III.1 Considerații generale, metodologii, realizări teoretice și interpretări normative [303359]
[anonimizat].1 [anonimizat], realizări teoretice și interpretări normative
III.1 Încărcarea seismică
II.1.1 Istoricul cutremurelor din România
Scrieriile și istorisirile din trecut menționează pe teritoriul principatelor române numeroase activități seismice. Cele mai multe s-au înregistrat în zona Munteniei și a Moldovei.
Studiile desfășurate în arealul de hazard seismic au scos în evidență că riscul de a se produce un seism este mai ridicat în partea de sud și est a țării, iar în zona Transilvaniei și extremitatea de vest a României este mai puțin dispusă cutremurelor. [anonimizat]. [anonimizat], ziduri respectiv turle și clopotnițe. Primul cutremur s-a produs în anul 1471, descris de cronicarul Grigore Ureche în timpul domniei lui Ștefan cel Mare :“Într-[anonimizat] 29, [anonimizat]é[anonimizat]. Vă leato 6980 (1472) [anonimizat] o au luat luiș doamnă.” În aceea vreme o aripă a turnului Nebuisei din Cetatea Sucevei s-a prăbușit. Au urmat o serie de cutremure în 1620, apoi în 1681 în timpul domnitorului Șerban Cantacuzino. Următorul cutremur important a fost în 1701, urmat de un altul în 1783 [anonimizat]-o însemnare grecească ca un “cutremur foarte cumplit”. Cel mai mare cutremur menționat în literatura vremii a fost cel din 1802 care a [anonimizat], a [anonimizat], Biserica Sf. [anonimizat], Biserica Sf. [anonimizat], etc..
Figura 1: Turnul Colțea înainte și după cutremurul din 1802
(https://ro.wikipedia.org/wiki/Cutremurul_din_1802_(Rom%C3%A2nia))
[anonimizat] s-a produs o schimbare importantă în configurația Bucureștiului. Caligraful Dionisie Eclesiarhul mărturiseasă că: “S-[anonimizat], [anonimizat] s-[anonimizat].”. O altă mărturie: „[anonimizat] 1802, octomvrie 14, la 7 ceasuri de zi, s-au cutremurat pământul foarte tare. Aici în București s-[anonimizat], iar din casele boerești și din cele de obște prea puține au scăpat zdravene. În multe locuri s-[anonimizat]. Și a [anonimizat] s-[anonimizat], la 3 ciasuri den zi.”. După anul 1802 au fost înregistrate activități seismice cu efecte mai reduse în anii 1821 și 1829. Cutremurul vrâncean din 1838 a provocat prăbușirea în București a 36 [anonimizat] s-au înregistrat 8 morți, 14 răniți. Cutremurul a [anonimizat] a blocat albia râului Verescheu care a condus la acoperirea unei zone de codru secular și formarea Lacului Roșu. Istoria consemnează un alt cutremur în august 1894, care a generat prăbușirea malurilor, Prutului pe o lungime de peste 500 de metri în județul Galați, la care se adaugă distrugerea mai multor case de la periferia Bucureștiului.
În octombrie 1908 s-a înregistrat un cutremur cu trei replici consecutive, la care durata a fost de circa 180 secunde, care a produs avarierea mai multor case vechi din București și din estul Munteniei și sudul Moldovei. A urmat o perioadă de circa 30 de ani fără cutremure, dar care a însemnat și o dezvoltare urbană importantă a României. Seismul din 10 noiembrie 1940 ca o replică a celui din octombrie 1940, a reprezentat cel mai important cutremur de pământ din perioada României contemporane. Cu această ocazie s-au strâns primele date de bază și concluzii utile în privința comportării construcțiilor la cutremure, lucru care a culminat cu apariția primelor instrucțiuni de proiectare privind acțiunea seismică. Efectele distructive ale acestui cutremur au fost importante în părțile centrale și de sud ale Moldovei, precum și în Subcarpații Munteniei. La București s-a produs prăbușirea blocului Carlton, o structură de beton armat, cu două subsoluri, sală de cinematograf, dezvotat pe parte și 12 etaje. Cifrele exate ale victimelor omenești produse de cutremurul din 1940 nu sunt cunoscute, deoarece informațiile de presă erau cenzurate fiind perioada războiului. Cu toate acestea s-a apreciat că au fost circa 1.000 de morți, majoritatea în zona Focșani și Moldova și circa 4.000 de răniți.
Figura 2: Blocul Carlton înainte și după cutremurul din 1940
(https://media.dcnews.ro/image/201403/w670/Cutremur-1977.jpeg.jpg
http://albumdefamilie.bucuresti2021.ro/wp-content/uploads/2015/06/1934_Carlton_MMB420-1024×595.jpg)
Punctul de cotitură în dezvoltarea domeniului ingineriei seismice l-a constituit cutremurul din 4 martie 1977 care deși a eliberat mai puțină energie decât cel din 1940 este considerat, datorită efectelor sale, ca cel mai distrugător seism care a lovit România în epoca modernă. Efectele importante ale seismului cu epicentrul în Vrancea au avut orientarea pe direcția S-V, spre București și Zimnicea. În urma seismului s-au prăbușit peste 33 de clădiri și blocuri de locuințe la București. La nivelul întregii țări s-au degradat peste 33.000 de locuințe. Numărul celor care și-au pierdut viața s-a ridicat la 1.571, din care numai în București 1.424, iar numărul răniților a depășit 11.000 de oameni. Nivelul pierderilor materiale calculate la acea vreme s-a ridicat la peste 2 miliarde de dolari. Multe construcții cu deficiențe de proiectare și execuție s-au prăbușit parțial sau au suferit degradări importante. Un exemplu concludent este blocul de locuințe, parter și trei etaje cu structură din zidărie și beton armat monolit de la Valea Călugărească care s-a prăbușit pe verticală circa 3 m prin ruperea stâlpilor de la parter. Acestui cutremur i-au urmat mai multe cutremure, cel mai important fiind în 1986, care a fost fără efecte importante la noi, dar care a generat la Chișinău prăbușirea a patru blocuri de locuințe. Următoarele cutremure din 1990, 2004, 2009 și 2010 nu au produs pagube semnificative.
Figura 3:Prăbușirea totală a unui tronson al blocului OD16 din Bulevardul Păcii 16, București 1977 (Indicativ ME-003-2007, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Construcții și Economia Construcțiilor – INCERC București)
Figura 6:Colapsul partial și înclinarea pronunțată a tronsonului de colt al blocului 30 din Șoseaua Ștefan cel Mare 33, structură de tip “parter flexibil”, București, 1977 (Indicativ ME-003-2007, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Construcții și Economia Construcțiilor – INCERC București)
Figura 5:Clădiri construite înainte de 1940 distruse la cutremurul din 1977 (Indicativ ME-003-2007, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare în Construcții și Economia Construcțiilor – INCERC București)
II.1.2 Nivelul seismic din România
“Hazardul seismic din România este datorat contribuției a doi factori: contribuția majoră a zonei seismice subcrustale Vrancea și alte contribuții provenind din zone seismogene de suprafață, distribuite pe întreg teritoriul tării.
Figura 7: Epicentrele cutremurelor ce au avut loc în România în perioada 984-1999 (Lungu et al.,2003)
Zona seismogenă Vrancea este situată la curbura Carpaților, având, după datele din acest secol, un volum relativ redus: adâncimea focarelor între 60 și 170 km și suprafața epicentrală de cca. 40×80 km2. Sursa Vrancea este capabilă să producă mari distrugeri în peste 2/3 din teritoriul României și în primul rând în București: pagube de 1.4 Miliarde USD numai în Capitală din totalul de peste 2 Miliarde USD în România în 1977. Cutremurul Vrâncean cel mai puternic este considerat a fi cel din 26 Octombrie 1802, magnitudinea Gutenberg-Richter, M apreciată de diferiți autori pentru acest cutremur se situează între 7.5 și 7.7. Cutremurul Vrâncean cu cea mai mare magnitudine din acest secol a fost cel din 10 Noiembrie 1940 având magnitudinea Gutenberg-Richter M=7.4 și adâncimea de 140-150 km. Cutremurul Vrâncean cu cele mai distrugătoare efecte asupra construcțiilor și primul cutremur puternic pentru care s-a obținut o accelerogramă înregistrată în România a fost cel din 4 Martie 1977: magnitudinea Gutenberg-Richter M=7.2, adâncimea focarului h=109 km, distanța epicentrală față de București 105 km. În București acest cutremur a cauzat peste 1400 pierderi de vieți omenești și prăbușirea a 23 construcții înalte din beton armat și 6 clădiri multietajate din zidărie realizate înainte de cel de al doilea război mondial precum și a 3 clădiri înalte din beton armat construite în anii ’60 – ‘70. “Banatul este o regiune foarte bogată în focare proprii, focare care se grupează în 2 regiuni distincte. O regiune o constituie partea de SE a Banatului (Moldova Nouă), iar o altă împrejurimile orașului Timișoara” (I. Atanasiu, Cutremurele de pământ din România, 1959). După Constantinescu și Marza celor 2 zone seismogene principale din Banat li se pot adăuga și următoarele zone: Sânicolaul Mare, Arad și granița română – sârbă. Cel mai puternic cutremur Bănățean din sursa Moldova Nouă în secolul XX a fost cutremurul din 18 Iulie 1991, M=5.6, h = 12 km iar din sursa Timișoara a fost cutremurul din 12 Iulie 1991, M =5.7, h = 11 km.
Figura 8: Poziționarea geografică a epicentrelor cutremurelor bănățene în perioada 1794-2001 (Lungu et al,2003)
II.1.3 Prevederi din indicativ P100-1 din 2013
1.1.(1)Codul de proiectare seismică – Partea I – Prevederi de proiectare pentru clădiri se aplică la proiectarea seimică a clădirilor și construcțiilor cu structuri similare acestora (de exemplu: tribune, estacade și alte asemenea) amplasate pe teritoriul României. (5)Prevederile codului au în vedere, în cazul acțiunii cutremurului:
– protecția vieții și integrității fizice a persoanelor;
– menținerea fără întrerupere a desfășurării de activități și servicii esențiale pentru viața socială și economică;
– evitarea producerii de explozii sau degajări de substanțe periculoase;
– limitarea pagubelor materiale.
1.1.(9)Prevederile codului se adresează investitorilor, proiectanților, executanților de lucrări, specialiștilor cu activitate în domeniul construcțiilor atestați/autorizați în condițiile legii, precum și organismelor de verificare și control (verificarea și/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul și/sau expertizarea lucrărilor).
În subcapitolul 1.2 Definiții generale sunt prezentate următoarele concepte:
Factor de comportare: Factor utilizat pentru a reduce forțele corespunzătoare răspunsului elastic ținând cont de răspunsul neliniar al structurii. Depinde de natura materialului structural, tipul de sistem structural și concepția de proiectare.
Factor de importanță și de expunere la cutremur: Factor evaluat pe baza consecințelor cedării structurale.
Zonă disipativă (zonă critică sau zonă potențial plastică): Parte a unei structuri, unde se așteaptă să se dezvolte deformații inelastice, înzestrată cu o capacitate ridicată de disipare a energiei.
Combinația seismică de proiectare: Combinație factorizată a efectelor acțiunilor care include acțiunea seismică cu valoarea de proiectare
Structură cu răspuns elastic (nedisipativă): Structură proiectată să reziste la acțiuni seismice fără considerarea comportării inelastice (neliniare).
Structură cu răspuns inelastic (disipativă): Structura sau parte a unei structuri, la care se așteaptă să se dezvolte deformații inelastice, înzestrată cu o capacitate ridicată de disipare a energiei.
2.1.(1) Proiectarea la cutremur urmărește satisfacerea, cu un grad adecvat de siguranță, a următoarelor cerințe fundamentale (niveluri de performanță):
(i) cerința de siguranță a vieții: Structura va fi proiectată pentru a răspunde acțiunii seismice cu valoarea de proiectare, cu o marjă suficientă de siguranță față de nivelul de deformare la care intervine prăbușirea locală sau generală, astfel încât viețile oamenilor să fie protejate. Valoarea de proiectare a acțiunii seismice, considerată pentru cerința de siguranța vieții corespunde unui interval mediu de recurență de 225 ani (probabilitate de depășire de 20% în 50 de ani).
