Structura In Cadre din Beton Armat S+p+4e

Structura in cadre din beton armat S+P+4E

Cuprins

1. MEMORIU TEHNIC DE REZISTENTA

2. DATE DE TEMĂ:

3. PREDIMENSIONARE

4. DETERMINAREA ÎNCĂRCĂRILOR

5. VERIFICAREA DEPLASĂRILOR RELATIVE DE NIVEL (DE DRIFT)

6. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ PLACĂ

7. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ SCARĂ

8. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ GRINZI

8.1. CALCUL LA MOMENTE POZITIVE

8.2. CALCUL LA MOMENTE NEGATIVE

8.3. CALCUL LA FORȚĂ TĂIETOARE

8.4. ASIGURAREA CERINȚELOR DE DUCTILITATE LOCALĂ

9. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ STÂLPI

9.1. CALCUL LA ÎNCOVOIERE CU FORȚE AXIALE

9.2. CALCUL LA FORȚĂ TĂIETOARE

9.3. ASIGURAREA CERINȚELOR DE DUCTILITATE LOCALĂ

10. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ RADIER

10.1. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ LONGITUDINALĂ

10.2. VERIFICAREA TERENULUI DE FUNDARE

1. MEMORIU TEHNIC DE REZISTENTA

Generalități

Conform temei de proiectare s-a intocmit documentatia de executie, in orasul Pitești, judetul Arges, a unei cladiri de birouri având dimensiuni în plan de cca. 14.00 m x 43.00 m. Regimul de înălțime este subsol, parter și patru etaje, înălțimea de nivel fiind de 3.65 m pentru fiecare nivel 2,60 m pentru subsol.

Suprafața desfășurată a construcției este cca. 3100 m2 (de la cota 0.00 m în sus), iar subsolul are o suprafață totală desfășurată de cca. 602 m2.

Obiectul prezentului memoriu tehnic îl constituie proiectul tehnic pentru structura de rezistență a acestei clădiri.

Proiectul de structură s-a întocmit pe baza partiului propus de SC Arhitectura SRL, proiectantul general al acestei cladiri.

În esență, terenul este alcătuit din straturi argiloase alternate cu nisip și pietriș mic. Apa subterană a fost găsită la o adâncime de cca. 7.80 m față de cota terenului natural, deci la -8.30 m față de cota 0.00m.

Condiții de amplasament

Construcția este amplasată în orașul Pitești. Conform hărților de zonare seismică amplasamentului construcției îi corespunde o accelerație la nivelul terenului de 0.20 g , pentru o perioadă de colț a spectrului seismic Tc = 0.7 sec. Coeficientul de amplificare dinamică este conform normativului P100-1/2006 = 2.75.

Categoria de importanță a construcției este C.

Clasa de importanță a construcției este clasa a III-a, ceea ce conduce la un coeficient I=1.0.

Coeficientul ce ține cont de ductilitatea structurală este q = 6.75.

Coeficientul de echivalență între un sistem cu un grad de libertate dinamică și structura reală este cca. = 1.

Din punct de vedere al încărcărilor din zăpadă construcția se găsește în zona C.

Principii generale de alcătuire structurală

Sistemul structural este conceput astfel încât să respecte normele și normativele în vigoare, să satisfacă cerințele arhitectural-funcționale ale beneficiarului și în același timp să permită o realizare cât mai rapidă conform cerințelor de temă.

Se propune o structură in cadre din beton armat dispuse pe ambele direcții (transversală și longitudinală).

Cadrele, atât cele transversale cât și cele longitudinale, sunt alcătuite din grinzi cu înălțimea de 60 cm și lățimea de 30 cm. Stâlpii au dimensiuni constante pe toată înălțimea construcției cu dimensiunile de 60 x 75 cm.

Planșeul este de tip placă din beton armat monolit ce reazemă pe grinzi.

Pentru asigurarea circulației pe verticală exista o scară din beton armat, in doua rampe, având rampa de grosime 12 cm și un lift cu o sarcina nominala de 320 kg.

Acoperișul se va realiza sub formă de terasă necirculabila.

Structura subsolului este realizata din pereți de beton armat dispuși perimetral si in interiorul subsolului, creând premisele ca împreună cu radierul și planșeul de peste subsol să asigure o cutie rigidă, deziderat declarat al codurilor de proiectare.

Fundatia este de tip radier general, luandu-se in calcul pentru dimensionarea acestuia o presiune Pconv = 250 kPa.

Betoanele ce se vor folosi în cadrul structurii de rezistență sunt de diverse clase, începând cu C4/5 în cazul betonului de egalizare, C20/25 pentru fundații, iar pentru structură se va utiliza C25/30. Armătura de rezistență este de tip PC52 și armătură de montaj este de tipOB37.

