| CATEGORII DOCUMENTE |
| Arhitectura | Auto | Casa gradina | Constructii | Instalatii | Pomicultura | Silvicultura |
PREDIMENSIONAREA ELEMENTELOR STRUCTURALE
Predimensionarea (proiectarea preliminara) este un ansamblu de operatii prin care se stabilesc, intr-o prima aproximatie, dimensiunile sectiunilor de beton ale elementelor structurale.
Cu cat aprecierea initiala a dimensiunilor necesare ale elementului este mai buna, cu atat modificarea lor in fazele urmatoare ale proiectarii va fi mai putin insemnata, la limita nula.
Predimensionarea sectiunilor de beton este necesara din mai multe motive:
Structurile de beton armat, asa cum este cea care face obiectul acestui proiect, sunt, de regula, static nedeterminate. In consecinta, distributia si valorile eforturilor depind de rigiditatile elementelor, respectiv de dimensiunile acestora, mai exact de rapoartele de rigiditati ale elementelor structurale.
La dimensionarea elementelor structurale prin metoda aproximativa de calcul [1] [10] se dispune numai de 2 conditii (2 ecuatii de echilibru) in cazul solicitarii de incovoiere cu sau fara forta axiala si de numai una, in cazul solicitarii de forta taietoare. Numarul de ecuatii ar fi prea mic, daca numarul de necunoscute ar cuprinde si dimensiunile sectiunii de beton ale elementelor. Ca urmare acestea trebuie sa fie apreciate in prealabil.
Una dintre incarcarile care actioneaza structura este greutatea proprie a elementelor structurale. De aceea aceasta incarcare trebuie sa fie cat mai bine apreciata inca din fazele de inceput ale proiectarii.
Predimensionarea se poate baza pe doua categorii de criterii si anume:
pe criterii de rigiditate minima, in vederea limitarii deformatiilor elementelor, sub cele admise pentru exploatarea normala a cladirii; criteriile simplificate din aceasta categorie se exprima ca rapoarte minime intre inaltimea sectiunii si deschidere, stabilite functie de natura elementelor (placi, grinzi principale si secundare).
pe criterii de rezistenta, in vederea obtinerii unei solutii economice, caracterizate de procente de armare potrivite functiei si marimii elementelor; in faza de predimensionare calculul eforturilor pe baza carora se determina preliminar dimensiunile sectiunilor transversale ale elementelor se face pe scheme simplificate de incarcare.
In tema s-a indicat modul general de alcatuire a planseului peste parter. Inainte de a proceda la predimensionarea componentelor structurale ale acestuia, este necesar sa se detalieze conceptia de alcatuire a acestuia.
O solutie rationala de alcatuire a planseului*) printr-o retea de stalpi cu traveea de 9,00 x 6,00 m este de a dispune grinzi principale pe directia transversala (pe deschiderea de 9,00 m) si o serie de grinzi secundare longitudinale care reazema pe grinzile principale.
Pentru a fi economic, la
deschiderile si incarcarile utile cum sunt cele indicate in tema, deschiderile
placilor trebuie sa fie cuprinse intre 2,00 - 2,50 m. Procedand in acest fel,
se prevad grinzi secundare la deschideri interax de 2,28 m conform schitei din
figura 1. Prin aceasta placa este impartita in panouri la care raportul
laturilor este mai mare ca Deformata sub
incarcari verticale uniform distribuite este de tip cilindric, evidentiind
transmiterea incarcarilor pe o singura directie, paralela cu latura scurta.
Asemenea placi se numesc placi armate pe o singura directie, armatura de rezistenta fiind dispusa numai pe directia in care se transporta incarcarile catre reazem.
Se
cunosc: - traveea 
;
- deschiderea 
.
Placa.
Se noteaza cu do - lumina intre grinzile secundare.
La cladiri
industriale se recomanda 
. In concluzie: 
.
Grinzi secundare.
bgs
x hgs 250 x 500
La grinzile monolite, dimensiunile
sectiunii transversale se adopta, de regula, multiplu de mm pentru 
si multiplu de mm pentru 
.
Grinzi principale.
bgp x hgp 400 x 900
Stalpi:
Se aleg initial sectiuni de 500 x 500 (pentru stalpii marginali si de colt) si sectiuni de 600 x 600 (pentru stalpii centrali).
 |
|
Incarcarile de calcul se determina multiplicand valorile normate ale incarcarilor cu coeficientii incarcarilor, care difera in functie de natura incarcarilor [9].
Observatie. In
cele ce urmeaza, intreg calculul se va face utilizand numai incarcari de
calcul. De aceea pentru simplificare, se renunta la indicele " 
" .