(ii) cerința de limitare a degradărilor: Structura va fi proiectată pentru a răspunde acțiunilor seismice cu probabilitate mai mare de apariție decât acțiunea seismică de proiectare, fără degradări sau scoateri din funcțiune, ale căror costuri să fie exagerat de mari în comparație cu costul structurii. Acțiunea seismică considerată pentru cerința de limitare a degradărilor corespunde unui interval mediu de recurență de 40 ani (probabilitate de depășire de 20% în 10 de ani). 2.2.1.(2) Îndeplinirea cerințelor fundamentale se controlează prin verificările a două categorii de stări limită:
(i) Starea limită ultimă, ULS, asociată cu ruperea elementelor structurale și alte forme de cedare care pot pune în pericol siguranța vieții oamenilor.2.2.2.(3) Structura clădirii va fi verificată la stabilitatea de ansamblu sub acțiunea seismică de proiectare. Se vor avea în vedere atât stabilitatea la răsturnare, cât și stabilitatea la lunecare. 2.2.2.(4) Calculul structural va lua în considerare, atunci când sunt semnificative, efectele de ordinal 2. 2.2.2.(5) Se vor limita deplasările laterale sub acțiunea seismică asociată stării limită ultime astfel încât:
(i) să se asigure o marjă de siguranță suficientă a deformației laterale a structurii față de cea corespunzătoare prăbușirii; în felul acesta condiția de limitare a deformațiilor structurale exprimă o condiție de limitare a cerințelor de ductilitate;
(ii) să se evite riscul pe care-l poate prezenta pentru persoane prăbușirea componentelor nestructurale; în acest scop prinderile componentelor nestructurale de structură trebuie să asigure stabilitatea acestora sub acțiunea seismică de proiectare.
(ii) Starea limită de serviciu, SLS, care are în vedere dezvoltarea degradărilor până la un nivel, dincolo de care cerințele specifice de exploatare nu mai sunt îndeplinite. 2.2.3.(1) Se va verifica dacă deplasările relative de nivel sub acțiuni seismice asociate stării limită de serviciu sunt mai mici decât cele care asigură protecția elementelor nestructurale, echipamentelor, obiectelor de valoare, etc.
2.2.4.(4) Proiectarea va avea ca obiectiv esențial, impunerea unui mecanism structural favorabil de disipare de energie (mecanism de plastificare) la acțiunea cutremurului de proiectare. Acest deziderat presupune următoarele:
– dirijarea zonelor susceptibile de a fi solicitate în domeniul postelastic (a zonelor “critice” sau “disipative”) cu prioritate în elementele care prin natura comportării posedă o capacitate de deformare postelastică substanțială, elemente a căror rupere nu pune în pericol stabilitatea generală a construcției;
– dirijarea zonelor disipative astfel încât capacitatea de deformare postelastică să fie cât mai mare, iar cerințele de ductilitate să fie cât mai mici; se va urmări evitarea concentrării deformațiilor plastice în puține zone, situație care antrenează cerințe ridicate de ductilitate;
– alcătuirea zonelor disipative astfel încât să fie înzestrate cu capacități suficiente de deformare postelastică și o comportare histeretică cât mai stabilă;
– evitarea ruperilor premature cu caracter neductil, prin modul de dimensionare și prin alcătuirea constructivă adecvată a elementelor.
3.1.(1) Pentru proiectarea construcțiilor noi 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. Nivelul de hazard seismic indicat în prezentul cod este un nivel minim pentru proiectare. 3.1.(2) Hazardul seismic pentru proiectare este descris de valoarea de vârf a accelerației seismice orizontale a terenului, ag determinată pentru un interval mediu de recurență (IMR) de referință, valoare numită în continuare “accelerația terenului pentru proiectare”. Mărimea ag astfel definită este valoarea caracteristică a accelerației seismice orizontale a terenului pentru determinarea valorii caracteristice a acțiunii seismice, AEk. Convențional, în prezentul cod, valoarea de proiectare a acțiunii seismice AEd este egală cu valoarea caracteristică a acțiunii seismice AEk înmulțită cu factorul de importanță și expunere a construcției γI,e:
3.1.(3) Valorile accelerației terenului pentru proiectare, ag sunt indicate în figura de mai jos. Valorile ag corespund unui interval mediu de recurență IMR=225 ani (probabilitate de depășire de 20% în 50 de ani). Mărirea nivelului de hazard seismic față de versiunea anterioră a codului este justificată de următoarele considerente:
(i) mărirea nivelului de siguranță al utilizatorilor clădirilor și a valorilor adăpostite;
(ii) reducerea pierderilor seismice așteptate pe durata de viață proiectată a clădirilor;
(iii) procesul de aliniere la nivelul de hazard seismic recomandat de SR EN 1998-1.
Figura 9: România – Zonarea valorilor de vârf ale accelerației terenului pentru proiectare
(Indicativ P100-1 din 2013)
3.1.(4) Mișcarea seismică într-un punct pe suprafața terenului este reprezentată prin spectre de răspuns elastic pentru accelerații absolute. 3.1.(5) Acțiunea seismică orizontală pentru proiectarea clădirilor este descrisă prin doua componente ortogonale ale mișcării seismice considerate independente între ele; în proiectare, spectrul de răspuns elastic al accelerațiilor absolute se consideră același pentru cele 2 componente. Spectrul de răspuns elastic al accelerațiilor absolute pentru componentele orizontale ale mișcării terenului în amplasament, Se(T) (în m/s2), este definit astfel:
3.1.(7) Spectrele normalizate de răspuns elastic ale accelerațiilor absolute pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, β(T), pentru valoarea convențională a fracțiunii din amortizarea critică ξ=0,05 și în funcție de perioadele de control (colț) TB, TC și TD sunt date de următoarele relații:
unde:
T este perioada de vibrație a unui sistem cu un grad de libertate dinamică și cu răspuns elastic.
este factorul de amplificare dinamică maximă a accelerației orizontale a terenului de către un sistem cu un grad de libertate dinamică, a cărui valoare este β0 =2,5.
TB și TC sunt limitele domeniului de perioade în care accelerația spectrală are valorile maxime și este modelată simplificat printr-un palier de valoare constantă.
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. 3.1.(8) Condițiile locale de teren sunt descrise simplificat 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.
Figura 10: Zonarea teritoriului României în termeni de perioada de control a spectrului de răspuns
(Indicativ P100-1 din 2013)
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 perioadelor de control (colt), TB, TC și TD sunt:
3.1.(9) Spectrele normalizate de răspuns elastic ale accelerațiilor absolute pentru fracțiunea din amortizarea critică ξ=5% în condițiile seismice și de teren din România, β(T) sunt :
Figura 11: Spectre normalizate de răspuns elastic ale accelerațiilor absolute pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, în zonele caracterizate prin perioada de control (colț) TC=0,7s, 1,0s și 1,6s
3.1.(10) Spectrul de răspuns elastic al deplaqsărilor relative pentru componentele orizontale ale mișcării terenului, SDe(T) (in metri), se obține prin transformarea directă a spectrului de răspuns elastic pentru accelerații absolute, Se(T) cu următoarea relație:
3.1.(11) Acțiunea seismică verticală pentru proiectarea clădirilor este reprezentată prin spectrul de răspuns elastic al accelerațiilor absolute pentru componenta verticală a mișcării terenului în amplasament Sve (în m/s2) dat de următoarea relație:
, unde
este valoarea de vârf a accelerației pentru componenta verticală a mișcării terenului, în m/s2 și βv(T) este spectrul normalizat de răspuns elastic al accelerațiilor absolute pentru componenta verticală a mișcării terenului. 3.1.(12) Valoarea de vârf a accelerației pentru componenta verticală a mișcării terenului avg se evaluează ca fiind:
3.2.(1) Spectrul de proiectare pentru componentele orizontale ale mișcării terenului Sd(T)(ordonata în m/s2) este spectrul de răspuns inelastic al accelerațiilor absolute definit prin:
q este factorul de comportare al structurii denumit și factorul de modificare a răspunsului elastic în răspuns inelastic.
4.5.3.2.2.(1) Forța tăietoare de bază corespunzătoare modului propriu fundamental, pentru fiecare direcție orizontală principală considerată în calculul clădirii, se determină după cum urmează:
, unde:
– ordonata spectrului de răspuns de proiectare corespunzătoare perioadei fundamentale T1;
– perioada proprie fundamentală de vibrație a clădirii în planul care conține direcția orizontală considerate;
– masa totală a clădirii calculată ca suma a maselor de nivel;
– factorul de importanță al construcției;
– factor de corecție care ține seama de contribuția modului propriu fundamental prin masa modală efectivă asociată acestuia, ale cărui valori sunt:
(2) Perioada proprie fundamentală T1 se determină pe baza unor metode de calcul dinamic structural. (3) Perioada fundamentală poate fi estimată aproximativ cu formulele simplificate specificate pentru diferite categorii de structuri.
4.5.3.2.3.(1) Efectele acțiunii seismice se determină prin aplicarea forțelor seismice orizontale asociate nivelurilor cu masele mi pentru fiecare din cele două modele plane de calcul. Forța seismică care acționează la nivelul i se calculează cu relația:
, unde:
și reprezintă înălțimea până la nivelul i și, respectiv, j măsurată față de baza construcției considerată in model, iar n este numărul total de niveluri. (3) Forțele seismice orizontale se aplică sistemelor structurale ca forțe laterale la nivelul fiecărui planșeu considerat indeformabil în planul său.
3.1.1 În calculul dinamic al structurilor mișcarea seismică a terenului este descrisă prin variația în timp a accelerației. Atunci când este necesar un model de calcul spațial, mișcarea seismică este reprezentată prin trei accelerograme corespunzătoare celor trei direcții ortogonale (două orizontale și una verticală), acționând simultan. Pe cele doua direcții orizontale se folosesc simultan accelerograme diferite. 3.1.2 Accelerogramele artificiale sunt accelerogramele generate pe baza unui spectru de răspuns elastic al accelerațiilor absolute în amplasament, Se(T). Spectrul de răspuns elastic al accelerogramelor artificiale trebuie să fie apropiat de spectrul țintă de răspuns elastic al accelerațiilor absolute în amplasament. Astfel, pe baza spectrului de răspuns elastic al accelerațiilor absolute în amplasament Se(T) trebuie generat un set de accelerograme artificiale care să respecte următoarele condiții:
a) numărul minim de accelerograme să fie 3 (trei);
b) Media aritmetică a valorilor accelerațiilor de vârf ale accelerogramelor generate să nu fie mai mică decât valoarea ag pentru amplasamentul respectiv;
c) Valorile spectrului mediu calculat prin medierea aritmetica a ordonatelor spectrelor elastice de răspuns ale accelerațiilor absolute corespunzând tuturor accelerogramelor artificiale generate trebuie să nu fie mai mici cu mai mult de 10% din valoarea corespunzatoare a spectrului elastic de raspuns în amplasament Se(T), pentru domeniul de perioade cuprins între 0,2T1 și 2T1.
3.1.3 Accelerogramele înregistrate pot fi utilizate dacă au valori de vârf ale accelerației asemănătoare valorilor ag pentru proiectarea în amplasament și dacă au un conținut de frecvențe compatibil cu condițiile locale de teren și magnitudinea cutremurului. Vor fi utilizate cel puțin 3 (trei) accelerograme distincte.”
II.2 Încărcarea dată de zapadă
II.2.1 Istoricul evenimentelor
Cele mai memorabile ierni din România cu temperaturi foarte scăzute și cu cantități uriașe de zăpadă au fost cele din secolul XX. Înregistrările meteorologice din anul 1929 au arătat că la mijlocul lunii februariei temperaturile au scăzut la -30⁰C în zona munților din Țara Bârsei, pe când în Capitală s-au înregistrat -24⁰C. Iarna din 1941-1942 a afectat întreaga Europă. În România, la Brașov s-a înregistrat temperatura de -38.5 ⁰C . În anul 1954 un puternic ciclon mediteraneean a traversat Peninsula Balcanică. Acesta s-a reîncărcat cu umiditate deasupra Mării Negre și odată ajuns pe teritoriul României a întâlnit un front de aer rece ce a acționat ca un baraj. „Marele viscol” s-a abătut asupra țării noastre la începutul lunii februarie. Vântul a atins o viteză de 126 km/h în București, iar ninsorile abundente nu au lipsit din peisaj. La Grivița s-au depus 115,9 litri de zăpadă pe metru pătrat în 24 de ore.Troienele au ajuns la o înălțime de peste 5m în zonele din sud-estul țării potrivit măsurătorilor Agenției Naționale de Meteorologie. Autoritățile din acea vreme au făcut apel la populație pentru a ajuta la dezăpezire, au săpat tuneluri prin omăt, au cărat zăpada cu căruțele până la Dâmbovița, au ajutat la curățarea drumurilor și a șinelor de tramvai pentru ca mijloacele de transport în comun să își reia circulația. Soldații, jandarmii și tacurile au intervenit de asemenea.