Scurte considerații privind calculul structurii

Calculul structurii de rezistență s-a efectuat cu ajutorul programului de calcul automat ETABS , în diferite ipoteze de încărcare și s-au obținut caracteristicile dinamice ale structurii (perioade proprii de vibrație), deplasări ale structurii și eforturile în gruparea fundamentală și specială în elementele fiecărui cadru pe direcție transversală și longitudinală. Grinzile au fost armate la diagrama înfășurătoare de momente maxime din ipotezele de încărcare gravitațională și seism. Armătura din stâlpi a fost dimensionată la momente rezultate din calculul automat, multiplicate datorită efectului apariției articulațiilor plastice în grinzi.

Calculul structurii de rezistență s-a realizat conform:

Cod de proiectare seismică P100-1/2006 ( Partea I – Prevederi de proiectare pentru cladiri);

Codului de proiectare a construcțiilor cu pereți structurali de beton armat, P85-2004;

Standardul de calcul și alcătuirea elementelor structurale din beton, beton armat și beton precomprimat, STAS 10107/0-90;

Codului de proiectare pentru structuri în cadre din beton armat indicativ NP 007-97;

Normativ pentru proiectarea structurilor de fundare directă: NP 112- 04

Ghid de practică pentru executarea lucrărilor din beton, beton armat și beton precomprimat:

NP 012 – 99;

– Cod de proiectare pentru construcții cu pereți structurali de beton armat: CR2 – 1- 1.1:2006

Hotărâtoare la dimensionarea structurii vor fi maximele dintre încărcările din seism, care se combină cu solicitările gravitaționale.

Considerând cota de încastrare cota pardoselii parterului (cota –0.10 m), rezultă greutatea totală a construcției, cca. 3092.6 tone.

Direcțiile principale (primele două moduri proprii de vibrație de tip translație au indicat aceste direcții) au rezultat corespunzătoare direcțiilor principale ale construcției.

Acțiunea seismică conform Codului de Proiectare Seismică P100-1/2006

Reprezentarea acțiunii seismice pentru proiectare

Pentru proiectarea construcțiilor la acțiunea seismică, teritoriul României este împărțit în zone de hazard seismic. Nivelul de hazard seismic în fiecare zonă se consideră, simplificat, a fi constant. Pentru centre urbane importante și pentru construcții de importanța specială se recomandă evaluarea locală a hazardului seismic pe baza datelor seismice instrumentale și a studiilor specifice pentru amplasamentul considerat. Nivelul de hazard seismic indicat în prezentul cod este un nivel minim pentru proiectare.

Hazardul seismic pentru proiectare este descris de valoarea de vârf a accelerației terenului ag determinată pentru intervalul mediu de recurență de referință (IMR) corespunzător stării limită ultime, valoare numită în continuare “accelerația terenului pentru proiectare”.

Accelerația terenului pentru proiectare, pentru fiecare zonă de hazard seismic, corespunde unui interval mediu de recurență de referință de 100 ani. Zonarea accelerației terenului pentru proiectare ag în România, pentru evenimente seismice având intervalul mediu de recurență (al magnitudinii) IMR = 100 ani, este indicată în Figura 1 și se folosește pentru proiectarea construcțiilor la starea limită ultimă.

Figura 1. Zonarea valorii de vârf a accelerației terenului pentru proiectare ag pentru cutremure având intervalul mediu de recurentă IMR = 100 ani

Mișcarea seismică într-un punct pe suprafața terenului este descrisă prin spectrul de răspuns elastic pentru accelerații absolute.

Acțiunea seismică orizontală asupra construcțiilor este descrisă prin doua componente ortogonale considerate independente între ele; în proiectare spectrul de răspuns elastic pentru accelerații absolute se consideră același pentru cele 2 componente.

Spectrele normalizate de răspuns elastic pentru accelerații se obțin din spectrele de răspuns elastic pentru accelerații prin împărțirea ordonatelor spectrale cu valoarea de vârf a accelerației terenului ag.

Condițiile locale de teren sunt descrise prin valorile perioadei de control (colț) TC a spectrului de răspuns pentru zona amplasamentului considerat. Aceste valori caracterizează sintetic compoziția de frecvențe a mișcărilor seismice.

Perioada de control (colț) TC a spectrului de răspuns reprezintă granița dintre zona (palierul) de valori maxime în spectrul de accelerații absolute și zona (palierul) de valori maxime în spectrul de viteze relative (vezi Anexa A). TC se exprimă în secunde.

În condițiile seismice și de teren din România, pentru cutremure având IMR = 100 ani zonarea teritoriului României în termeni de perioadă de control (colț), TC, a spectrului de răspuns obținută pe baza datelor instrumentale existente pentru componentele orizontale ale mișcării seismice este prezentată în Figura 2.

Pentru zonele caracterizate de TC≤0,7s, valoarea perioadei de control (colț) pentru proiectare este, acoperitor, TC = 0,7s.