Asa cum s-a aratat anterior placa planseului isi transmite incarcarile la grinzile longitudinale. Din acest motiv placa se poate schematiza sub forma unei grinzi avand inaltimea egala cu grosimea placii si care reazema la capete si intermediar pe grinzile secundare.
Calculul se poate face pentru o fasie de placa de 1 m, rezultatul dimensionarii fiind prevazut apoi in toata placa planseului.
Schema de calcul a placii rezulta astfel o grinda continua cu 12 deschideri egale. Deoarece pentru grinzile cu mai mult de 5 deschideri, eforturile maxime din deschiderile centrale sunt practic aceleasi, este suficient sa se ia in considerare o grinda cu numai 5 deschideri.
l l > 2 l Panouri de placa Grinzi secundare Figura
1
Schema de alcatuire a unui planseu cu grinzi principale si secundare, cu
panouri de placa armate pe o directie.
Pentru elementele secundare de planseu, placa si grinzile secundare, deschiderea de calcul se ia egala cu deschiderea libera (lumina): l = do
In conformitate cu prevederile STAS 10107/2 - "Plansee curente din
placi si grinzi din beton armat si precomprimat", in cazul in care raportul
dintre valoarea incarcarilor temporare de lunga durata si a celor totale este
mai mare de este necesar ca valoarea eforturilor de
dimensionare sa se obtina printr-un calcul in domeniul elastic*). Este cazul
planseului care face obiectul acestui proiect la care acest raport este 
Valorile incarcarilor
normate si de calcul sunt cele din tabelul 1.
In faza de predimensionare, valorile momentelor incovoietoare se pot aproxima prin cele din schema de calcul din figura 2, q , reprezentand incarcarea de calcul totala iar l lungimea de calcul a fiecarei deschideri de placa.
Schema statica.
Figura Schema statica si alura diagramei
infasuratoare de momente incovoietoare la o placa armata pe o directie in stadiul elastic (g
<< p). Valorile aproximative ale momentelor incovoietoare maxime.
La dimensionarea grosimii placii trebuie sa se tina seama ca procentul mediu de armare sa se incadreze limite economice. Pentru placile de beton armat pe o directie procentul de armare trebuie sa se situeze in domeniul Adoptand valoarea maxima a procentului de armare in sectiunea de moment maxim din primul reazem intermediar, automat procentele de armare din restul placii se vor situa in domeniul recomandat.
Sectiunea de calcul a placii.
Figura
3. Sectiunea de calcul a placii pentru zona de
reazem.
Se cunosc: 
- rezistenta la
compresiune a betonului: 
(beton Bc 25);
-
rezistenta la intindere a otelului: 
(otel PC 52);
- latimea de calcul a
placii: 
Se determina 
- momentul de calcul in sectiunea de
langa reazemul :
Acoperirea cu beton de calcul se considera: 
.
Ordinea operatiilor este urmatoarea:*)
se alege pe criterii economice
coeficientul de armare maxim: 
;
se determina inaltimea relativa a
zonei comprimate:
;
se determina inaltimea utila necesara a sectiunii:
;
se stabileste inaltimea sectiunii: 
, valoare care se rotunjeste la multiplu de mm
Se adopta grosimea placii: hp mm.
Pentru grosimea de placa stabilita se determina incarcarea totala de
calcul pe unitatea de suprafata: 
(vezi tabelul 3.1.).
Incarcarile grinzii secundare rezulta din schema de descarcare a incarcarilor din
Figura 4. Transmiterea incarcarilor din placa la
grinzile secundare.
placa la reazemele acesteia, definite prin linii inclinate la 45º, pornite din colturile placii. In faza de predimensionare, se poate admite in mod acoperitor ca intreaga incarcare a placii se transmite numai grinzii secundare, asa cum se indica in figura 4.
Aria
aferenta pentru o grinda secundara curenta se deduce dupa o schema ca cea din
figura 
din planseu: 
din greutatea proprie a grinzii secundare (250
x 500 ): 
Þ 
Din aceleasi considerente (incarcare temporara relativ mare in raport cu incarcarea totala) calculul grinzii secundare se va face in stadiul elastic.
Si in cazul grinzii secundare deschiderile de calcul se iau egale cu "lumina", adica distanta dintre fetele interioare ale grinzilor principale, care constituie reazemele. Rezulta astfel schema din figura 5.
Schema statica. 
Figura 5. Schema statica pentru grinda secundara si alura diagramei infasuratoare de momente incovoietoare. Valorile aproximative ale momentelor incovoietoare
maxime.
Valorile momentelor incovoietoare se obtin pe baza expresiilor indicate in figura 5. si exprima valori aproximative pentru maximele acestor momente rezultate din dispunerea incarcarilor temporare in pozitiile cele mai defavorabile.