Figura 12: Iarna din 1954
(http://www.monitorulcj.ro//documente/stories/2017/01/09/zapda1.jpg , http://storage0.dms.mpinteractiv.ro/media/1/186/3927/9199421/1/facebook.jpg?width=934)
“O masivă cădere de zăpadă a avut loc în luna ianuarie 1969. Ziarul România Liberă scria, pe 4 ianuarie 1969, că potrivit meteorologilor, "din gîlceava unui anticiclon cu aerul rece polar, s-a născut cumplita iarnă care, vorba poetului, cerne norii de zăpadă". Ziariștii relatau că "Bucureștiul a căpătat înfățișarea unei așezări arctice, iar pe cîmpia din sud, nămeții au ajuns de un stat de om" și că "au intrat în acțiune forțele Comandamentului de deszăpezire". "E drept, la început mai cu timiditate, mai greoi, dar cînd s-a văzut că se îngroașe gluma, s-a sunat asaltul împotriva troenilor", scria România Liberă. Potrivit relatărilor vremii, mii de oameni cu sute de utilaje au pornit printre munții de zăpadă, "croind pîrtii mai întîi pentru mijloacele de transport în comun, apoi spre magazinele alimentare, spre spitale". Și ziarul Scînteia scria, tot pe 4 ianuarie 1969, că zăpada căzută masiv mai ales în Muntenia, Oltenia și sudul Moldovei a creat o "seamă" de impedimente desfășurării normale a circulației rutiere și de cale ferată, aprovizionării populației, activității economice în general. De asemenea, se spunea că "organele de specialitate ale Ministerului Căilor Ferate, Ministerului Transporturilor Auto, Navale și Aeriene, Consiliului popular al municipiului București și consiliilor populare a numeroase județe au luat măsuri pentru desfășurarea unor largi acțiuni de deszăpezire, pentru asigurarea desfășurării normale a activității în aceste condiții climatice deosebite". Pe 19 ianuarie, România Liberă consemna: "Au trecut mai bine de două săptămîni de la ninsoarea abundentă care a învăluit în omăt pașii noului an și iată că Bucureștiul mai păstrează din belșug urmele iernii. Chiar în centrul Capitalei, pe unele din marile artere de circulație, mormanele de zăpadă stau și acum neridicate, iar foarte multe trotuare au devenit veritabile patinoare sau bălți improvizate. Ca să nu mai vorbim de țurțurii de gheață suspendați pe acoperișuri și balcoane. Între timp, burnița a început să dizolve pe ici pe colo troienele, oferindu-ne un peisaj acvatic de-a lungul rigolelor cu canalele înfundate. Am făcut o sumară statistică a accidentelor de circulație înregistrate în ultimele zile și am aflat cu acest prilej că, în marea lor majoritate, se datoresc tocmai acestei absențe gospodărești în curățirea de zăpadă și gheață a orașului…". “
Figura 13: Iarna anului 1969
(http://storage0.dms.mpinteractiv.ro/media/1/186/15786/11968511/1/screen-shot-2014-01-26-at-7-05-41-pm.jpg?width=934)
II.2.2 Prevederi din indicativ CR 1-1-3/2012
“1.1.(8)Prevederile codului se adresează investitorilor, proiectanților, executanților, precum și organismelor de verificare și control (verificarea și/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul și/sau expertizarea lucrărilor de construcții, după caz). 1.1.(6) Încărcarea din zăpada este o încarcare statică pe metru pătrat de proiecție orizontală a acoperișului și este fixă (are o poziție fixă și o distribuție fixă pe construcție). 1.1.(7) În conformitate cu prevederile CR 0, acțiunea zăpezii asupra construcțiilor (clădirilor și structurilor) este considerată ca acțiune variabilă și, în cazurile de aglomerare excepțională a zăpezii pe acoperiș, ca acțiune accidentală. 1.1.(1) Codul cuprinde principiile, regulile de aplicare și datele de baza necesare pentru stabilirea încărcărilor din zapadă în România, armonizate cu standardul SR EN 1991-1-3, cu luarea în considerare a informației meteorologice privind maxime anuale ale încărcărilor din zapada. 1.1.(2) Codul stabilește situațiile de proiectare și distribuțiile de încărcare din zapadă pentru proiectarea și verificarea clădirilor și a altor construcții. 1.1.(3) Codul se utilizează pentru proiectarea construcțiilor situate în amplasamente cu altitudinea mai mică sau egală cu 1500 m față de nivelul mării. 1.2.(4) În cazul construcțiilor amplasate la altitudini mai mari de 1500 m, pentru determinarea valorii caracteristice a încărcării din zăpada la sol și a coeficienților de formă ai încărcării din zapada pe acoperiș trebuie realizate studii specifice de către instituții de specialitate competente, cu aprobarea autorităților competente. Astfel, valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe sol pentru amplasamentul viitoarei construcții se obține pe baza analizei statistice și modelării probabilistice, utilizând date măsurate sau certificate de autoritățile de specialitate competente. Se recomandă utilizarea unui număr cât mai mare de valori maxime anual măsurate (preferabil cel puțin 20). 1.1.(4) Codul nu se referă la următoarele cazuri speciale:
-încărcări date de impactul zăpezii care alunecă de pe un acoperiș pe altul;
-modificarea încărcărilor din vânt care ar putea rezulta din modificarea formei sau dimensiunii construcției datorită depunerii de zăpadă sau de gheață;
-încărcări din zăpadă în zonele în care există căderi permanente de zăpadă;
– încărcări datorate gheții;
– încărcări laterale datorate zăpezii aglomerate;
– încărcări din zăpada pe poduri.
1.1.(5) În cod sunt indicați coeficienții de expunere și coeficienții de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperișuri cu forme uzuale. 1.4.(1) Valoarea caracteristică a încărcării din zăpada pe sol este definită cu 2% probabilitate de depășire într-un an sau, echivalent, definită cu un interval mediu de recurență IMR=50 ani. 1.4.(3) Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe acoperiș se determina prin multiplicarea valorii caracteristice a încărcării din zăpadă pe sol cu factorul de importanță-expunere pentru acțiunea zăpezii, cu coeficientul de expunere al construcției în amplasament, cu coeficientul de formă pentru încarcarea din zapada pe acoperiș și cu coeficientul termic. 1.4.(9) Încărcarea din zapadă datorată aglomerării excepționale de zăpadă este o încărcare datorată unui mod excepțional de depunere a zăpezii care are o probabilitate foarte redusă de apariție. 1.4.(4) Încărcărea din zăpadă neaglomerată pe acoperiș este încărcarea datorată depunerii naturale a zăpezii pe acoperiș, distribuită cvasiuniform și influențată doar de forma acoperișului. Acest tip de încărcare nu include redistribuirea zăpezii datorită altor acțiuni climatice. 1.4.(5) Încărcarea din zăpadă aglomerată pe acoperiș este încărcarea datorată redistribuirii zăpezii pe acoperiș, de exemplu datorită vântului. 1.4.(6) Coeficientul de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperiș stabilește distribuția încărcării din zăpadă pe acoperișuri de diferite forme. Conceptual, acest coeficient reprezintă raportul dintre încărcarea din zăpadă pe acoperiș și încărcarea din zapadă pe sol, fără influența condițiilor de expunere a construcției în amplasament și a efectelor termice. 1.4.(7) Coeficientul termic stabilește reducerea încărcării din zăpadă pe acoperiș în funcție de fluxul termic prin acoperiș ce poate cauza topirea zăpezii. 1.4.(8) Coeficientul de expunere al construcției în amplasament stabilește reducerea sau creșterea încărcării din zăpada pe acoperiș în funcție de topografia locală a amplasamentului și de obstacolele de lângă construcție.
2.(2) Se consideră următoarele două condiții de amplasament pentru proiectarea la acțiunea zăpezii:
(i) Condiții normale, fără considerarea aglomerărilor excepționale de zăpadă pe acoperiș. Se consideră situația de proiectare persistentă/tranzitorie și se utilizează două tipuri de distribuire a încărcării din zapada: încărcarea din zăpadă neaglomerată și încărcarea din zapadă aglomerată;
(ii) Condiții excepționale, cu considerarea aglomerări excepționale de zăpadă pe acoperiș. Se considera două situații de proiectare:
(i)persistentă/tranzitorie cu utilizarea încărcării din zăpadă neaglomerată și aglomerată;
(ii)accidentală (în care zăpada este acțiunea accidentală) cu utilizarea încărcării din aglomerarea excepțională de zăpadă pe acoperiș.
2.2(3) Valorile caracteristice ale încărcării din zăpadă pe sol pe teritoriul României, sk, sunt:
Figura 14: Zonarea valorilor caracteristice ale încărcării din zăpadă pe sol sk [kN/m2]
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
Valorile indicate sunt valabile pentru proiectarea la acțiunea zăpezii a construcțiilor amplasate la altitudini A = 1000 m. 3.(2) Cu acordul beneficiarului, pentru proiectarea la acțiunea zăpezii a clădirilor și structurilor la care se dorește un nivel de siguranță sporit sau a construcțiilor și/sau acoperișurilor sensibile la acțiunea zăpezii, se poate folosi o valoare a încărcării din zăpadă la sol având o probabilitate de depășire mai mică de 2% (IMR>50 ani):
Tabel 1: Greutatea specifică medie a zăpezii
(Indicativ CR 1-1-3/2012-Anexa B)
4.1(1) Încărcarea din zăpadă pe acoperiș ia în considerare depunerea de zăpadă în funcție de forma acoperișului și de redistribuirea zăpezii cauzate de vânt și de topirea zăpezii. 4.1.(2) Factorii care influentează modul de depunere al zăpezii pe acoperiș pot fi:
a)forma acoperișului;
b)caracteristicile termice ale acoperoșului;
c)rugozitatea suprafeței acoperișului;
d)cantitatea de căldură generată sub acoperiș;
e)vecinătatea cu alte construcții;
f)terenul din jurul construcției;
g) condiții meteorologice locale, în particular caracteristicile vântului, variațiile de temperatură, nivelul așteptat de precipitații (ploi sau ninsori).
4.1.(8) Valoarea caracteristică a încărcării din zăpada pe acoperiț, s, pentru situația de proiectare persistentă/tranzitorie se determină astfel:
,unde:
-este factorul de importanță-expunere pentru acțiunea zăpezii;
-coeficientul de formă al încărcării din zăpadă pe acoperiș;
-coeficientul de expunere al construcției în amplasament;
-coeficientul termic;
-valoarea caracteristica a încarcarii din zapada pe sol [kN/m2], în amplasament.
4.1.(9) (9) Valoarea characteristică a încărcării din zăpadă pe acoperiș, s, pentru situația de proiectare în care zăpada este considerată ca încărcare accidentală (datorată aglomerării excepționale de zapadă pe acoperiș) se determină astfel:
, unde:
-coeficientul de formă pentru încărcari datorită aglomerării excepționale de zăpadă pe acoperiș;
4.1.(11) Valorile factorului de importanță-expunere pentru acțiunea zăpezii sunt:
Tabel 2: Valorile factorului de importanță-expunere pentru acțiunea zăpezii
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
4.1.(12) Factorul de importanță-expunere pentru acțiunea zăpezii nu se aplică în cazul încărcării din zăpadă utilizată la evaluarea masei construcției pentru calculul forței seismice de proiectare. 4.1.(13) Coeficientul de expunere al construcției în amplasament, Ce, este funcție de topografia terenului înconjurător și de mediul natural și/sau construit din vecinătatea construcției (atât la momentul proiectării cât și ulterior), și are valorile:
Tabel 3: Valorile coeficientului de expunere Ce
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
În cazul expunerii „Complete”, zăpada poate fi spulberată în toate direcțiile din jurul construcției, pe zone de teren plat lipsit de adapostire sau cu adapostire redusă datorată terenului, copacilor sau construcțiilor mai înalte. În cazul expunerii „Normale”, topografia terenului și prezenta altor construcții sau a copacilor nu permit o spulberare semnificativă a zăpezii de către vânt. În cazul expunerii „Reduse”, construcția este situată mai jos decât terenul înconjurător sau este înconjurată de copaci înalți și/sau construcții mai înalte. 4.1.(14) Coeficientul termic Ct poate reduce încărcarea dată de zăpadă pe acoperiș în cazuri speciale când transferul termic ridicat la nivelul acoperișului (coeficient global > 1 W/m2K) conduce la topirea zăpezii. În aceste cazuri, valoarea coeficientului termic se determină prin studii speciale și este aprobată de autoritatea competentă. În toate celelalte cazuri coeficientul termic:
Valoarea coeficientului de formă este:
Tabel 4: Valorile coeficienților de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperișuri cu o singură pantă, cu două pante și pe acoperișuri cu mai multe deschideri
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
Figura 15: Coeficienții de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperișuri cu o singură pantă, cu două pante și pe acoperișuri cu mai multe deschideri
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
5.(4) Dacă pe acoperișurile cu o singură pantă, cu două pante și pe acoperișurile cu mai multe deschideri există parazăpezi sau alte obstacole sau dacă la marginea inferioară a acoperișului există parapete ce impiedica alunecarea zăpezii, atunci coeficienții de formă ai încărcării din zăpadă trebuie sa fie mai mici de 0,8.