Pentru zonele caracterizate de 0,7s<TC≤1,0s, valoarea perioadei de control (colț) pentru proiectare este, acoperitor, TC = 1,0s.

Pentru zonele caracterizate de 1,0s<TC≤1,.6s, valoarea perioadei de control (colț) pentru proiectare este, acoperitor, TC = 1,6s.

Figura 2. Zonarea teritoriului României în termeni de perioada de control (colț), TC a spectrului de răspuns

Formele normalizate ale spectrelor de răspuns elastic pentru componentele orizontale ale accelerației terenului, (T), pentru fracțiunea din amortizarea critică =0.05 și în funcție de perioadele de control (colț) TB, TC si TD sunt:

T TB

TBv<T TCv v0v

TC<T TD

T> TD

unde:

 (T) este spectrul normalizat de răspuns elastic;

0 este factorul de amplificare dinamică maximă a accelerației orizontale a terenului de către structură;

T este perioada de vibrație a unei structuri elastice cu un grad de libertate dinamică

Perioada de control (colț) TB poate fi simplificat exprimată în funcție de TC: TB =0,1TC. Valorile TB sunt indicate în Tabelul 1.

Perioada de control (colț) TD a spectrului de răspuns reprezintă granița dintre zona (palierul) de valori maxime în spectrul de viteze relative și zona (palierul) de valori maxime în spectrul de deplasări relative. Valorile TD sunt indicate în Tabelul 1.

TB și TC sunt limitele domeniului de perioade în care accelerația spectrală are valorile maxime și este simplificat modelată printr-un palier de valoare constantă.

Spectrul normalizat de răspuns elastic pentru accelerație din Figura 4 se folosește în Banat în zonele caracterizate de accelerația ag = 0,20g si ag = 0,16g. Pentru zonele din Banat în care ag = 0,12g si ag = 0,08g se utilizează spectrul normalizat din Figura 3 pentru TC 0,7s.

Tabelul 1. Perioadele de control (colț) TB, TC, TD ale spectrului de răspuns pentru componentele orizontale ale mișcării seismice

Figura 3. Spectre normalizate de răspuns elastic pentru accelerații pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, în zonele caracterizate prin perioadele de control (colț): TC = 0.7, TC = 1.0 si TC = 1.6s.

Figura 4. Surse crustale în Banat: spectru normalizat de răspuns elastic pentru accelerații pentru componentele orizontale ale mișcării terenului pentru zonele în care hazardul seismic este caracterizat de ag = 0,20g și ag = 0,16g.

Spectrul de răspuns elastic pentru componentele orizontale ale accelerației terenului în amplasament Se(T) este definit astfel:

Spectrul de răspuns elastic pentru deplasare pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, SDe(T), se obține prin transformarea directă a spectrelor de răspuns elastic pentru accelerație Se(T) utilizând următoarea relație:

Componenta verticală a acțiunii seismice este reprezentată prin spectrul de răspuns elastic pentru accelerații pentru componenta verticală a mișcării terenului. Formele normalizate ale spectrelor de răspuns elastic pentru componenta verticală v(T), pentru fracțiunea din amortizarea critica =0,05 este caracterizat de ag = 0,20g și ag = 0,16g.

Spectrul de răspuns elastic pentru componentele orizontale ale accelerației terenului în amplasament Se(T) este definit astfel:

Spectrul de răspuns elastic pentru deplasare pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, SDe(T), se obține prin transformarea directă a spectrelor de răspuns elastic pentru accelerație Se(T) utilizând următoarea relație:

Componenta verticală a acțiunii seismice este reprezentată prin spectrul de răspuns elastic pentru accelerații pentru componenta verticală a mișcării terenului. Formele normalizate ale spectrelor de răspuns elastic pentru componenta verticală v(T), pentru fracțiunea din amortizarea critica =0,05 și in funcție de perioadele de control (colț) pentru spectrul componentei verticale TBv, TCv, TDv sunt descrise de ecuațiile urmatoare:

T TBv

TBv<T TCv v0v

TCv<T TDv

T> TDv

unde ov = 3,0 este factorul de amplificare dinamică maximă a acceleratiei verticale a mișcării terenului de către structura având fracțiunea din amortizarea critica =0,05.

Perioadele de control (colț) ale spectrelor de răspuns normalizate pentru componenta verticală a mișcării seismice se consideră simplificat astfel:

TBv = 0,1 TCv

TCv = 0,45 TC

TDv = TD.

Spectrul de răspuns elastic pentru componenta verticală a mișcării terenului în amplasament Sve este definit astfel:

.

Valoarea de vârf a accelerației pentru componenta verticală a mișcării terenului avg se evaluează ca fiind:

avg = 0,7 ag.

