Structuri n cadre parter.Cadre monolite

n constructii curente s-au utilizat cadre portante transversale (grinzi principale transversale) plasate la distante de 4,50 12,00 m, rigidizate ntre ele cu grinzi sau plansee monolite, sau cadre portante longitudinale (grinzi principale longitudinale), asezate pe directia traveelor si rigidizate transversal. Aceast solutie se poate utiliza pentru realizarea unei nlimi utile mai mari.

Grinzile de rigidizare preiau doar ncrcri orizontale. Grinzile secundare lucreaz doar la sarcini verticale, descrcndu-le pe grinzi principale.Alctuire structural

Alctuire structural

Se observ c n ambele situatii ncrcrile verticale sunt preluate de cadrele portante (transversale sau longitudinale, dup caz), care preiau totodat si ncrcrile orizontale, care actioneaz n planul lor.

Prin alctuirea structural trebuie asigurat transmiterea si preluarea ncrcrilor orizontale care acioneaz pe directie perpendicular cadrelor portante.

In cazul cadrelor portante transversale (sau longitudinale), solutia de rigidizare pe directia perpendicular este influentat de modul de rezemare a stlpilor cadrului pe fundatie.Alctuire structural

n cazul cadrelor portante transversale cu stlpi ncastrati n fundatie nu este neaprat nevoie de grinzi longitudinale de rigidizare, ncrcrile orizontale, normale pe planul cadrului, putnd fi transmise de saiba orizontal realizat de elementele de acoperis, iar sarcinile orizontale pe directia longitudinal sunt preluate n acest caz de cadre cu rigle articulate la captul stlpilor.Alctuire structural

n cazul n care stlpii cadrelor transversale sunt articulate n fundatii, prevederea grinzilor longitudinale de rigidizare este obligatorie.Alctuire structural

Aceeasi judecat se aplic i la alctuirea si rigidizarea transversal la structurile cu cadre portante longitudinale:

Calculul se face uneori doar pe direcia cadrului, dar este preferabil s se fac pe ambele direcii.Alctuire structural

Pe lng ncrcrile aplicate, deschideri structurale i rigiditile barelor, comportarea cadrelor este influenat i de rigiditile realtive ale barelor care se ntlnesc n noduri, de vutele practicate, rotirile fundaiilor.

n zilele noastre se concep si se execut hale parter monolite, doar n unele cazuri speciale. Datorit constructiilor numeroase din beton armat la mijlocul secolului 20, aria de rspndire ale acestora este considerabil, att la cldirile social-culturale, ct si la constructiile industriale. Cunoasterea lor este cu att mai important cu ct multe din aceste constructii, aflate la pragul duratei de serviciu, normate, necesit operatii de verificare si, eventual, interventii de reabilitare.Comportarea cadrelor monoliteExemple structurale de hale parter monolite

Tipuri de cadre parter monolite, uzuale la cldiri social-culturale:a. Cadru cu rigl orizontalb. Cadru cu rigl curbExemple structurale

c. Cadru cu rigl frntd. Cadru pentru gradeneExemple structurale

Hale parter din beton armat monolit din zona cldirilor industriale:

a. Cadru cu luminator clasicb. Cadru cu luminator M Exemple structurale

c. Cadru cu dou deschideri d.Cadru cu dou deschideri cu luminator clasic cu luminator MExemple structurale

e. Cadru tip shed cu plac curb cilindricExemple structurale

f. Cadru tip shed cu plac curb sub form de S

La cadrele cu plci curbe subiri acestea joac i rol de rigl longitudinal de rigidizare.Exemple structurale

Scopul oricrei predimensionri este de a alege niste dimensiuni ale sectiunilor de beton astfel ca, pe ct posibil, n final s se realizeze un procent optim de armare din dimensionarea la starea limit de rezistent, si, de asemenea, s fie satisfcute conditiile limit privind strile limit ale exploatrii normale, n spet, starea limit de deformatii.

In general, pentru o prim evaluare, nltimea sectiunii riglei cadrului se alege n functie de deschidere, de forma riglei si de numrul de deschideri. Predimensionarea se efectueaz pe 2 ci:comparnd cu proiecte asemntoare executate dejaprintr-un calcul simplificat.Prevederi constructive

Pe baza experienei de proiectare, s-au stabilit nite dimensiuni optime ale riglei, exprimate n funcie de de tipul riglei, numrul de deschideri i lungimea deschiderii.