5.1.(1) Distribuția coeficientului de forma m1 al încărcării din zăpada pe acoperișurile cu o singură pantă, pentru situațiile în care zăpada nu este împiedicată să alunece de pe acoperiș, este:
Figura 16: Distribuția coeficientului de forma pe acoperișurile cu o singură pantă
(Indicativ CR 1-1-3/2012)
Distribuția se folosește atât pentru cazul zăpezii neaglomerate cât și pentru cel al zăpezii aglomerate.
II.3 Încărcarea dată de zapadă
II.3.1 Vânturile din România
“Datorită poziționării geografice și a particularităților orografice regionale în România întâlnim o varietate de vânturi locale. În zona litoralului, diferența de încălzire în timp dintre apă și uscat duce la formarea brizelor de mare și de uscat. Ziua, uscatul din zona litorală, datorită insolației puternice, se încălzește. O parte din căldură acumulată o degajă în aerul de deasupra sa, care devenind mai ușor se ridică, locui lui fiind luat de aerul de deasupra mării, mai rece și mai umed. Se va forma deci ziua un circuit în altitudine dispre uscat spre mare, iar la suprafața mării și a uscatului, un circuit de compensație, dinspre mare spre uscat. Noaptea, datorită faptului că uscatul se răcește ușor, iar apa își menține căldura timp mai îndelungat, fenomenul se petrece invers. Apa radiază o cantitate de căldură, primită în timpul zile, aerului de deasupra, care ridicându-se se va îndrepta spre litoral. La nivelul solului, aerul mai rece de deasupra uscatului se va deplasa spre mare, înlocuindu-l pec el cald. Acest schimb de aer în zona litoralului în timpul nopții se numește briza de uscat. La munte apariția brizelor de vale este favorizată de încălzirea mai puternică, în timpul dimineții, a versanților față de văile montane. Versanții vor transmite această căldură aerului din vecinătate, care încălzindu-l devine mai ușor și se va ridica, locul lui fiind luat de aerul rece din vale. Noaptea, aerul răcit tot prin radiație de către versanți, mai greu și mai dens, se va scurge spre văi, locul lui fiind luat de aerul din atmosferă liberă. Astfel ia naștere briza de munte. Faptul că aerul în timpul zilei, are o mișcare ascendentă favorizează apariția norilor cumuliformi, care generează precipitațiile orografice. Brizele de vale și de munte, prin acțiunea lor, aduc o mare contribuție la atenuarea contrastelor termice, micșorând amplitudinle zilnice. Pe versanții nordici ai Carpaților Meridionali, pe cei estici ai Carpaților Orientali și pe cei exteriori ai Carpaților de Curbură se poate observa uneori acțiunea unui alt vânt local numit foehn. Care bate cu mai bine de 10 m/s în Țara Oltului dinspre munții Făgărași. Poate bate zile în șir în orice anotimp. Iarna poate topi rapid zăpada, provocând uneori inundații, iar vara are o acțiune pozitivă contribuind la coacerea mai rapidă a culturilor de câmp.
În Moldova, Dobrogea, în sudul și estul Munteniei, nu de puține ori în timpul iernii își face apariția crivățul, un vânt deosebit de puternic, care suflă dinspre nord-est spre sud-vest, cu viteze ce depășesc uneori 30-35 m/s. Asociat cu ninsoare, ele determină deseori în anotimpul rece al anului cele mai cumplite viscole din țara noastră. Apariția lui în timpul verii este atipică, dar atunci, fiind un vânt cald și uscat, adduce pagube recoltelor în regiunile din estul și sud-estul țării. În depresiunea Brașovului ia naștere un alt vânt local, numit nemirul sau nemerul. Aerul rece al crivățului, acumulat în partea estică a Carpaților Orientali pătrunde prin văile și trecătorile munților și se revarsă pe versantul vestic în depresiune sub forma de vânt rece cu o viteză de deplasare de 10-20 m/s. În Crișana, Banat și Oltenia suflă uneori în cursul verii, dinspre apus, un vânt cald și foarte uscat, austral sau sărăcilă, aducător de secetă. Coșova este un vânt deosebit de intens, cu character de foehn, care suflă în partea de sud-vest a țării (de-a lungul defileului Dunării de la Cazane și în sud-vestul Banatului). Direcția dominant a vântului este de la SE spre NV sau chiar de la est la vest, iar intensitatea sa deosebită (25-30 m/s) se explică prin condițiile orografice locale: direcția de deplasare a maselor de aer este perpendiculară pe orientarea masivelor muntoase. Coșova este un vânt cald și uscat, care topește în câteva zile zăpada și menține nopți la rând minime de temperatură mult mai ridicate decât în alte regiuni ale țării. Prin părțile de sud ale Munteniei, în timpul verii, suflă din când în când băltărețul, un vânt umed și călduț, destul de prielnic agriculturii, fiind aducător de ploi bogate. În sudul Dobrogei, în schimb își face apariția uneori un vând uscat și fierbinte, vântul negrul numit și caraelul (kara-yel = vânt negru în limba turcă), care compromite culturile agricole, de aceea localnicii îi mai spun și traistă goală. Câteodată, influența sa se face resimțită și în Bărăgan. Suhoveiurile sunt vânturi care bat vara în Podișul Moldovei, Podișul Dobrogei și Bărăgan. Regiunilor montane ale țării le sunt caracteristice o serie de vânturi locale, specifice unor anumite masive muntoase. Astfel, mai tot timpul anului, pe versanții vestici ai Munților Bucegi, deseori își face apariția vântul denumit de localnici făgărașul. Pe versanșii transilvăneni ai Carpaților Orientali suflă dinspre apus ardeleanul, în timp ce în părțile sudice ale acelorași munți apare vântul local munteanul. Și în Țara Oltului apar o serie de vânturi cu specific local, numiți sădeanul (din vest), mureșanul (din nord) și gureanul (din sud). Pentru locuitorii Munților Apuseni, vântul puternic dinspre vest însoțit de ploaie și grindină poartă numele de vigădalm, iar în timpul iernii, vântul care aduce ninsoare se numește vojot.” Recent în România, datorită încălzirii globale s-au înregistrat fenomene similare cu tornadele.
Figura 17: Tornade plaja Mamaia
(http://media.rtv.net/image/201406/full/tornada_54749400.jpg)
II.3.2 Prevederi Indicativ CR 1-1-4 /2012
„1.1.(1) Codul cuprinde principiile, regulile de aplicare și datele de bază necesare pentru proiectarea la vânt a construcțiilor în România armonizate cu standardul SR EN 1991-1-4, cu luarea în considerare a informației meteorologice privind valorile maxime anuale ale vitezei medii a vântului. 1.1.(2) Codul reglementează determinarea acțiunii vântului și a răspunsului structural la această acțiune pentru proiectarea clădirilor și a altor construcții. Prevederile codului se referă atât la întreaga structură a construcției, cât și la elemente structurale sau nestructurale, atașate acesteia (de exemplu: pereți cortină, parapete, elemente de prindere etc.). Codul prezintă metode și proceduri practice de evaluare a presiunilor/sucțiunilor și/sau a forțelor din vânt pe clădiri și alte construcții uzuale. 1.1.(3) Codul se aplică la proiectarea și verificarea:
-clădirilor și a altor construcții cu înălțimi de cel mult 200 m;
-podurilor cu deschiderea mai mică de 200 m, care satisfac conditiile de raspuns dinamic.
1.1.(4) Codul nu conține prevederi referitoare la următoarele aspecte:
-evaluarea acțiunii vântului pe turnuri cu zăbrele cu tălpi neparalele;
-evaluarea acțiunii vântului pe piloni și coșuri de fum ancorate cu cabluri;
-evaluarea acțiunii combinate vânt-ploaie, vânt-chiciură și vânt-gheață;
-evaluarea acțiunii vântului pe durata execuției;
-calculul vibrațiilor de torsiune, de exemplu la clădirile înalte cu nucleu central;
-calculul vibrațiilor tablierelor de pod generate de turbulența transversală a vântului;
-evaluarea acțiunii vântului pe poduri cu cabluri suspendate;
-considerarea influenței modurilor proprii superioare de vibrație în evaluarea răspunsului structural dinamic.
1.1.(5) Codul nu cuprinde prevederi referitoare la evaluarea efectelor tornadelor asupra construcțiilor și a elementelor structurale sau nestrusturale atașate acestora. 1.1.(6) Prevederile codului se adresează investitorilor, proiectanților, executanților, precum și organismelor de verificare și control (verificarea și/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul și/sau expertizarea lucrărilor de construcții după caz). 1.4.(1) Pentru evaluarea acțiunii vântului asupra construcției și a răspunsului acesteia se pot utiliza și rezultate ale încercărilor în tunelul aerodinamic și/sau ale metodelor numerice, utilizând modele adecvate ale construcției și ale acțiunii vântului. 1.4.(2) Pentru efectuarea de încercări experimentale în tunelul aerodinamic, acțiunea vântului trebuie modelata astfel încât să fie respectate profilul vitezei medii a vântului și caracteristicile turbulenței în amplasamentul construcției. Valoarea de referință a vitezei vântului = viteza caracteristică a vântului mediată pe o durată de 10 minute, având 2% probabilitate de depașire într-un an (interval mediu de recurenta, IMR=50 ani), independent de direcția vântului, determinată la o înalțime de 10 m în câmp deschis. Valoarea medie a vitezei vântului – viteza vântului mediată pe o durată de 10 minute, având 2% probabilitate de depașire într-un an, independent de direcția vântului, determinată la o înălțime z deasupra terenului, cu considerarea efectelor rugozității terenului și a orografiei amplasamentului. Valoarea de vârf a vitezei vântului – viteza maximă așteptată a vântului pe o durată de 10 minute, independent de direcția vântului, determinată la o înălțime z deasupra terenului, cu considerarea efectelor rugozității terenului, a orografiei amplasamentului și a turbulenței vântului. Coeficient aerodinamic de presiune/sucțiune -coeficientul aerodinamic de presiune/sucțiune exterioară caracterizează efectul vântului pe suprafețele exterioare ale clădirilor; coeficientul aerodinamic de presiune/sucțiune interioară caracterizează efectul vântului pe suprafețele interioare ale clădirilor. Coeficienții aerodinamici de presiune/sucțiune exterioară se împart în coeficienți globali și coeficienți locali. Coeficienții locali sunt coeficienți aerodinamici de presiune/sucțiune pentru suprafețe expuse vântului mai mici sau cel mult egale cu 1m2, folosiți, de exemplu, pentru proiectarea elementelor și a prinderilor de dimensiuni reduse. Coeficienții globali sunt coeficienți aerodinamici de presiune/sucțiune pentru suprafețe expuse vântului mai mari de 10 m2. Coeficienții aerodinamici de presiune rezultantă (totală) caracterizează efectul rezultant al vântului pe o structură, un element structural sau o componentă, exprimat pe unitatea de suprafață. Coeficient aerodinamic de forță – coeficientul aerodinamic de forță caracterizează efectul global al vântului pe structură sau elementele sale (considerate ca un întreg), inclusiv frecarea aerului pe suprafețe (dacă nu este specificat altfel). Factorul de răspuns cvasistatic – factorul ce evaluează corelația presiunilor din vânt pe suprafata constructiei. Factorul de răspuns resonant – factorul ce evaluează efectele de amplificare dinamică a răspunsului structural produse de conținutul frecvențe ale turbulenței vântului în cvasi-rezonanță cu frecvență proprie fundamentală de vibrație a structurii.