Forța seismică de proiectare

Forța seismică de proiectare la baza structurii Fb, pentru fiecare direcție orizontală principală considerată în calculul structurii, se determină simplificat cu relația:

unde:

m este masa construcției m=G/g;

g este accelerația gravitațională, g=9,81m/s2;

G este greutatea construcției determinată conform standardelor în vigoare;

I este factorul de importanța-expunere al construcției

Sd(T1) – ordonata spectrului de proiectare (spectru de răspuns inelastic) pentru accelerație corespunzătoare perioadei T1.

Forța seismică la baza structurii se poate exprima:

unde c este coeficientul seismic global .

0 < T1 TB

T1 > TB .

Sd(T1) se exprimă în m/s2.

T1 – perioada fundamentală de vibrație a clădirii pe direcția pe care este aplicată acțiunea seismică, în secunde.

q este factorul de comportare al structurii (factorul de modificare a raspunsului elastic în răspuns inelastic), cu valori în funcție de tipul structurii și capacitatea acesteia de disipare a energiei.

Valorile factorului de comportare q sunt indicate pentru diferite tipuri de materiale și de sisteme structurale în capitolele prezentului normativ.

Valoarea factorului de comportare q poate fi diferită pe direcții orizontale diferite ale structurii, dar clasificarea ductilițătii trebuie să fie aceeași indiferent de direcția considerată.

Spectrul de proiectare pentru componenta verticală a mișcării seismice se obține în mod asemănător. Valoarea factorului de comportare în acest caz se consideră simplificat 1,5 pentru toate materialele și sistemele structurale, cu excepția cazurilor în care valori mai mari pot fi justificate prin analize speciale.

Spectrele de proiectare mai sus menționate nu se utilizează pentru proiectarea structurilor care utilizează izolarea bazei sau sisteme de disipare a energiei.

Forța tăietoare de bază

Forța tăietoare de bază corespunzătoare modului propriu fundamental, pentru fiecare direcție orizontală principală considerată în calculul clădirii, se determină dupa cum urmează:

unde

ordonata spectrului de răspuns de proiectare corespunzătoare perioadei

fundamentale T1

T1 perioada proprie fundamentală de vibrație a clădirii în planul ce conține direcția orizontală considerată

masa totală de translație a clădirii calculata ca suma a maselor de nivel

I este factorul de importanta-expunere al construcției I = 1

factor de corecție care ține seama de contribuția modului propriu
fundamental prin masa modală efectivă asociată acestuia, ale cărui valori sunt

= 0,85 dacă T1 TC și clădirea are mai mult de două niveluri și

= 1,0 în celelalte situații.

=2.75 =0.7 = 0.773s (valoare din ETABS)

I = 1 = 1 q = 6.75 ag = 0.20g  = 2.4902c = 0.073

Calculul structurii s-a efectuat cu ajutorul programului de calcul automat ETABS v9.07 produs de Computers and Structures, Inc. Berkeley, California. A fost efectuată o analiză statică la care s-au luat ca ipoteze de calcul seismul pe direcțiile principale precum și acționând la 45 în raport cu acestea, ipoteză care de multe ori conduce la cele mai defavorabile solicitări.

S-au făcut verificări la starea limită de rezistență precum și la starea limită de exploatare normală.

Principalele materiale utilizate la executarea structurii

Betoanele ce se vor folosi în cadrul structurii de rezistență sunt de diverse clase, începând cu C4/5 în cazul betonului de egalizare, C20/25 pentru fundații, iar pentru structură se va utiliza C25/30.

Oțelul-beton ce se va utiliza este de tip OB37 și PC52.

Îmbinările armăturilor elastice se vor face prin suprapunere, sau când condițiile o cer prin sudură în cochilie sau cu eclise. Se poate opta și pentru o îmbinare a armăturilor cu manșoane, prin presare sau filetare, în cazul existenței unei tehnologii agrementate.

2. Date de temă:

a. Geometrie:

Deschidere: L1 = L2=6,00 m

Travee: t = 6,00 m

Număr travei: 7

Înălțime: S + P + 4E

Înălțimea subsolului: Hs = 2.80 m

Înălțimea etajului: He = 3.65 m

b. Clasa de importanța: III ( = 1,0 → clădiri de importanța normala)

c. Încărcări:

Zona seismică: ag = 0,20g Tc = 0.7 sec.

Încărcare utilă: gu = 2,0 kN/m2 (incaperi) si 3,0 kN/m2 (scari si hol)

Pardoseală: gpr = 1,51 kN/m2 (rece) gpc = 1,51 kN/m2 (calda)

Pereți despărțitori: gpd = 0,5 kN/m2

Straturi terasă: gter = 1,87 kN/m2

Încărcări din zăpadă: gz = 2.0 kN/m2

Închideri: gîBCA = 60 kN/m3 gîc = 1 kN/m2

d. Teren de fundare: normal pconv = 250 kN/m2

e. Materiale:

Beton C28/35: yba = 25 kN/m3

Eb 34.500 N/mm2

Rc = 20.5 N/mm2

Rt = 1.35 N/mm2

Oțel beton: PC 52 Ra = 300 N/mm2

OB 37 Ra = 210 N/mm2

3. PREDIMENSIONARE

Grinzi

Deoarece lumina intre stalpi pe cele doua directii, longitudinala si transversala este apropiata ca valoare, nu vor fi diferente de dimensiuni intre grinzile transversale, respective longitudinale

Placă

lx = 6.00 – 0.30 = 5.70m

ly = 6.00 – 0.30= 5.70m

P = 2(lx + ly) = 23.00m

Stâlpi

stâlp colț

stâlp marginal

stâlp central

Criteriul de predimensionare predominant este cel legata de asigurarea ductilitatii locale a stalpilor prin limitarea efortului mediu de compresiune.