La grinzile de beton armat monolite care fac parte din plansee de tip curent procentul de armare raportat la sectiunea utila a inimii (bho) trebuie sa se incadreze din considerente economice in limitele
Sectiunea de calcul a grinzii.
Figura 6. Forma sectiunii de calcul pentru zona
de reazem a grinzii secundare. Se cunosc:
M - momentul de calcul: 
.
Acoperirea
cu beton de calcul se considera: 
Ordinea operatiilor este urmatoarea:
se alege pe criterii economice
coeficientul de armare: 
;
se determina inaltimea relativa a
zonei comprimate:
;
se obtine inaltimea utila necesara a sectiunii:
.
se stabileste inaltimea sectiunii: 
, valoare care se rotunjeste la multiplu de mm Þ hgs mm.
Deci, pentru grinzile secundare se adopta sectiunea 250 x 500
Incarcarile grinzii principale rezulta din schema de descarcare a incarcarilor din planseu (figura 7). In faza de predimensionare, se poate admite in mod simplificat ca incarcarile planseului transmise concentrat grinzii principale prin reactiunile grinzilor secundare sa fie aproximate prin incarcari uniform distribuite.
din planseu: 
din greutate proprie a grinzii principale (400
x 900): 
din greutatea proprie a grinzilor secundare (250
x 500): 
Þ 
Figura 7. Aria aferenta de placa pentru grinda principala.
Schema statica a cadrului transversal si alura diagramei infasuratoare de momente
incovoietoare pentru grinda principala.
La cadrul de beton armat avand
configuratia celui care face obiectul prezentului proiect, momentele maxime,
care se inregistreaza in sectiunile de pe reazemele intermediare (figura 8), au
valori in jurul 
.
Sectiunea de calcul a grinzii.
M - momentul
de calcul: 
.
Acoperirea cu beton de calcul se considera: a mm.
Figura 9. Forma sectiunii de calcul a grinzii principale pentru zona de moment maxim.
Ordinea operatiilor este urmatoarea:
se alege pe criterii economice
coeficientul de armare: 
;
se determina inaltimea relativa a
zonei comprimate:
;
se obtine inaltimea utila necesara a sectiunii:
se stabileste inaltimea sectiunii: 
, valoare care se rotunjeste la multiplu de 100 mm Þ hgp mm
Pentru grinzile principale se adopta sectiuni cu dimensiunile 400 x 1000
Inaltimea grinzii prefabricate de acoperis se ia: 
. Panta grinzii rezulta adoptand o inaltime de grinda
variabila cuprinsa in limitele mentionate anterior. Grinda prefabricata se
realizeaza prin turnare la fata locului.
Grinzile de acoperis se executa in tipare fixe. Din aceasta cauza fetele laterale se prevad cu o panta de circa 1 % pentru a impiedica blocarea la decofrare datorita eventualelor neplaneitati locale ale fetelor laterale ale tiparului. Latimea talpii superioare este dictata de asigurarea lungimilor de rezemare ale elementelor chesonate plus latimea monolitizarii dintre ele.
Cunoscand caracteristicile geometrice ale grinzii in sectiunile 1-1 si 2-2 (vezi figura 10), greutatea grinzii rezulta astfel:
in care: - V reprezinta volumul grinzii de acoperis;
gb densitatea aparenta pentru betonul armat.
Figura 10. Grinda prefabricata de acoperis (elevatie si sectiuni). ELEVATIE A1 = 0,1943
m² A2 = 0,1723
m²
Valorile incarcarilor normate si de calcul sunt cele din tabelul
Se apreciaza initial ca dimensiunile stalpului sunt 600 x 600 mm]. Incarcarile aferente stalpului central provin (vezi plansa 1):
din incarcarile planseului de
acoperis (fig. 12): 
;
din greutatea proprie a
elementelor secundare de acoperis: 
;
din greutatea proprie a grinzilor
principale de acoperis: 
;
din greutatea proprie a stalpului
la etajul 1
;
din incarcarile planseului peste
parter: 
din greutatea proprie a grinzilor
secundare de la planseul peste parter (fig. 11): 
;
din greutatea proprie a grinzilor
principale de la planseul peste parter: 
;
din greutatea proprie a stalpului
la parter 
.
TOTAL: 
Se apreciaza ca dimensiunile stalpului sunt 500 x 500 mm]. Incarcarile aferente stalpului marginal provin:
din incarcarile planseului de
acoperis: 
;
din greutatea proprie a
elementelor secundare de acoperis: 
;
din greutatea proprie a grinzilor
principale de acoperis: 
;
Figura
11. Ariile aferente de incarcare
pentru stalpi, la nivelul planseului peste parter.
din greutatea proprie a stalpului
la etajul 1 
;
din incarcarile planseului peste
parter: 
;
din greutatea proprie a grinzilor
secundare de la planseul peste parter: 
;
din greutatea proprie a grinzilor
principale de la planseul peste parter: 
;
din greutatea proprie a stalpului
la parter 
;
din greutatea elementelor de inchidere :
.