1.6.(1) Prin aplicarea prevederilor codului se obțin valori caracteristice ale acțiunilor produse de vânt pe cladiri si alte constructii. 1.6.(2) Efectele pe structura construcției ale acțiunilor produse de vânt vor fi grupate cu efectele pe structură ale acțiunilor permanente și variabile relevante pentru proiectare. Se va considera fenomenul de oboseală produs de efectele acțiunii vântului asupra structurilor cu comportare sensibilă la acest fenomen. 2.1.(1) Valorile instantanee ale vitezei vântului și ale presiunii dinamice a vântului conțin o componentă medie și o componentă fluctuantă față de medie. 2.1.(2) Atât viteza vântului cât și presiunea dinamică a vântulului sunt modelate ca mărimi aleatoare. Componenta medie a acestora este modelată ca variabilă aleatoare; componentă fluctuantă față de medie este modelată ca proces aleator staționar, normal si de medie zero. 2.1.(3) Valorile medii ale vitezei și presiunii dinamice a vântului se determină pe baza valorilor de referință ale acestora și a rugozității și orografiei terenului. 2.1. (4) Componenta fluctuantă a vitezei vântului este reprezentată prin intensitatea turbulenței în funcție de care se determină valorile de vârf ale vitezei și presiunii dinamice a vântului. 2.2.(2) Acțiunea vântului este considerată orizontală și direcțională. În cazul exprimării direcționale, valoarea de referință a vitezei vântului, se înmultește cu un factor direcțional, cdir ce tine cont de distributia valorilor vitezei vântului pe diferite directii orizontale. În absenta unor masuratori directionale ale vitezei vântului, factorul directional se considera egal cu 1,0. 2.2.(3) Valoarea de referință a presiunii dinamice a vântului (presiunea de referință a vântului), qb este valoarea caracteristică a presiunii dinamice a vântului calculată cu valoarea de referință a vitezei vântului:
,în care:
r- este densitatea aerului ce variază în funcție de altitudine, temperatură, latitudine și anotimp, pentru aerul standard ( r=1,25 kg/m3). 2.2.(4)Valorile de referință ale presiunii dinamice a vântului în România sunt indicate în figura 18. 2.2 (5) Harta de zonare a valorilor de referință ale presiunii dinamice a vântului este valabilă pentru altitudini mai mici sau egale cu 1000 m. Valoarea de referință a presiunii dinamice a vântului pentru un amplasament aflat la o altitudine z mai mare de 1000 m se determină. 2.2.(6) Pentru zonele din sud-vestul Banatului (în care valorile de referință ale presiunii dinamice a vântului sunt mai mari sau egale cu 0,7 kPa) și pentru zonele de munte aflate la o altitudine mai mare de 1000 m se recomandă utilizarea de date primare recente înregistrate de Adminstrația Națională de Meteorologie. 2.4.(11) Valoarea de vârf a presiunii dinamice a vântului la o înalțime z deasupra terenului, qp(z) se poate exprima sintetic în funcție de factorul de expunere, ce(z) și de valoarea de referință a presiunii dinamice a vântului, :
Figura 18: Factorul de expunere ce(z)
(Indicativ CR 1-1-4/2012)
Figura 19: Zonarea valorilor de referință ale presiunii dinamice a vântului, qb în kPa
(Indicativ CR 1-1-4/2012)
3.1. (2) Acțiunea statică echivalentă a vântului se definește ca fiind acțiunea care, aplicată static pe construcție sau pe elementele sale, produce valorile maxime așteptate ale deplasărilor și eforturilor induse de acțiunea reală a vântului. 3.1.(3)Acțiunea vântului este reprezentată de presiunile produse de vânt pe suprafețele clădirilor și structurilor, sau de forțele produse de vânt pe clădiri și alte construcții. Acțiunile din vânt sunt acțiuni variabile în timp și actionează atât direct, ca presiuni/sucțiuni pe suprafețele exterioare ale clădirilor și structurilor închise, cât și indirect pe suprafețele interioare ale clădirilor și structurilor închise, din cauza porozității suprafețelor exterioare. Presiunile/sucțiunile pot acționa direct și pe suprafețele interioare ale clădirilor și structurilor deschise. Presiunile/sucțiunile acționează pe suprafața construcțiilor rezultând forțe normale pe suprafețele acestora. În plus, atunci când suprafețe mari ale construcțiilor sunt expuse vântului, forțele de frecare orizontale ce acționeaza tangențial la suprafețe pot avea efecte semnificative. 3.1.(4) Acțiunea vântului este clasificată ca acțiune variabilă fixă; acțiunile din vânt evaluate sub formă de presiuni/sucțiuni sau forțe sunt reprezentate prin valorile caracteristice ale acestora. 3.1.(5) Acțiunile din vânt pe construcțiile cu răspuns din pe direcția vântului sunt reprezentate simplificat printr-un set de presiuni/sucțiuni sau forțe static echivalente care se obțin prin înmulțirea valorilor de vârf ale presiunilor/sucțiunile sau forțelor ce acționează pe construcție cu coeficientul de răspuns dinamic. 3.1(6) Răspunsul total pe direcția vântului turbulent se determină ca suma dintre:
-componenta care actionează practic static;
-componenta rezonanță fluctuantă, provocată de acele fluctuații ale excitației turbulente având frecvența în vecinătatea frecvențelor proprii de vibrație ale structurii.
3.1.(7) Evaluarea efectelor vântului pe clădirile/structurile neuzuale ca tip, complexitate și dimensiuni, pe structurile cu înălțimi (clădiri, antene ) sau deschideri (poduri) de peste 200 m, pe antenele ancorate și pe podurile suspendate necesită studii speciale de ingineria vântului. 3.1.(9) În conformitate cu prevederile CR 0, construcțiile sunt împărțite în clase de importanță-expunere, în funcție de consecințele umane și economice ce pot fi provocate de un hazard natural sau/și antropic major, precum și de rolul acestora în activitățile de răspuns post-hazard ale societății.
gIw =1,15 pentru construcțiile din clasele de importanță-expunere I și II;
gIw =1,00 pentru construcțiile din clasele de importanță-expunere III și IV.
3.2.(1)Presiunea/sucțiunea vântului ce acționează pe suprafețele rigide exterioare ale clădirii/ structurii se determină cu relația:
, unde:
– este factorul de importanta – expunere;
– este valoarea de vârf a presiunii dinamice a vântului evaluată la cota ze;
-este coeficientul aerodinamic de presiune/sucțiune pentru suprafețe exterioare;
– este înalțimea de referință pentru presiunea exterioară.
3.2.(3) Presiunea rezultantă (totală) a vântului pe un element de construcție este diferența dintre presiunile (orientate către suprafață) și sucțiunile (orientate dinspre suprafață) pe cele două fețe ale elementului; presiunile și sucțiunile se iau cu semnul lor. Presiunile sunt considerate cu semnul (+), iar sucțiunile cu semnul (-).
Figura 20: Presiuni/sucțiuni pe suprafețe
(Indicativ CR 1-1-4/2012)”
II.4 Prevederi Indicativ CR 0-2012
“1.1 Codul cuprinde principii, reguli de aplicare și date de bază armonizate cu standardul SR EN 1990, necesare pentru proiectarea și verificarea clădirilor, structurilor, elementelor structurale și ale tuturor elementelor de construcții, instalații, echipamente și mobilier pentru care există cerințe normative de rezistență, stabilitate și durabilitate. Codul se aplică pentru proiectarea și verificarea clădirilor și construcțiilor inginerești noi sau a celor existente, în vederea reabilitării sau schimbării funcțiunii acestora. Codul se aplică pentru proiectarea și verificarea clădirilor și construcțiilor inginerești noi sau a celor existente, în vederea reabilitării sau schimbării funcțiunii acestora. Prevederile codului se adresează investitorilor, proiectanților, executanților de lucrări, precum și organismelor de verificare și control (verificarea și/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul și/sau expertizarea lucrărilor, după caz). 1.2 Ipotezele generale care stau la baza prevederilor codului sunt:
-alegerea sistemului structural și proiectarea structurii sunt făcute de personal calificat și cu experiență;
-execuția lucrărilor este efectuată de personal având experiența și cunostințele corespunzătoare;
-materialele de construcție și produsele utilizate respectă specificațiile de material și produs conform legislației în vigoare;
-structura este adecvat întreținută în exploatare;
-structura este utilizată în acord cu ipotezele din proiectare.
1.3.1 Termeni pentru proiectare:
Situații de proiectare: set de condiții fizice reprezentând situațiile reale ce au loc într-un interval de timp considerat, pentru care proiectarea asigură că stările limită relevante nu sunt depășite.
Situație tranzitorie de proiectare: situație de proiectare care este relevantă pe o durată de timp mai scurtă decât durata de viată proiectată și care are o probabilitate mare de a se produce. Situație persistentă de proiectare: situație de proiectare ce este relevantă pe un interval de timp de același ordin cu durata vieții structurii (condiția normală de proiectare). Situație accidentală de proiectare: situație ce implică condiții de expunere excepțională a structurii la foc, explozii, impact, cedare locală. Situație de proiectare seismică: situație de proiectare excepțională când structura este expusă unui eveniment seismic. Durata de viață proiectată: durata de timp considerată pentru care structura sau parte a acesteia trebuie utilizată fără reparații majore în condiții normale de intreținere/mentenanță. Stare limită: stare dincolo de care structura nu mai indeplinește criteriile de proiectare. Stare limită ultimă: stare asociată cu ruperea elementelor structurale și alte forme de cedare structurală care pot pune în pericol siguranța vieții oamenilor. Stare limită de serviciu: stare dincolo de care cerințele de serviciu specificate pentru structură și elementele sale structurale nu mai sunt îndeplinite. În cazul în care consecințele acțiunilor ce au provocat depășirea cerințelor de serviciu rămân și după ce acțiunile respective au fost îndepărtate, starea limită de serviciu este denumită ireversibilă; în caz contrar este denumită stare limită de serviciu reversibilă.
1.3.2 Termeni pentru acțiuni:
Acțiunile asupra construcțiilor se pot exprima prin:
-Forțe/încărcări aplicate asupra structurii (acțiuni directe);
-Accelerații provocate de cutremure sau alte surse (acțiuni indirecte);
-Deformații impuse cauzate de variații de temperatură, umiditate, tasări diferențiate sau provocate de cutremure (acțiuni indirecte).
1.3.2.2 Efectul acțiunii/acțiunilor pe structură se poate exprima în termeni de efort secțional și/sau efort unitar în elementele structurale, precum și în termeni de deplasare și/sau rotire pentru elementele structurale și structură în ansamblu. 1.3.2.3 Acțiune permanent (G), acțiune pentru care variația în timp a parametrilor ce caracterizează acțiunea este nulă sau neglijabilă. 1.3.2.4 Acțiune variabilă (Q), acțiune pentru care variația în timp a parametrilor ce caracterizează acțiunea nu este nici monotonă nici neglijabilă. 1.3.2.5 Acțiune accidentală (A), acțiune de durată scurtă dar de intensitate semnificativă, pentru care există o probabilitate redusă de a se exercita asupra structurii în timpul duratei sale de viață proiectate. De exemplu, impactul si impulsul sunt acțiuni accidentale, iar zăpada și vântul sunt acțiuni variabile. 1.3.2.6 Acțiune seismică (AE), acțiune asupra structurii datorată mișcării terenului provocată de cutremure. 1.3.2.9 Acțiune static, acțiune ce nu provoacă forțe de inerție pe structură și în elementele sale componente. 1.3.2.10 Acțiune dinamică, acțiune care provoacă forțe de inerție semnificative pe structură și în elementele sale componente. 1.3.2.11 Acțiunea cvasistatică, acțiune dinamică reprezentată printr-o acțiune statică echivalentă. 1.3.2.12 Valoarea caracteristică a unei acțiuni (Fk) reprezintă principala valoare reprezentativă a acțiunii. Valoarea caracteristică a unei acțiuni corespunde unei probabilități mici de depășire a acțiunii în sensul defavorabil pentru siguranța structurii în timpul unui interval de timp de referință. Valoarea caracteristică se determină ca fractil al repartiției statistice a acțiunii. 1.3.2.13 Valoare de proiectare a unei acțiuni (Fd), Valoare obținută prin multiplicarea valorii caracteristice, Fk cu un coeficient parțial de siguranță, γf ce ia în considerație incertitudinile nealeatoare, cu caracter defavorabil asupra siguranței structurale, ce caracterizează acțiunea. 1.3.3.1 Valoarea caracteristică a unei proprietăți mecanice/rezistențe a materialului structural corespunde unei probabilități mici de nedepășire a valorii proprietății mecanice/rezistenței. Valoarea caracteristică se determină ca fractil inferior al repartiției statistice a proprietății mecanice/rezistenței materialului. În lipsa datelor statistice poate fi folosită ca valoare caracteristică o valoare nominală stabilită determinist sau indicată în documente specifice. 1.3.3.2 Valoarea de proiectare a unei proprietăți mecanice/rezistențe este obținută prin împărțirea valorii caracteristice, Xk sau Rk la un coeficient parțial de siguranță, γm sau γM ce ia în considerare incertitudinile nealeatoare, cu caracter defavorabil asupra siguranței structurale.
2.1.1 Structurile vor fi proiectate și executate cu un grad de siguranță corespunzător și în mod economic, astfel încât în timpul duratei lor de viață proiectate să preia toate acțiunile din timpul execuției și exploatării construcției și să rămână funcționale pentru scopul pentru care au fost proiectate. 2.1.2 Structurile vor fi proiectate și executate pentru a rezista și la acțiuni produse de incendii, explozii, impact și consecințe ale erorilor umane, fără a fi degradate într-o măsură excesivă în raport cu exploatarea acestora. 2.1.3 Avarierea și degradarea potențială a unei structuri trebuie evitate sau limitate prin:
-eliminarea sau reducerea hazardurilor la care poate fi expusă;
-alegerea unui tip de structură ce este puțin vulnerabilă la hazardurile considerate; – evitarea unor sisteme structurale ce pot ceda fără avertisment;
-utilizarea unor sisteme structurale unde elementele structurale conlucrează în preluarea acțiunilor.
2.3 Durata de viață proiectată a structurii/construcției poate fi simplificat evaluată astfel:
Tabel 5: Durate indicative de viață proiectată pentru structuri/construcții
(Indicativ CR 0-2012)
3.1.1 Trebuie facută distincția între stările limită ultime și stările limită de serviciu. 3.1.2 Verificarea uneia dintre cele două categorii de stări limită poate fi omisă dacă există suficiente informații ce demonstrează că verificarea una dintre stări este satisfacută de verificarea celeilalte.