4. DETERMINAREA ÎNCĂRCĂRILOR

terasa necirculabila

padoseala rece

padoseala calda

incarcare utila:

terasa qn = 75 daN/m2

birouri qn = 200 daN/m2

hol si casa scarii qn = 300 daN/m2

pereti despartitori

pereti din gipscarton (inclusiv tavanul fals) qn = 50 daN/m2

pereti de inchidere

pereti din BCA qn = 600×0.25×3.05 = 457.5 daN/m

yBCA = 600 daN/m3

BCA – 25 cm

h perete BCA = 3.05 m

pereti cortina (se considera 100 daN/m2)

pereti cortina qn = 365 daN/m

atic

qn = 0.9mx0.15mx2500 = 337.5 daN/m

zapada

sk = mxcexctxs0,k = 128 daN/m2

m = 0.8

ce = 0.8

ct = 1

s0,k = 200 daN/m2

stalpi de colt

a.1) Sc1

Aria aferenta: ASc1 = 3.275×3.275 = 10.72 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x10.72m2 = 5.488 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x10.72m2 = 20.1 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x6.55m2 = 40.20 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x3.275x2m = 22.10 kN

Grinda = 2x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 18.39 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x10.72m2 = 3.21 kN

Utila = 0.75kN/m2 x10.72m2= 8.04 kN

NterasaSc1 = 117.52 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x10.72m2 = 8.57kN

Pardoseala = 0.807kN/m2x10.72m2 = 8.65 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x10.72m2= 5.36 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x6.55m2 = 40.20 kN

Grinda = 2x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 18.39 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx3.05mx3.275mx2 = 29.96kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSc1 = 111.13 kN

NSc1 = NterasaSc1 + 4 x NetajSc1 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 767.35 kN

a.2) Sc3

Aria aferenta: ASc3 = 3.275×4.525 = 14.81 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x14.81m2 = 7.58 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x14.81m2 = 27.76 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x14.81m2 = 55.53 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x(3.275m+4.525m) = 25.32 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x(2.725×2+1.25m) = 22.61 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x14.81m2 = 4.44 kN

Utila = 0.75kN/m2 x14.81m2= 11.10 kN

NterasaSc3 = 143.24 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x14.91m2 = 11.84 kN

Pardoseala = 1.11kN/m2x14.81m2 = 16.44 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x14.81m2= 7.41 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x14.81m2 = 55.53 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x(2.725×2+1.25m) = 22.61 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx3.05mx(3.275+4.025m) = 33.39 kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSc3 = 147.22 kN

NSc3 = NterasaSc3 + 4 x NetajSc3 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 937.43 kN

a.3) Sc22

NSc22 = NSc3 = 937.43 kN

a.4) Sc24

Aria aferenta: ASc24 = 18.74 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x18.74m2 = 9.59 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x18.74m2 = 35.14 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x18.74m2 = 70.27 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x(4.525m+4.475m) = 30.37 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725×2+ (0.6m-0.15m)x0.25mx25kN/m3x(3.725+1.20)= 18.94 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x18.74m2 = 5.62 kN

Utila = 0.75kN/m2 x18.74m2= 14.05 kN

NterasaSc24 = 183.98 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x18.74m2 = 14.99 kN

Pardoseala = 0.807kN/m2x18.74m2 = 15.12 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x18.74m2= 9.37 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x18.74m2 = 70.27 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725×2+ (0.6m-0.15m)x0.25mx25kN/m3x(3.725+1.20)= 18.94 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx3.05mx(4.525m+4.475m) = 41.17 kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSc24 = 169.86 kN

NSc24 = NterasaSc24 + 4 x NetajSc24 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 1068.73 kN

stalpi marginali

b.1) Sm2

Aria aferenta: ASm2 = 3.275×6.00 = 19.65 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x19.65m2 = 10.07 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x19.65m2 = 36.84 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x19.65m2 = 73.69 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x6.00m = 20.25 kN

Grinda = 3x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 27.59 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x19.65xm2 = 5.89 kN

Utila = 0.75kN/m2x19.65m2= 14.73 kN

NterasaSm2 = 189.06 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x19.65m2 = 15.72 kN

