ) GSY1 - gruparea special, inclusiv seismul = GS + SEIISMY1(seism pe directia y cu semn pozitiv) GSY2 - gruparea special, inclusiv seismul = GS + SEISMY2(seism pe directia y cu semn negativ) Se definete i combinaia pentru nfauratoare (INF), utilizand opiunea de combinare ENVE.Coeficientii combinatiilor care formeaza combinatia INF sunt egali cu 1.

Aciunile seismice modelate prin cazurile SEISMX1, SEISMX2,SEISMY1,SEISMY2 intra in combinatii odata cu semnul +", odata cu semnul -".

INF - infaurtoarea combinaiilor GF, GSX1, GSX2, GSY1, GSY2.

22. Calculul static i seismic al structurii Calculul static Identificare deplasari: Deplasri survenite din GP si GS.

Identificare eforturi in bare: Diagrama de momente inconvoietoare din GF(cota +9.15)

Diagrama de fora taietoare din GF(cota +9.15)

Identificare eforturi in pereii structurali:

Diagrama de fore axiale din Infauratoare(cota +9.15)

Diagrama de momente inconvoietoare din Infauratoare(cota +9.15)

. Calculul seismic prin metoda forelor seismice laterale echivalente, conform codului codului romanesc P 100/2006 Metoda forelor seismice echivalente este o metod simplificat specific analizei globale in care este prescris nivelul de asigurare seismic n funcie de seismicitatea zonei si de caracteristicile dinamice proprii ale structurii si de nivelul de ductilitate al acesteia.

Identificarea caracteristicilor modale;

Pulsaia proprie

Mod de vibraie 1 - = 10.17 rad/secund Mod de vibraie 2 - = 13.11 rad/secund Mod de vibraie 3 - = 22.67 rad/secund Perioada proprie de vibraie

Mod de vibraie 1 - T=0.617 secunde (vibrare transversala a intregii structuri)

Mod de vibraie 2 - T=0.479 secunde (vibrare transversala la colturile structurii)

Mod de vibraie 3 - T=0.277 secunde (vibrare in lungul structurii)

Frecvena proprie de vibraie

Mod de vibraie 1 - f = 1.62 Hz

Mod de vibraie 2 - f = 2.08 Hz

Mod de vibraie 3 - f = 3.61 Hz

Deplasri

Gruparea Special

Deplasri

Gruparea Fundamentala