3.2.1 Situațiile de proiectare vor fi selectate pe baza circumstanțelor în care structura este obligată sa-și îndeplinească funcțiunea. 3.2.2 Situațiile de proiectare vor fi clasificate după cum urmează:
-Situații de proiectare persistente sau normale, care se referă la condiții de utilizare/funcționare normală;
-Situații de proiectare tranzitorii, care se referă la condiții temporare aplicabile structurii, de exemplu în timpul execuției sau reparațiilor;
-Situații de proiectare accidentale, care se referă la condiții excepționale la care este expusă structura (de exemplu foc, explozii, impact și consecințele degradării locale);
– Situații de proiectare seismice, aplicabile structurilor expuse acțiunii seismice.
3.3 Stări limită ultime implică protecția vieții oamenilor și a siguranței structurii sunt clasificate ca stări limită ultime. 3.3.2 Stările limită ce implică protecția unor bunuri de patrimoniu sau de mare valoare trebuie deasemenea clasificate ca stări limită ultime. Asemenea cazuri sunt stabilite de către client și autoritatea relevantă. 3.3.3 Stările limită anterioare cedării structurale care, pentru simplitate, sunt considerate în locul prăbușirii propriu-zise, pot fi tratate ca stări limită ultime. 3.3.4 Dacă sunt relevante pentru siguranța structurii, vor fi verificate și următoarele stări limită ultime:
-pierderea echilibrului structurii sau al unei părți a acesteia, considerate ca un corp rigid;
-cedarea prin deformații excesive, transformarea structurii sau a oricărei părți a acesteia într-un mecanism, pierderea stabilității structurii sau a oricărei parți a acesteia, incluzând reazemele și fundațiile;
-cedarea cauzată de oboseală și de alte efecte dependente de timp.
3.4 Stări limită de serviciu iau în considerare (i) funcționarea structurii sau a elementelor structurale în condiții normale de exploatare, (ii) confortul oamenilor/ocupanților construcției respectiv limitarea vibrațiilor, deplasărilor și deformațiilor structurii și (iii) estetica construcției (deformații mari și fisuri extinse) sunt clasificate ca stări limită de serviciu. 3.4.3 Verificarea stărilor limită de serviciu se va baza pe criterii privind următoarele aspecte:
-deformații ce afectează aspectul structurii, confortul utilizatorilor si funcționarea construcției sau cauzează degradarea finisajelor și elementelor nestructurale;
-vibrații ce provoacă disconfortul ocupanților sau care limitează funcționarea efectivă a structurii și/sau a aparatelor, utilajelor și echipamentelor din clădire/structură;
-alte degradări ce afecteaza defavorabil aspectul, durabilitatea si funcționalitatea clădirii/structurii.
5.1 Modelele structurale trebuie alese astfel încât să permită evaluarea comportării structurii cu un nivel de rigurozitate acceptabil. Modelele structurale trebuie să fie cele corespunzătoare stărilor limită considerate. 5.2 Modelul structural ce trebuie folosit pentru determinarea efectelor acțiunilor dinamice va fi ales luând în considerare toate elementele structurale importante, masele acestora, caracteristicile lor de rezistență, rigiditate și amortizare precum și elementele nestructurale relevante pentru comportarea dinamică a structurii (cu proprietățile respective). 5.4 Pentru structuri cu geometrie regulată și distribuție regulată a rigidității și maselor, dacă numai modul fundamental este relevant pentru răspunsul structurii, analiza modală explicită poate fi înlocuită de o analiză cu acțiuni statice echivalente. 5.5 Acțiunile dinamice pot fi exprimate nu numai în domeniul timp, ci și în domeniul frecvență, iar răspunsul structurii la aceste acțiuni va fi determinat, în consecință, prin metodele dinamicii stochastice. 6.1.1 Metoda coeficienților parțiali de siguranță constă în verificarea tuturor situațiilor de proiectare, astfel încât nici o stare limită să nu fie depășită atunci când în modelele de calcul sunt utilizate (i) valorile de proiectare pentru acțiuni și efectele lor pe structură și (ii) valorile de proiectare pentru rezistențe. 6.2.1 Metoda coeficienților parțiali de siguranță se referă la verificările la starea limită ultimă și la starea limită de serviciu a structurilor supuse la încărcări statice, precum și la cazurile în care efectele dinamice pe structură sunt determinate folosind încărcări statice echivalente (de exemplu efectele dinamice produse de vânt). Pentru calculul structurilor în domeniul neliniar de comportare și pentru calculul structurilor la oboseală trebuie aplicate reguli specifice din codurile de specialitate. Pentru calculul structurilor în domeniul neliniar de comportare și pentru calculul structurilor la oboseală trebuie aplicate reguli specifice din codurile de specialitate. 6.3.1.1 Efectele pe structură ale acțiunilor pot fi exprimate fie în eforturi secționale fie în eforturi unitare. Valoarea de proiectare, Fd a unei acțiuni F se exprimă în general astfel:
,unde:
-este o valoare reprezentativă a acțiunii;
-coeficient parțial de siguranță pentru acțiune ce ține seama de posibilitatea unor abateri nefavorabile și nealeatoare ale valorii acțiunii de la valoarea sa caracteristică;
– este, dupa caz, ψ0 sau ψ1 sau ψ2 .
6.3.3.1 Valoarile de proiectare ale proprietăților/rezistențelor materialelor, Xd se exprimă astfel:
,unde:
-este valoarea caracteristică a propriețătii/rezistenței materialului;
– coeficientul parțial de siguranță pentru proprietatea/rezistența materialului ce ține seama de posibilitatea unor abateri nefavorabile și nealeatoare ale proprietății/rezistenței
– valoarea medie a factorului de conversie a rezultatelor încercărilor experimentale in rezultate pentru proiectare, ce ține seama de efectele de volum, scară, umiditate, temperatură, timp și de alți parametri asupra proprietății/rezistenței materialului testat.
6.4.1.1 Verificarea structurilor se face la următoarele stări limită ultime:
-STR: Pierderea capacității portante a elementelor structurale și a structurii sau deformarea excesivă a structurii și elementelor sale componente;
-GEO: Pierderea capacității portante a terenului sau deformarea excesivă a acestuia;
-ECH: Pierderea echilibrului static al structurii sau al unei părți a acesteia, considerată ca solid rigid;
– OB: Oboseala structurii și a elementelor structurale. Verificarea structurilor la starea limită de oboseală se detaliază în coduri de specialitate.
6.4.2.1 Pentru verificarea la o stare limită ultimă a elementelor structurii și/sau a terenului de fundare, sau de deformare excesivă a acestora (STR / GEO) se va folosi relația:
-este valoarea de proiectare a efectului acțiunilor reprezentat fie prin eforturi secționale fie prin eforturi unitare (în secțiunea care se verifică);
-este valoarea de proiectare a rezistenței având aceeași natură fizică cu efectul acțiunii.
6.4.2.2 Pentru verificarea la starea limită de pierdere a echilibrului static (ECH) se va folosi relația:
-este valoarea de proiectare a efectului acțiunilor cu efect defavorabil asupra stabilității;
-este valoarea de proiectare a efectului acțiunilor cu efect favorabil asupra stabilității.
6.4.3.1.1 Pentru fiecare caz de încărcare, valorile de proiectare ale efectelor acțiunilor (Ed) vor fi determinate combinând valorile provenind din acțiuni ce sunt considerate că se pot produce simultan. 6.4.3.1.2 Orice combinare sau grupare de acțiuni (efecte ale acțiunilor) va include o acțiune variabilă predominantă sau o acțiune accidentală. 6.4.3.2 Combinarea (efectelor) acțiunilor pentru proiectarea la stări limită ultime poate fi clasificată în următoarele trei tipuri de grupări:
-Combinarea (efectelor) acțiunilor în Gruparea fundamentală pentru situațiile de proiectare persistentă sau normală și tranzitorie:
-Combinarea (efectelor) acțiunilor în Gruparea accidentală pentru situația de proiectarea accidentală
-Combinarea (efectelor) acțiunilor în Gruparea seismică pentru situația de proiectare seismică
6.5.1.1 Pentru verificarea la o stare limită de serviciu a structurii și elementelor sale componente se va folosi relația:
-este valoarea de proiectare a efectului combinat al acțiunilor, asociat criteriului de serviciu respectiv, determinată pe baza combinației de acțiuni specificate în cod.
-este valoarea limită a unui criteriu de serviciu specificat;
6.5.3.1 Combinarea (efectelor) acțiunilor pentru proiectarea la stări limită de serviciu poate fi clasificată în următoarele trei tipuri de grupări:
-combinația (gruparea) carateristică:
-combinația (gruparea) frecventă:
-combinația (gruparea) cvasipermanentă:
Tabel 6: Valori recomandate pentru factorii de grupare (combinare) a acțiunilor variabile la clădiri și structuri
(Indicativ CR 0-2012)”
II.5 Metodologia de calcul a cerinței de deplasare
II.5.1 Concepția procedelui
„Procedeul de calcul static neliniar al structurilor consideră deplasările structurale drept parametrul esențial al răspunsului seismic al structurilor (procedeu bazat pe deplasare). Procedeul implică construirea diagramei forței tăietoare de bază – deplasarea laterală caracteristică pentru structura analizată. În versiunea din prezenta anexă, deplasarea la vârful construcției este considerată deplasare caracteristică, deși procedeul se poate modifica pentru orice altă localizare a deplasării caracteristice pe înălțimea clădirii. Curba forță – deplasare se obține prin calcul static neliniar (biografic) al structurii. Pe această curbă se marchează punctele reprezentând cerințele de deplasare corespunzătoare stărilor limită asociate unor cutremure cu diferite perioade de revenire (Figura 21).
Figura 21
(Cod de proiectare P100-1 din 2013)
Aceste cerințe se determină din spectrele de deplasare ale răspunsului seismic inelastic, dacă sunt disponibile, sau din spectre construite cu acest scop, pe baza unui set de accelerograme artificiale compatibile cu spectrul de proiectare de accelerație. Condiția generală de siguranță: cerință ≤ capacitate se controlează verificând dacă deplasările (de exemplu, deplasările relative de nivel), deformațiile (de exemplu, rotirile în articulațiile plastice) în cazul elementelor ductile, rezistențele în cazul elementelor fragile, asociate cerințelor, sunt mai mici decât valorile admise pentru stările limită considerate. Aplicarea procedeului implică următoarele operații principale:
-stabilirea caracteristicilor de comportare (relațiilor între momente încovoietoare și deformații) pentru elementele structurii;
-construirea curbei forță laterală – deplasare la vârful construcției;
-transformarea curbei forță laterală – deplasare la vârf pentru construcția reală cu mai multe grade de libertate (MDOF) în curba corespunzătoare sistemului echivalent cu un grad de libertate (SDOF);
-stabilirea cerinței de deplasare laterală pentru stările limită considerate;
-determinarea valorilor deplasărilor relative sau a deformațiilor în elementele structurale, corespunzatoare acestor cerinte;
-transformarea cerințelor de deplasare ale sistemului SDOF în cerințele de deplasare ale structurii reale MDOF;
-verificarea încadrării cerintelor în limitele admise.
În cazul construcțiilor nou proiectate, procedeul se utilizează pentru verificarea comportării (performanțelor) seismice ale unei construcții proiectate prin metode de proiectare curente. Procedeul furnizează o imagine a mecanismului de cedare care se poate dezvolta, precum si valoarea raportului αu/α1 cu ajutorul căruia se estimează valoarea factorului de comportare q.
Pentru evaluarea capacitații de rezistență si de deformare a elementelor se folosesc valorile medii ale rezistențelor materialelor, beton și oțel. Alternativ, capacitățile de rezistență și deformație se pot determina analitic, prin utilizarea unor relații constitutive adecvate pentru beton și otel.
II.5.2 Construirea curbei forță laterală – deplasarea la vârful construcției
Curba se obține prin calcul static neliniar, de tip biografic, utilizând programe de calcul specializate care iau în considerare modificările proprietăților structurale la fiecare pas de încărcare. Încărcările gravitaționale corespunzătoare grupării seismice de calcul se mențin constante. Pentru a ține seama de incertitudinile privind distribuția pe verticală a forțelor laterale se consideră două distribuții înfășurătoare diferite și anume:
-o distribuție în care forțele laterale sunt proporționale cu masele de nivel fără a depinde de poziția pe înălțimea structurii (accelerația este constantă pe înălțime);
-o distribuție rezultată din analiza modală pentru modul predominant de vibrație; se poate accepta o distribuție simplificată triunghiulară (triunghiul cu baza la vârful construcției).