Tabelul furnizeaz cifre orientative pentru raportul nltimea riglei/deschiderea cadrului (hg/l).

Prevederi constructive

Forma rigleiCadre cu o deschidereCadre cu mai multe deschideridreaptFrnt fr tirantfrnt cu tirantcurbcurb cu tirant

Valorile recomandate pentru ltimea sectiunii riglei se situeaz ntre:

Pentru predimensionare ntr-o faz urmtoare, printr-un calcul static simplificat, grinda cadrelor cu mai multe deschideri se aproximeaz cu o grind continu. In cazul cadrelor cu o singur deschidere gradul de ncastrare a riglei n stlpi se aproximeaz cu valori ntre

Prevederi constructive

Pentru a se tine seama, n aceast faz de predimensionare, de efectul fortelor orizontale (functie de gradul de seismicitate) valoarea momentelor de predimensionare obtinute din ncrcri verticale se majoreaz cu 15 30 %. Cu aceste valori se verific procentele de armare realizate.

Predimensionarea stlpilor cadrului se poate face tinndu-se seam de mai multe criterii care se cer a fi satisfcute simultan. Astfel, predimensionarea valabil este aceea oferit de conditia cea mai restrictiv.

Prevederi constructive

Condiii la predimensionarea stlpilor:limitarea flexibilittii: bs , hs lf/25, unde lf este lungimea de flambaj a stlpului;conditie structural: bs br, unde bs este ltimea sectiunii stlpului, iar br cea a riglei;conditie de rezistent: unde Ab este sectiunea transversal a stlpului, Nc este forta axial total de calcul care actioneaz stlpul, Rc este rezistenta de calcul la compresiune a betonului, iar k un coeficient care tine seama de pozitia stlpului n structur si de aportul fortelor orizontele; se recomand k = 1,3 1,7.- conditie de ductilitate:

unde N este forta axial rezultat din ncrcrile gravitationale din care rezult forta seismic, Rb este rezistenta betonului la compresiune (rezisten cubic) la 28 de zile de la turnare (marca betonului), iar n este un coeficient ce variaz n functie de pozitia stlpului n structur si zon seismic.Prevederi constructive

Alte recomandri:Prevederi constructive

Calculul static pentru cadrele parter se efectueaz deobicei n domeniul elastic, dar se poate efectua si o analiz postelastic. Din gruprile de actiuni prevzute de norme rezult nfsurtorele solicitrilor de moment ncovoietor, efort axial si forta tietoare, respectiv, solicitrile aferente fiecreia n parte. Se dimensioneaz si se verific sectiunile caracteristice, acestea fiind sectiunile de lng noduri, sectiunea de rezemare, mijlocul deschiderilor grinzilor, sau si alte sectiuni intermediare, dac se consider necesar.

Cele mai delicate probleme privind starea de eforturi apar n colturile (A), n dreptul sectiunii de frngere a riglei (B), precum si la sectiunea de rezemare (C)

Solicitarea si armarea nodurilor

Nodul reprezint zona critic i din punct de vedere al turnri i vibrrii betonului. Barele de armtur trebuie astfel dispuse ca betonul s aib cale liber.

Ca o regul general la nodurile cadrelor, armturile din stlpi trebuie trecute prin noduri n grind (sau viceversa).Se prefer prima variant. Solicitarea si armarea nodurilor

Colturile cadrelor (A) reprezint zonele cele mai solicitate. Studii teoretice utiliznd teoria elasticittii, precum si studii experimentale de fotoelasticitate au scos n evident o concentrare a efoturilor unitare de compresiune la fibra interioar a coltului de cadru. Repartizare eforturilor unitare pe sectiunea 1-1 depinde de conturul coltului.

Pentru a reduce suprasolicitarea local dat de concentrarea compresiunii, se prevd racordri interioare ale coltului.