Pardoseala = 0.807kN/m2x9.825+1.11 kN/m2 x9.825 = 18.84 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x19.65m2= 9.83 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x19.65m2 = 73.69 kN

Grinda = 3x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 27.59 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx3.05mx5.50m = 25.16 kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSm2 = 170.83 kN

NSm2 = NterasaSm2 + 4 x NetajSm2 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 1077.69 kN

b.2) Sm6

Aria aferenta: ASm6 = 4.525×6.00 = 27.15 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x27.15m2 = 13.90 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x27.15m2 = 50.90 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x27.15m2 = 101.81 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x6.00m = 20.25 kN

Grinda = 3x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 27.59 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x27.15xm2 = 8.145 kN

Utila = 0.75kN/m2x27.15m2= 20.36 kN

NterasaSm6 = 242.96 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x27.15m2 = 21.72 kN

Pardoseala = 1.11kN/m2x27.15= 30.13 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x27.15m2= 13.57 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x27.15m2 = 101.81 kN

Grinda = 3x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 27.59 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx6.00m = 27.45 kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSm2 = 222.27 kN

NSm6 = NterasaSm6 + 4 x NetajSm6 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 1337.37 kN

b.3) Sm7, Sm10, Sm13, Sm19, Sm21

NSm7= NSm10= NSm13= NSm19= NSm21= NSm6= 1337.37 kN

b.4) Sm9

Aria aferenta: ASc9 = 23.58 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x23.58m2 = 12.07 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x23.58m2 = 44.21 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x23.58m2 = 88.42 kN

Atic = 0.9mx0.15mx25kN/m3x(6.00m+1.25m) = 24.46 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725×3+ (0.6m-0.15m)x0.30mx25kN/m3x1.25m)= 31.80 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x23.58m2 = 7.07 kN

Utila = 0.75kN/m2 x23.58m2= 17.68 kN

NterasaSc9 = 225.71 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4x2kN/m2x23.58m2 = 18.86 kN

Pardoseala = 1.11kN/m2x23.58m2 = 26.17 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x23.58m2= 11.79 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x23.58m2 = 88.42 kN

Grinda = (0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725×3+ (0.6m-0.15m)x0.30mx25kN/m3x1.25m)= 31.80 kN

Perete BCA = 6 kN/m3x0.25mx3.05mx(6.00m+1.25m) = 33.16 kN

Termosistem BCA = 5.99 kN

NetajSc9 = 210.20 kN

NSc9 = NterasaSc9 + 4 x NetajSc9 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 1271.82 kN

b.5) Sm4, Sm12, Sm15, Sm16, Sm18, Sm23

NSm4= NSm12=NSm15= NSm16= NSm18= NSm23= NSm9= 1180.58 kN

stalp central

c.1)Sce5

Aria aferenta: ASce5 = 6.00×6.00 = 36.00 m2

Incarcari din terasa :

Zapada = 0.4×1.28kN/m2x36.00m2 = 18.43 kN

Stratificatie terasa = 1.875kN/m2x36.00m2 = 67.50 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x36.00m2 = 135.00 kN

Grinda = 4x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 36.79 kN

Plafon fals = 0.3 kN/m2x36.00m2 = 10.80 kN

Utila = 0.75kN/m2x36.00m2= 27.00 kN

NterasaSce5 = 295.52 kN

Incarcari din etaj curent :

Utila = 0.4×2.38kN/m2x36.00m2 = 34.27 kN

Pardoseala = 0.807kN/m2x18.00+1.11 kN/m2x18.00 = 34.51 kN

Pereti despartitori = 0.5k/m2x36.00m2= 18.00 kN

Greutate proprie placa = 0.15mx25kN/m3x36.00m2 = 135.00 kN

Grinda = 4x[(0.6m-0.15m)x0.3mx25kN/m3x2.725m] = 36.79 kN

NetajSce5 = 258.57 kN

NSce5 = NterasaSce5 + 4 x NetajSce5 +5×0.6mx0.75mx3.65mx25kN/m3 = 1535.11kN

c.1)Sce8, Sce11, Sce14, Sce17, Sce20

NSce8= NSce11=NSce14= NSce17= NSce20= NSce5 = 1535.11kN

G = NSce8+ NSce11+NSce14+ NSce17+ NSce20+ NSce5+ NSm4+ NSm12+NSm15+ NSm16+ NSm18+ NSm23+ NSm9+ NSm7+ NSm10+ NSm13+ NSm19+ NSm21+ NSm6+ NSm2+ NSc22 + NSc3 +NSc3 +NSc3=30926.1 kN