Cele două distribuții se mențin pe rând constante, mărind la fiecare pas de încărcare, numai valoarea forței laterale. Calculul permite determinarea ordinii probabile de apariție a articulațiilor plastice, respectiv determinarea mecanismului de cedare. Ruperea structurii corespunde deplasării la care structura nu mai poate susține încărcările verticale, respectiv ruperii unui element vital pentru stabilitatea structurii (stâlp, perete). Se recomandă ca diagrama să fie construită până la o deplasare cu cca. 50% mai mare decât cerința de deplasare corespunzătoare stării limită ultime, pentru a evidenția evoluția procesului de degradare până în apropierea prăbușirii și implicit a vulnerabilității clădirii față de prăbușire. Având în vedere faptul că valorile eforturilor capabile ale elementelor structurale sunt evaluate pe baza valorilor medii ale rezistențelor oțelului și betonului, pentru a putea compara capacitatea de rezistență la apariția mecanismului de plastificare cu valoarea de proiectare a forței seismice (pentru a separa contribuția suprarezistenței structurale) valoarea forței maxime înregistrat în curba forță laterală – deplasare laterală trebuie redusă prin împărțirea la un factor cu valoare medie estimată de 1,5.
II.5.3 Echivalarea structurii MDOF cu un sistem SDOF
Curba stabilită pentru structura reală se convertește într-o relație forță – deplasare pentru sistemul echivalent cu un grad de libertate pentru ca parametrii acesteia să poată fi puși în relație directă cu spectrele răspunsului seismic, construite pentru sisteme cu un grad de libertate. Se folosesc următoarele notații:
– vectorul formei deplasărilor normalizate (valoarea 1 la vârf). Procedura se poate modifica foarte ușor pentru cazul în care se selectează alt nivel pentru deplasarea caracteristica, considerând valoarea 1 la nivelul deplasării caracteristice.
m-masa sistemului MDOF (suma maselor de nivel mi):
Fb-forța tăietoare de bază a sistemului MDOF.
m*-masa generalizată a sistemului echivalent SDOF:
l*-factor de participare
Relațiile de echivalare între mărimile răspunsului SDOF, deplasări d* și forțe F*, și mărimile asociate răspunsului MDOF, d și F, rezultă astfel:
În vederea stabilirii parametrilor structurali definitorii pentru spectrele răspunsului seismic inelastic, -curba urmează să fie idealizată sub forma unei diagrame biliniare (Figura 21). În acest scop se consideră că rigiditatea inițială a sistemului idealizat, Ke este egală cu panta în origine (rigiditatea elastică) a curbei forță deplasare a structurii cu mai multe grade de libertate. Forța la curgere a sistemului idealizat se determină astfel încât capacitatea de absorbție de energie să nu se modifice prin schematizarea curbei (ariile celor două curbe să fie egale). În cazul idealizării sub forma unei diagrame biliniare fără consolidare în domeniul post-elastic, forta la curgere Fy rezultă:
unde:
– deplasarea corespunzătoare formării mecanismului cinematic plastic;
– energia de deformație (aria situată sub curba) corespunzătoare formării mecanismului cinematic plastic;
În cazul în care cerința de deplasare determinată este mult diferită de valoarea dm, adoptarea unei proceduri iterative este recomandabilă.
II.5.4 Evaluarea cerințelor de deplasare
Cerințele de deplasare pentru starea limită de serviciu (SLS) se determină direct din calculul static elastic al structurii MDOF sub încărcările seismice de calcul reduse corespunzător coeficienților ν, care țin seama de intervalul de recurență mai scurt al acțiunii seismice asociat cu starea limită de serviciu. Cerințele de deplasare ale sistemului SDOF echivalent, pentru starea limită ultimă (ULS), se obțin din spectrele de deplasare ale răspunsului seismic inelastic. Se pot folosi, dacă există, spectre aproximative, specifice amplasamentului. În caz contrar, spectrele se pot calcula folosind programe de calcul specifice, utilizând accelerograme înregistrate sau simulate compatibile cu spectrul de proiectare pe amplasament. Se recomanda utilizarea de modele histeretice adecvate comportarii materialului structural (beton armat sau oțel). Parametrii care caracterizează valorile spectrale, respectiv cerințele de deplasare, sunt:
– perioada T* a sistemului SDOF echivalent, determinată cu formula:
-forța normalizată de curgere
Pentru clădirile noi, cu structura de beton armat, spectrul inelastic de deplasare, SD(T) se poate aproxima cu ajutorul relației:
unde:
-coeficient de amplificare al deplasărilor în domeniul inelastic;
– spectrul de răspuns elastic;
Nu se admite utilizarea relației în cazul construcțiilor existente, dimensionate la forțe laterale mai mici decât cele prevăzute în Codul de proiectare P100-1 din 2013.
II.5.5 Controlul deplasărilor structural
După determinarea cerințelor de deplasare ale sistemului SDOF, acestea se convertesc în cerințele de deplasare ale structurii reale MDOF, inversând relația:
Corespunzător acestor deplasări globale, se determină starea structurii (configuratia articulatiilor plastice si tendinta catre un anumit mecanism de cedare), deplasările relative de nivel și deplasările individuale ale elementelor (rotiri dezvoltate în articulațiile plastice punctuale echivalente, etc.) și se verifică dacă sunt îndeplinite condițiile pentru starea limită considerată, respectiv daca cerintele de deplasare se înscriu în limitle admise. În cazul elementelor expuse unor cedari fragile, verificările se fac în termeni de forță. Pe baza verificărilor deplasărilor structurale se validează soluția de structură proiectată prin metodele obișnuite sau se corectează, dacă este cazul, până la obținerea performanțelor necesare.”
II.6 Prevederi specifice construcțiilor de beton
II.6.1 Prevederi generale
5.1.(1) Acest capitol se referă la proiectarea în zone seismice a clădirilor și a altor construcții cu structuri similare acestora, cu structura din beton armat, numite în continuare construcții de beton. 5.1.2.(1) Termenii specifici prezentului capitol, pentru zone, elemente și sisteme structurale, se definesc după cum urmează:
-Grindă: Element structural solicitat preponderent de încărcări transversale, la care la care efortul axial mediu normalizat este mai mic decât 0,1.
-Stâlp: element structural care susține încărcări gravitaționale preponderent prin compresiune axială, la care efortul axial mediu de compresiune normalizat, νd, este mai mare decât 0,1.
-Sistem structural tip cadru: sistem structural în care încărcările verticale cât și cele orizontale sunt preluate în principal de cadre spațiale a căror contribuție la preluarea forței tăietoare la baza clădirii depășește 65% din forța tăietoare de bază.
-Zonă critică (zonă disipativă): zonă a unui element structural principal unde apar cele mai nefavorabile combinații de eforturi (M, N, V, T) și unde pot să apară deformații plastice.
5.2.1.(1) Proiectarea seismică a construcțiilor de beton armat va asigura o capacitate adecvată de disipare de energie în regim de solicitare ciclică, fără o reducere semnificativă a rezistenței la forțe orizontale și verticale. 5.2.1. (3) Structurile pentru clădiri proiectate în conformitate cu (2) se împart în două clase de ductilitate, clasa ductilitate înaltă (DCH) și clasa de ductilitate medie (DCM), în funcție de capacitatea de disipare a energiei și de rezistența la forțe laterale. Structurile proiectate pentru DCH au ductilitate de ansamblu și locală superioară celor proiectate pentru DCM. Pentru a reduce cerințele de ductilitate, structurile din clasa de ductilitate medie vor fi dotate cu o capacitate de rezistență superioară structurilor din prima clasă. În general, structurile din zonele cu seismicitate înaltă (ag ≥ 0,3g) se vor proiecta pentru clasa de ductilitate înaltă și pot suporta, în principiu, fără pericol de colaps, cutremure mai puternice decât cutremurele de proiectare în amplasament. 5.2.1. (4) În anumite situații, structurile de clădiri se pot proiecta pentru o capacitate minimala de disipare a energiei seismice prin deformatii plastice ( de ductilitate), cu o creștere corespunzătoare a capacității de rezistență la forțe laterale. Se poate opta pentru o asemenea concepție de proiectare numai la construcțiile amplasate în zone cu valori ale accelerației de proiectare ag ≤ 0,10g. 5.2.2.1.(3) Sistemele structural de tip cadru trebuie să fie înzestrate cu o rigiditate minimă la torsiune.
5.2.2.2. (1) Valorile maxime ale factorului de comportare q, care intră în expresia spectrului de proiectare sunt date în funcție de capacitatea de disipare specifică tipului de structură:
Tabel 7: Valorile factorului de comportare q pentru acțiuni seismice orizontale
(Indicativ P100-I din 2013)
introduce influența unora dintre factorii cărora li se datorează suprarezistența structurii, în special a redundanței construcției. se poate determina din calculul static neliniar ca valoare a raportului între forța laterală capabilă a structurii (atinsă când s-a format un număr suficient de articulații plastice pentru a aduce structura în pragul situației de mecanism cinematic) și forța laterală corespunzătoare atingerii capacității de rezistență în primul element al structurii (apariției primei articulații plastice). 5.2.2.2.(3) Pentru cazurile obișnuite, se pot adopta următoarele valori aproximative ale raportului αu/α1:
(a) Pentru cadre sau pentru structuri duale cu cadre preponderente:
– clădiri cu un nivel:
– clădiri cu mai multe niveluri și cu o singură deschidere:
– clădiri cu mai multe niveluri și mai multe deschideri:
5.2.2.2.(7) În cazul în care structura prezintă regularitate completă și se pot asigura condiții de execuție perfect controlate, factorul q poate lua valori sporite cu până la 20%.(0). 5.2.3.3.1.(1) Proiectarea seismică are ca principal obiectiv dezvoltarea unui mecanism de plastificare favorabil. Acest obiectiv se consideră îndeplinit dacă sunt satisfăcute condițiile:
-la structurile tip cadre etajate, deformațiile plastice apar, în mod obișnuit, în zonele de la extremitățile grinzilor și în zonele de la baza stâlpilor, imediat deasupra secțiunii teoretice de încastrare;
-nodurile (zonele de legătură între elementele verticale și orizontale) și planșeele sunt solicitate numai în domeniul elastic;
-zonele critice (cu potențial disipativ) sunt distribuite relativ uniform în întreaga structură, cu cerințe de ductilitate reduse, evitându-se concentrarea deformațiilor plastice în câteva zone relativ slabe (de exemplu, în stâlpii unui anumit nivel);
-dimensionarea și alcătuirea elementelor structurale va urmări evitarea unor ruperi cu caracter neductil sau fragil.
5.2.3.3.1.( (7) Verificarea formării mecanismului favorabil de plastificare se poate realiza utilizând calculul dinamic neliniar cu accelerograme înregistrate sau artificiale compatibile cu spectrul de răspuns elastic al accelerațiilor și, în mod aproximativ, prin calcul static neliniar. 5.2.3.3.1.( (8) Pentru structuri obișnuite, cînd verificarea formării mecanismului de plastificare favorabil nu se face prin calcul neliniar, elementele se dimensionează la eforturi determinate în acord cu metoda proiectării la capacitate. Valorile de proiectare ale efectelor acțiunilor se determină din condiții de echilibru considerând formarea zonelor plastice conform configurației mecanismului favorabil de plastificare și mobilizarea suprarezistențelor în zonele plastice. În acest fel, zonele pentru care se urmărește impunerea unui răspuns elastic capătă o asigurare suplimentară la încovoiere față de zonele critice (disipative), iar ruperile cu caracter fragil sunt evitate. 5.2.3.3.1.( (9) Deplasările laterale asociate cerințelor de ductilitate vor fi suficient de reduse pentru a nu apărea pericolul pierderii stabilității sau pentru a nu spori excesiv efectele de ordinul 2. 5.2.3.3.2.(1) În vederea obținerii capacității necesare de ductilitate de ansamblu, zonele critice trebuie înzestrate cu o capacitate înaltă de rotire plastică. 5.2.3.3.2.(2) Cerințele de rotire de bară în elementele structurale pot fi evaluate pe două căi:
– prin calcul dinamic neliniar, care furnizează direct cerințele de rotire în zonele critice;
– în mod aproximativ, prin evaluarea cerințelor de rotire sub acțiunea seismică de proiectare.
5.2.3.3.3.(1) În vederea impunerii mecanismului structural de disipare de energie la fiecare nod grindă – stâlp al structurilor tip cadru și al structurilor duale cu cadre predominante va fi îndeplinită următoarea condiție:
în care:
-suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale stâlpilor care intră în nod, în secțiunile învecinate nodului; se consideră valorile minime corespunzătoare variației posibile a forțelor axiale în combinația seismică de proiectare.
-suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile în grinzile care intră în nod, în secțiunile învecinate nodului.
-factorul de suprarezistență datorat efectului de consolidare al oțelului, care se va considera 1,3 pentru clasa de ductilitate înaltă (DCH) și 1,2 pentru clasa de ductilitate medie (DCM).