Solicitarea si armarea nodurilor

Armarea unui colt de cadru n cazul unor solicitri relativ mici:Solicitarea si armarea nodurilor

Nodurile cu solicitri mari se pot arma:Solicitarea si armarea nodurilor

In cazul unor noduri intinse la fibra interioar sau n cazul posibilitii apariiei momentelor ce ntind fibra interioar la cadrele obinuite, se prevede o continuitate a armturii ntinse:Solicitarea si armarea nodurilor

Solicitarea si armarea nodurilor

La cadrele cu rigle frnte coltul de cadru se poate arma n modalittile urmtoare:Solicitarea si armarea nodurilor

Sectiunea de frngere a riglei (B) se caracterizeaz prin aceea c fibra interioar este ntins. In astfel de situatie, o armtur interioar cu unghiul ntrnd ar duce la tendinta de ndreptare a acesteia si desprindere a stratului de acoperire cu beton:

Solicitarea si armarea nodurilor

Armtura nu se execut cu unghiuri ntrnde, ci se prelungesc din cele dou prti si se ancoreaz n betonul comprimat. Din cauza rezultantei Ne este necesar prevederea unor armturi de suspendare, constnd din etrieri speciali, nchisi, dispusi pe o distant s.

Solicitarea si armarea nodurilor

Dac armturile din zona ntins sunt intersectate peste unghiul ntrnd si prelungite n zona comprimat a sectiunii cu lungimea de ancorare adecvat pentru bare intinse din ncovoiere, si msurat pe ax, de la h/2, ca n a (b,c si d), nu este necesar un calcul al etrierilor de suspendare, ci ele se dispun constructiv pe lungimea s.

La unghiuri ntrnde la care tg 0,05, se admite ca armtura ntins s fie dus continuu peste unghiul ntrnd, n care caz n zona schimbrii de directie, de lungime s, a armturii longitudinale se prevd etrieri de suspendare, dimensionati la ntindere pentru rezultanta Ne = 2AaRa sin /2.Solicitarea si armarea nodurilor

Aria total a etrierilor se determin cu relatia Aetr = n Aet = Ne / Rat,

unde n este numrul de etrieri ce se dispun pe lungimea s. Alegndu-se diametrul etrierilor si preciznd numrul ramurilor de forfecare, se poate determina numrul de etrieri, n. Se face precizarea, c n asemenea situatii se prevd etrieri intermediari, astfel ca fiecare bar longitudinal s fie prins de un colt de etrier. Etrierii de suspendare sunt suplimenari celor rezultati din calculul la fort tietoare n sectiuni nclinate.

In ambele cazuri, lungimea s pe care etrierii de suspendare sunt activi, se determin cu relatia s = h tg 3/8 (180 ).

Solicitarea si armarea nodurilor

5. Solicitarea si armarea nodurilor de cadre monolite

Legtura stlp de cadru fundatie trebuie s fie realizat respectnd ipoteza de rezemare avut n vedere la calculul static.La cadrele monolite parter se practic, n principal, dou tipuri de rezemare: ncastrat si articulat. Detaliile de rezemare ncastrat n situatia stlpilor ncastrati n cazul fundatiilor elastice din beton armat si rigide, cu bloc de beton simplu si cuzinet armat:

In ambele situatii se las mustti din fundatie, avnd sectiune egal cu cea a armturilor din sectiunea de ncastrare a stlpului. Armturile longitudinale ale stlpului se vor suprapune peste acestea pe distanta de ndire prin suprapunere . n zona de ncastrare distanta dintre etrieri trebuie s respecte prevederile normativelor.Solicitarea si armarea nodurilor

Reazemele articulate trebuie s transmit reactiunea vertical si, n acelasi timp, s permit rotirea. De asemenea, trebuie s fie capabil de a prelua forta tietoare, ce pot aprea n reazem. Asigurarea transmiterii reactiunii verticale de la stlp la fundatie se face printr-un smbure fretat sau dorn metalic si armarea cu plas de armtur a suprafetei de rezemare. Posibilitatea de rotire la baza stlpului este asigurat de ntreruperea partial a sectiunii de beton armat, rmnnd o sectiune cu o nltime de 1/2 1/3 din nltimea sectiunii stlpului.

Rostul de 15-20 mm grosime se umple cu un material deformabil (psl bitumat, mastic de bitum cu filer, chit plastic, neopren, plumb etc.). Impiedicare deplasrii laterale, respectiv, preluarea fortei tiatoare se asigur prin armturi care trec continuu prin zona de rezemare.Solicitarea si armarea nodurilor

*****************************