– stâlp colț – 60×75 cm – N = 1068 kN

– stâlp marginal – 60×75 cm – N = 1337 kN

– stâlp central – 60×75 cm – N = 1535 kN

Verificarea corectitudini modelarii structurii in programul ETABS

Verificarea masei totale a structurii:
mcalcul = 3092.61 t

mETABS = 3123.90 t

Eroarea = (mETABS-mcalcul)/mcalcul = 0.01001 = 1%

Atotal cladire = 615m2x5=3075 m2

m/Atotal cladire=3123.9t/3075m2=1.01t/m2

1t/m2<1.01t/m2<1.3t/m2 pentru structuri in cadre

Verificarea fortei taietoare de baza

Fbcalcul = cxG

C = 0.073

G = 30926.1 kN

Fbcalcul = 30926.1×0.0646=2557.60 kN

Fbetabs= 2236.36 kN

Eroarea = (Fbcalcul – Fbetabs)/ Fbcalcul = 0.0083 = 0.83%

5. Verificarea deplasărilor relative de nivel (de drift)

Verificarea la starea limită de serviciu (SLS)

Verificarea la starea limita de serviciu are drept scop menținerea funcțiunii

principale a clădirii in urma unor cutremure, ce pot apărea de mai multe ori in viata

construcției, prin limitarea degradării elementelor nestructurale si a componentelor

instalațiilor construcției. Prin satisfacerea acestei condiții se limitează implicit si costurile

reparațiilor necesare pentru aducerea construcției in situația premergătoare seismului.

Verificarea la deplasare se face pe baza expresiei:

= 0.005h

– deplasarea relativă de nivel sub acțiunea seismica asociata SLS

ν – factor de reducere care ține seama de perioada de revenire mai scurtă a acțiunii

seismice. Valoarea factorului este:

• 0.4 pentru clădirile încadrate in clasele I si II de importanta

• 0.5 pentru clădirile încadrate in clasele III si IV de importanta.

q – factorul de comportare specific tipului de structură

– deplasarea relativa a aceluiași nivel, determinată prin calcul static elastic sub

încărcări seismice de proiectare (vezi capitolul 4). Se ia în considerare numai

componenta deformației care produce degradarea pereților înrămați, extrăgând

partea datorată deformației axiale a elementelor verticale in cazul in care aceasta

are o contribuție semnificativa la valoare deformației totale. Rigiditatea la

incovoiere a elementelor structurale din beton armat, utilizată pentru calculul

valorii se va considera 0.5 EbIb

– valoarea admisibila a deplasării relative de nivel = 0.005h

Valoarea deplasării relative de nivel poate fi determinata alternativ prin calculul dinamic liniar al structurii sub acțiunea accelerogramelor asociate cutremuruluide proiectare, reduse corespunzător prin coeficientul ν.

Verificarea la starea limită ultimă (ULS)

Verificarea la starea limita ultima are drept scop evitarea pierderilor de vieți

omenești la atacul unui cutremur major, foarte rar, ce poate apărea in viața unei

construcții, prin prevenirea prăbușirii totale a elementelor nestructurale. Se urmărește

deopotrivă realizarea unei marje de siguranța suficiente fata de stadiul cedării elementelor

structurale.

Verificarea la deplasare se face pe baza expresiei:

= 0.025h

– deplasarea relativă de nivel sub acțiunea seismica asociata ULS.

q – factorul de comportare specific tipului de structură

– în lipsa datelor care să permită o evaluare mai

precisă, rigiditatea la încovoiere a elementelor structurale de beton armat, utilizată

pentru calculul valorii dr, se consideră egală cu jumătate din valoarea

corespunzătoare secțiunilor nefisurate, adică 0,5EcIc

c – coeficient de amplificare al deplasărilor, care ține seama că pentru T<Tc (Tc este

perioada de control a spectrului de răspuns) deplasările seismice calculate in

domeniul inelastic sunt mai mari decât cele corespunzătoare răspunsului seismic

elastic.

6. dimensionare armătură placă

Pentru dimensionarea ariei de armătură necesară pentru armarea plăcii unui nivel curent s-a considerat că placa lucrează în domeniul elastic, valorile momentelor încovoietoare de dimensionare fiind determinate folosind programul de calcul ETABS v.9.0.7 .

b = 1000 mm

7. dimensionare armătură SCARĂ

Pentru dimensionarea ariei de armătură necesară pentru armarea rampei și a podestului intermediar valorile momentelor încovoietoare de dimensionare au fost determinate folosind programul de calcul ETABS v.8.23 (vezi Anexa 1).

b = 1000 mm

8. dimensionare armătură GRINZI

8.1. CALCUL LA MOMENTE POZITIVE

In cazul grinzilor care intra intr-un stalp exterior bp se ia egala cu latimea stalpului bst daca nu exista grinzi transversale in nod si egala cu bst + 2 hp de fiecare parte a grinzii daca asemenea grinzi exista.

In cazul grinzilor care intra in stalpi interiori bp este mai mare cu 2 hp decat valorile de mai sus pentru fiecare caz in parte.