Nu este necesară verificarea relației la :
– construcții cu un nivel;
– capătul superior al stâlpilor de la ultimul nivel al construcțiilor etajate;
– primul nivel al clădirilor cu 2 niveluri, dacă valoarea normalizată a forței axiale în combinația seismică de proiectare este mai mică decât 0,3 în fiecare stâlp.
5.2.3.3.4. (1) Prin modul de dimensionare și de alcătuire a elementelor structurale de beton armat se vor evita ruperile premature, cu caracter neductil, care pot împiedica mobilizarea mecanismului proiectat de disipare a energiei. Asigurarea față de aceste tipuri de rupere va fi superioară în raport cu cea față de cedarea la moment încovoietor, cu sau fără forță axială. În acest scop trebuie împiedicate:
– ruperile în secțiuni înclinate datorate acțiunii forței tăietoare;
– dislocările produse de forța de lunecare în lungul unor planuri prefisurate, ca, de exemplu, rosturile de lucru la elemente monolite sau rosturile dintre elementele prefabricate și suprabetonare;
– pierderea ancorajului armăturilor sau ruperea înnădirilor armăturilor de oțel;
– ruperile zonelor întinse, armate sub nivelul corespunzător eforturilor de fisurare ale secțiunilor.
5.2.3.3.4.(2) Valorile de Aproiectare ale forțelor tăietoare și forțelor de lunecare vor fi cele asociate mecanismului de plastificare structural incluzând eventualele efecte de suprarezistență, precum și, acolo unde este semnificativ, sporul datorat manifestării modurilor superioare de vibrație pe structura plastificată. 5.2.3.3.4.(3) În anumite situații, ca, de exemplu, la grinzile de cadru care conlucrează cu zone ample de planșeu, momentul de fisurare poate avea o valoare superioară momentului capabil, ipoteză care trebuie luată în considerare la evaluarea forței tăietoare de dimensionare a armăturilor transversale. 5.2.3.4.(1) În vederea obținerii unei ductilități de ansamblu substanțiale, prin dimensionarea și alcătuirea elementelor structurale de beton armat, se va asigura o capacitate înaltă și stabilă de disipare a energiei în zonele critice ale acestora, fără reducerea semnificativă a rigidității și/sau a rezistenței. 5.2.3.4.(2) Acest obiectiv se consideră realizat dacă sunt satisfăcute următoarele condiții:
-zonele comprimate ale secțiunilor elementelor de beton armat supuse la încovoiere, cu sau fără forță axială, la starea limită ultimă au o dezvoltare limitată, funcție de natura elementului și a solicitării acestuia;
-flambajul barelor de oțel comprimate în zonele plastice potențiale este împiedicat prin prevederea de etrieri și agrafe la distanțe suficient de mici;
-betonul trebuie să aibă o rezistență suficientă la compresiune și o capacitate de deformare suficientă;
-oțelul folosit în zonele critice ale elementelor seismice principale trebuie să posede alungiri plastice substanțiale; acestea sunt asigurate de oțelurile de clasă B și C, în funcție de cerințele de ductilitate, respectiv de clasa de ductilitate adoptată la proiectare. Oțelurile neductile, sau mai puțin ductile, pot fi utilizate numai în situațiile în care, prin modul de dimensionare, se poate asigura o comportare în domeniul elastic al acestor armături;
-raportul între rezistența oțelului și limita lui de curgere trebuie să nu fie excesiv de mare (orientativ ≤ 1,4);
-armăturile utilizate la armarea zonelor plastice potențiale trebuie să posede proprietăți de aderență substanțiale printr-o profilatură eficientă.
5.2.3.5.(1) Prin alcătuirea structurii se va urmări realizarea unui grad înalt de redundanță, împreună cu o bună capacitate de redistribuire a eforturilor, astfel încât disiparea energiei să poate fi realizată în cât mai multe zone ale structurii. 5.2.3.6.(2) Alegerea unei configurații cât mai regulate în plan și în elevație reduce substanțial incertitudinile în ceea ce privește comportarea de ansamblu a construcției și permite alegerea unor modele și metode de calcul structural în același timp simple și suficient de sigure. 5.2.3.6.(3) În vederea reducerii incertitudinilor referitoare la rezistența elementelor structurale:
– se vor adopta dimensiuni suficiente pentru secțiunile elementelor structurale, astfel încât abaterile de execuție, încadrate în toleranțele admise, să nu influențeze semnificativ comportarea structurală și/sau să nu sporească exagerat efectele de ordinul 2;
– se va limita raportul dimensiunilor secțiunii elementelor de beton armat pentru a minimiza riscul instabilității laterale a acestora;
-se va prevedea o armare minimă pe toată deschiderea, la partea superioară a grinzilor, pentru a acoperi diferențele dintre distribuția reală a momentelor încovoietoare și diagramele de momente rezultate din calcul;
– se va prevedea o armătură minimă la partea inferioară a grinzilor, pe reazeme, pentru a asigura o capacitate suficientă de rezistență pentru momentele pozitive care pot apărea în aceste secțiuni, chiar atunci când acestea nu rezultă din calculul structural în situația de proiectare seismică, precum și pentru a obține o capacitate suficientă de deformare plastică.
5.2.3.5.(4) În vederea reducerii incertitudinilor legate de localizarea zonelor plastice și pentru a asigura elementelor de beton armat o comportare ductilă:
-se vor lua măsuri de armare transversală pentru a obține capacități de deformare minimale în toate secțiunile, astfel încât să poată fi acoperite cerințele limitate de ductilitate care s-ar putea manifesta și în afara zonelor critice;
-se va prevedea o cantitate de armătură întinsă suficientă pentru a împiedica producerea unei ruperi casante după fisurarea betonului întins;
-se vor prevedea lungimi de ancorare și de înnădire ale armăturilor suficiente pentru a împiedica smulgerea barelor din beton la solicitarea lor ciclic alternantă.
II.6.2 Proiectarea elementelor din clasa de ductilitate medie
5.4.1.(1)La realizarea elementelor seismice principale se vor utiliza betoane de clasă cel puțin C 16/20. 5.4.1.(2)Elementele structurale se armează numai cu bare din oțel profilat. Fac excepție etrierii închiși și agrafele pentru armarea transversală. 5.4.1.(3)La armarea elementelor se va utiliza oțel cu proprietăți de deformare cel puțin egale cu cele ale oțelului de clasa B, pe toată lungimea. 5.4.2.1(1) Lățimea grinzilor va fi cel puțin 200 mm. (2) Raportul între lățimea bw și înălțimea secțiunii hw nu va fi mai mic decât 1/4. 5.4.2.2.(1) Dimensiunea minimă a secțiunii nu va fi mai mică de 300 mm. 5.10.(2) Plăcile de beton armat pot îndeplini rolul de diafragmă orizontală pentru încărcări aplicate în planul lor, dacă au grosimi de cel puțin 80 mm și sunt armate pentru a fi în măsură să preia eforturile ce le revin din încărcările verticale și orizontale. 5.10. (3) Planșeele diafragmă pot fi realizate și ca elemente mixte: din dale prefabricate suprabetonate, cu condiția conectării adecvate a celor două straturi de beton.
5.3.4. Verificări la starea limită ultimă și prevederi de alcătuire-Grinzi
5.3.4.1.1.(2)Lățimea efectivă a grinzilor cu secțiune în formă de T, în zona aripilor, beff, se determină după cum urmează:
-în cazul grinzilor care intră într-un stâlp de margine, beff se ia egală cu lățimea stâlpului, bc, dacă nu există grinzi transversale în nod, și egală cu bc plus de două ori grosimea plăcii, hf, de fiecare parte a grinzii, dacă asemenea grinzi există.
-în cazul grinzilor care intră în stâlpii interiori, beff este mai mare decât valorile indicate mai sus cu câte 2hf de fiecare parte a grinzii.
5.3.4.1.1.(3) Armăturile din placă paralele cu grinda se consideră active în preluarea momentelor grinzii pe reazeme dacă sunt plasate la interiorul dimensiunii beff și dacă sunt ancorate adecvat. 5.3.4.1.1.(4) În zonele critice ale grinzilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.
5.3.3.1.(1) Valorile de proiectare ale eforturilor se determină prin ajustarea eforturilor obținute din calculul structural în combinația seismică de proiectare. 5.4.4.(1) Zonele de la extremitățile grinzilor cu lungimea lcr = hw, 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. 5.4.4.(2) Cerințele de ductilitate în zonele critice se consideră satisfăcute dacă sunt îndeplinite condițiile de armare și:
5.4.4.2 Verificări la starea limită ultimă și prevederi de alcătuire-Stălpi
5.3.4.2.1.(2) În verificarea stâlpilor la forța tăietoare, înclinarea diagonalei comprimate față de axa stâlpului se ia egală cu 45ș. 5.4.4.2.2.(1) Efortul axial mediu normalizat, νd, nu va depăși, de regulă, valoarea 0,5. Sunt admise valori νd sporite până la 0,65 dacă rotirea capabilă a barei în domeniul postelastic. 5.4.4.2.2.(2) Coeficientul de armare longitudinală totală ρ va fi cel puțin 0,008 și maximum 0,04. 5.4.4.2.2.(4) Se consideră zone critice secțiunile de la baza stâlpilor de la fiecare nivel. 5.4.4.2.2.(5) În afara cazului când este determinată printr-un calcul riguros, lungimea zonelor critice se determină cu:
5.3.4.2.2.(3)Între armăturile din colțuri se va prevedea, pe fiecare latură, cel puțin câte o bară intermediară. 5.3.4.2.2.(6)Dacă lcl/hc < 3, întreaga lungime a stâlpului se consideră zonă critică și se va arma în consecință. 5.3.4.2.2.(7) În interiorul zonelor critice se vor prevedea etrieri și agrafe care să asigure ductilitatea necesară și împiedicarea flambajului local al barelor longitudinale. Armătura transversală va fi distribuită astfel încât să se realizeze o stare de solicitare triaxială eficientă. 5.4.4.2.2.(8) În zonele critice ale stâlpilor se va prevedea armarea transversală minimă dată de cea mai severă dintre condițiile:
-în zona critică de la baza stâlpilor, deasupra secțiunii teoretice de încastrare:
– coeficientul geometric de armare, în fiecare direcție:
– coeficientul mecanic de armare:
-În restul zonelor critice:
–
–
5.4.4.2.2.(9) Armarea transversală va respecta condițiile:
-distanța dintre etrieri nu va depăși:
-distanța în secțiune dintre barele consecutive aflate la colțul unui etrier sau prinse de agrafe nu va fi mai mare de 250 mm.
5.4.4.3.(1) Armătura orizontală de confinare în nodurile de cadru ale elementelor seismice principale va fi cel puțin egală cu cea dispusă în zonele critice adiacente ale stâlpilor care concură în nod, cu excepția cazurilor prevăzute la aliniatul (2). 5.4.4.3.(2) Dacă în nod intră grinzi pe toate cele 4 laturi și lățimea acestora este cel puțin egală cu 3/4 din lățimea stâlpului paralelă cu secțiunea transversală a grinzii, distanța între etrierii orizontali se poate dubla față de valoarea prevăzută la alineatul (1), fără însă a depăși 150 mm. 5.4.4.3.(3) Trebuie prevăzută cel puțin o bară verticală intermediară (între barele de la colțurile stâlpului) pe fiecare latură a nodului.
III.2 Rezolvări proprii, analize, simulări, experimente, proiectare în soluționarea temei
III.2.1 Predimensionarea elementelor structurale
Predimensionarea grinzilor
Predimensionarea grinzilor se face pe baza criteriilor de rigiditate și considerente arhitecturale. De asemenea, Codul de proiectare P100-1 din 2013 impune prin capitolul V: Prevederi specifice construcțiilor din beton,paragraful 5.3.2.1, pentru elementele din clasă de ductilitate înaltă, grinzilor respectarea următoarelor condiții geometrice:
-lățimea grinzilor va fi cel puțin 200mm;
-raportul între lățimea bgr și înălțimea secțiunii hgr nu va fi mai mic de 1/4;
-excentricitatea axului grinzii, în raport cu axul stâlpului la noduri, va fi cel mult 1/3 din lățimea bst a stâlpului, normală la axa grinzii.
Rotunjirile dimensiunilor se vor face în plus la 50 mm.
a)pe direcție transversală
-înălțimea grinzii pe direcție transversală
-lățimea grinzii pe direcție transversală
-traveea clădirii
b)pe direcție longitudinală
-înălțimea grinzii pe direcție longitudinală
-lățimea grinzii pe direcție longitudinală
-deschiderea clădirii
Din considerente tehnologice și pentru respectarea raportului între înălțimea și lățime am ales ca dimensiunile secțiunilor transversale a grinzilor atât pe direcție transversală cât și pe direcție longitudinală să fie aceleași.
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: III.1 Considerații generale, metodologii, realizări teoretice și interpretări normative [303359] (ID: 303359)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.