TOTAL: 
Se apreciaza ca dimensiunile stalpului sunt 500 x 500 mm]. Incarcarile aferente stalpului de colt provin:
din incarcarile planseului de
acoperis : 
Ariile aferente de incarcare pentru stalpi, la nivelul planseului peste acoperis.
din greutatea proprie a elementelor secundare
de acoperis: 
din greutatea proprie a grinzilor
principale de acoperis: 
;
din greutatea proprie a stalpului
la etajul 1 ;
din incarcarile planseului peste
parter: 
din greutatea proprie a grinzilor
secundare de la planseul peste parter: 
;
din greutatea proprie a grinzilor
principale de la planseul peste parter: 
;
din greutatea proprie a stalpului
la parter 
;
din greutatea elementelor de inchidere:
.
TOTAL: 
Stalpii structurii sunt solicitati la compresiune excentrica. In faza
preliminara a proiectului se apreciaza dimensiunile necesare ale stalpilor pe
baza unui calcul simplificat la compresiune centrica. Pentru a tine seama de
efectul momentelor incovoietoare, cu valori necunoscute in aceasta faza, de a
intinde partial sectiunile stalpilor, se considera o rezistenta inferioara
celei efective. Valorile echivalente ale rezistentelor la compresiune se iau:
, la stalpii centrali si 
, la stalpii marginali
si de colt, pentru a tine seama de ponderea diferita a momentelor in cazul
celor doua categorii de stalpi.
Sectiunile stalpilor rezulta astfel:
600 x 600
stalp central:
Þ
500 x 500
stalp marginal:
Þ
400 x 400
stalp de colt:
Þ
Rezistenta de calcul, Rc, folosita tine cont de solicitarea la care este supus elementul de beton armat, de dimensiunea cea mai mica a sectiunii si de pozitia de turnare a elementului. (anexa C - "Rezistente de calcul in elemente de beton armat").
Pentru asigurarea unei rezemari cat mai bune a grinzilor de acoperis pe capatul stalpilor si pentru a evita realizarea in acest scop a unei console, mai dificil de realizat la stalpii monoliti, stalpul de colt se va realiza cu aceleasi dimensiuni ca si stalpul marginal (500 x 500).
Fundatiile izolate sub stalpi se proiecteaza sub forma de bloc din beton simplu si cuzinet din beton armat. In acest sistem, eforturile de la baza stalpilor se transmit la teren in doua trepte, respectiv printr-un transfer la baza cuzinetului pe talpa caruia se pot dezvolta presiuni pe care le poate suporta betonul simplu si apoi printr-un transfer la talpa blocului de beton simplu, sub care se pot dezvolta presiuni pe care le poate suporta terenul.
Figura 13. Reguli de alcatuire ale fundatiilor cu bloc din beton simplu si cuzinet de
beton armat Conditii
constructive
(recomandabil ³ 
Incarcarea
gravitationala la nivelul talpii fundatiei se aproximeaza: 
, pentru a tine seama de greutatea propie a fundatiei si de
neuniformitatea distributiei presiunilor pe talpa fundatiei, ca efect al
momentului incovoietor.
Cunoscand din tema 
, latura blocului de beton simplu se determina din relatia: 
. La stabilirea inaltimii blocului de beton simplu se tine
seama si de adancimea minima de fundare, astfel incat cota fundatiilor izolate
sub stalpi va fi - 1,50 m
La alcatuirea fundatiilor se vor respecta regulile de alcatuire constructiva prevazute in P10 - 86 O parte din aceste reguli sunt reproduse in chenarul din figura 13.
Operatiile de dimensionare ale elementelor fundatiilor celor trei tipuri de stalpi sunt prezentate in continuare intr-o maniera succinta.
Þ 
;
Þ 
;
Þ 
;
rezulta 
si 
;
din conditia 
Þ 
;
din conditia
Þ 
.
Fundatia stalpului
marginal. 
Þ 
;
Þ 
;
Þ 
;
rezulta 
si 
;
din conditia Þ 
;
Figura 15. Fundatia stalpului marginal.
din conditia
Þ 
.
Pentru stalpul de colt se adopta aceeasi fundatie ca si pentru stalpul marginal.
Dimensiunile elementelor structurale rezultate din operatiile de predimensionare sunt indicate in plansa 1, care reprezinta sectiunea transversala prin cladire. Asa cum se va vedea in continuare dimensionarea finala a structurii nu a impus modificarea dimensiunilor stabilite in faza de predimensionare.
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 9087
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