8.2. CALCUL LA MOMENTE NEGATIVE

Verificarea condiției de ductilitate

8.3. CALCUL LA FORȚĂ TĂIETOARE

8.4. ASIGURAREA CERINȚELOR DE DUCTILITATE LOCALĂ

(1) Zonele de la extremitățile grinzilor cu lungimea lcr = 1,5hw, măsurate de la fața stâlpilor, precum și zonele cu această lungime, situate de o parte și de alta a unei secțiuni din câmpul grinzii unde poate interveni curgerea în cazul combinației seismice de proiectare, se consideră zone critice (disipative).

(2) Cerințele de ductilitate în zonele critice ale grinzilor se consideră satisfăcute dacă sunt îndeplinite condițiile de armare date în continuare la alineatele (3)…(6).

Cel puțin jumătate din secțiunea de armătură întinsă se prevede și în zona comprimată

Coeficientul de armare longitudinală din zona întinsă satisface condiția :

Limita inferioară a coeficientului de armare trebuie respectată pe toată deschiderea grinzii.

Armăturile longitudinale se vor dimensiona astfel încât să nu se depășească înălțimea zonei comprimate admisă de STAS 10107/0-90.

Se prevede armare continuă pe toată deschiderea grinzii. Astfel:

(a) la partea superioară și inferioară a grinzilor se prevăd cel puțin câte două bare cu suprafața profilată cu diametrul db 14 mm;

(b) cel puțin un sfert din armătura maximă de la partea superioară a grinzilor se prevede continuă pe toată lungimea grinzii;

Etrierii prevăzuți în zona critică trebuie să respecte condițiile :

(a) diametrul etrierilor dbw 6 mm;

(b) distanța dintre etrieri s va fi astfel încât :

în care dbL este diametrul minim al armăturilor longitudinale.

9. dimensionare armătură STÂLPI

9.1. CALCUL LA ÎNCOVOIERE CU FORȚA AXIALA

Determinarea eforturilor de calcul

Calculul armaturii longitudinale

9.2. CALCUL LA FORȚĂ TĂIETOARE

9.3. ASIGURAREA CERINȚELOR DE DUCTILITATE LOCALĂ

Valorile normalizate ale forței axiale d vor respecta condițiile din STAS 10107/0-90 pentru stâlpii făcând parte din structuri care preiau efectul acțiunii seismice, ca și prevederile din același standard privind armarea transversală necesară în situațiile în care valorile d nu respectă, în limitele indicate, aceste condiții.

Coeficientul de armare longitudinală totală va fi cel puțin 0,01 și maximum 0,04.

Între armăturile din colțuri se va prevedea, pe fiecare latură, cel puțin câte o bară intermediară;

Zonele de la extremitățile stâlpilor se vor considera zone critice pe o distanță lcr, dată la (5);

În afara cazului când este determinată printr-un calcul riguros, lungimea zonelor critice se determină cu :

unde hc este cea mai mare dimensiune a secțiunii stâlpului, iar lcl este înălțimea liberă.

Dacă lcl/hc < 3, întreaga lungime a stâlpului se consideră zona critică și se va arma în consecință.

În interiorul zonelor critice se vor prevedea etrieri și agrafe, care să asigure ductilitatea necesară și împiedicarea flambajului local al barelor longitudinale. Modul de dispunere a armăturii transversale va fi astfel încât să se realizeze o stare de solicitare triaxială eficientă.

Condițiile minime pentru a realiza aceste cerințe sunt cele date la (8)…(10).

Coeficientul de armare transversală cu etrieri va fi cel puțin:

0,005 în zona critică a stâlpilor de la baza lor, la primul nivel;

0,0035 în restul zonelor critice.

Armarea transversală va respecta condițiile:

(a) Distanța dintre etrieri nu va depăși :

în care b0 este latura minimă a secțiunii utile (situată la interiorul etrierului perimetral), iar dbL este diametrul minim al barelor longitudinale;

Ultima condiție se înlocuiește la baza stâlpului (în secțiunea teoretică de încastrare) cu condiția s≤6dbL.

(b) Distanța în secțiune dintre barele consecutive aflate la colțul unui etrier sau prinse de agrafe nu va fi mai mare de 150 mm.

(10) La primele două niveluri ale clădirilor cu peste 5 niveluri și la primul nivel în cazul clădirilor mai joase, se vor prevedea la bază etrieri îndesiți și dincolo de zona critică pe o distanță egală cu jumătate din lungimea acesteia.

10. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ RADIER

Verificarea radierului la strapungere s-a facut in zonele de rezemare a stalpilor centrali pe radier. Relatia de verificare este urmatoarea:

10.1. DIMENSIONARE ARMĂTURĂ LONGITUDINALĂ

b = 1000 mm

Deoarece momentele in camp sunt mult mai mici decat cele de pe reazem se va adopta constructiv aceeasi armare 20/20, respectiv 25/20.

10.2. VERIFICAREA TERENULUI DE FUNDARE

– gruparea fundamentală