Constructii
CONSTRUCTII -area structurii de rezistenta pentru o hala industriala cu doua niveluri, parter si etaj (P+1E)1. TEMA PROIECTULUI Se cere proiectarea structurii de rezistenta pentru
o hala industriala cu doua niveluri, parter si etaj (P+1E).
Constructia este amplasata in zona industriala a judetului
Constanta. Incarcarea utila este 1.1Date geometrice inaltimi de nivel dimensiuni in plan transversal 2 deschideri egale x8,50m=17m -longitudinal 5 travei x5m=25m 1.2Date privind structura de rezistenta Planseul peste parter este realizat din beton armat monolit, cu grinzi principale dispuse transversal si grinzi secundare dispuse longitudinal. Planseul de acoperis este alcatuit din elemente de beton armat prefabricat, cu grinzi principale dispuse transversal si elemente secundare de tip cheson. Structura verticala de rezistenta pentru incarcari verticale este constituita din cadre transversale si longitudinale de beton armat in solutie mixta. Stalpii cadrelor sunt realizati din beton armat monolit. Riglele cadrelor sunt realizati din beton armat monolit. Riglele cadrului la parter sunt constituite d grinzile principale si grinzile secundare care se descarca direct pe stalp. Legaturile dintre aceste grinzi si stalpi sunt de tip nod rigid. Riglele cadrului la etaj sunt constituite de grinzile principale in directie transversala si de ansamblul elementelor secundare in directie longitudinala. Legaturile riglelor de capatul stalpilor sunt de tip articulatie. 1.3Materiale utilizate beton Bc25 (pentru structura de rezistenta) beton Bc20 (pentru fundatii) otel PC52 (pentru armarea longitudinala) otel OB37 (pentru armarea transversala) 1.4Continutul proiectului A- piese scriseB- piese desenate1. sectiune transversala 2. sectiune longitudinala 3. plan cofraj – armare planseu 4. plan cofraj – armare grinda secundara 5. plan cofraj – armare grinda principala 6. plan cofraj – armare stalp 2.PREDIMENSIONAREA ELEMENTELOR STRUCTURALE 2.1 Predimensionarea pe criterii de rigiditate Se cunosc traveea deschiderea
PlacaSe noteaza cu
La cladiri industriale se
recomanda Grinzi secundare
La grinzile monolite, dimensiunile
sectiunii transversale se adopta, de regula, multiplu de 50mm
pentru Grinzi principale
2.2 Predimensionarea pe criterii de rezistenta PlacaEvaluarea incarcarilor
Placa se echivaleaza cu o grinda care reazema pe grinzile secundare. Calculul se poate face pentru o fasie de placa de 1m, rezultatul dimensionarii fiind prevazut apoi in toata placa planseului. Schema de calcul a placii rezulta astfel o grinda continua cu 8 deschideri egale. Conform STAS, in cazul in care raportul dintre valoarea incarcarilor temporare de lunga durata si a celor totale este mai mare de 0,75 este necesar ca valoarea eforturilor de dimensionare sa se obtina printr-un calcul in domeniul elastic. In acest caz
Se va lua in considerare o grinda cu 4 deschideri. Schema statica si alura diagramei infasuratoare de momente incovoietoare la o placa armata pe o directie in stadiul elastic si valorile aproximative ale momentelor incovoietoare maxime
Dimensionarea se va face pentru momentul maxim
Pentru armare se
recomanda un diametru mediu de Pentru placile de beton armat pe o singura directie procentul de armare trebuie sa se situeze in domeniul 0,3-0,8% . Alegem
unde
Grinda secundaraIncarcarile grinzii secundare rezulta din schema de descarcare a incarcarilor din placa la reazemele acesteia. In faza de predimensionare, se poate admite in mod acoperitor ca intreaga incarcare a placii se transmite numai grinzii secundare. Aria aferenta pentru o grinda secundara curenta
Evaluarea incarcarilor din planseu
din greutatea proprie a grinzii secundare
Schema statica pentru grinda secundara si alura diagramei infasuratoare de momente incovoietoare si valorile aproximative ale momentelor incovoietoare maxime sunt
Pentru grinzile de beton armat monolite procentul de armare trebuie sa se incadreze din considerente economice in limitele 0,8-1,8%. Alegem p=1,2% Dimensionarea se va face pentru momentul maxim
Grinda principalaIncarcarile grinzii principale rezulta din schema de descarcare a incarcarilor din planseu. In faza de predimensionare se poate admite in mod simplificat ca incarcarile planseului transmise concentrat grinzii principale prin reactiunile grinzilor secundare sa fie aproximate prin incarcari uniform distribuite. Evaluarea incarcarilor din planseu
din greutatea proprie a grinzii principale
din greutatea proprie a grinzilor secundare
8,50 8,50 Se va dimensiona la momentul maxim
Acoperirea cu beton de calcul
se considera Alegem p=1,4%
Consideram 2.3 Predimensionarea grinzii de acoperis Inaltimea grinzii prefabricate de
acoperis se ia Grinzile de acoperis se executa in tipare fixe . Din aceasta cauza fetele laterale se prevad cu o panta de circa 1% pentru a impiedica blocarea la decofrare datorita eventualelor neplaneitati locale ale fetelor laterale ale tiparului. Greutatea grinzii este
V- volumul grinzii de acoperis
2.4 Predimensionarea stalpilorEvaluarea incarcarilor la planseul peste etaj
Unde incarcarea din zapada se determina astfel
Evaluarea fortelor axiale din stalpi Stalpul central Se apreciaza initial ca dimensiunile stalpului sunt 600x600. Incarcarile aferente stalpului central provin din placa peste etaj
greutatea grinzii de acoperis
greutatea stalpilor de la etaj
greutatea planseului peste parter
greutatea grinzii secundare
greutatea grinzii principale
greutatea stalpilor de la parter
TOTAL Stalpul marginal Se apreciaza ca dimensiunile stalpului sunt 500x500. Incarcarile aferente stalpului marginal provin din incarcare planseu peste etaj
greutatea grinzii peste acoperis
greutatea stalpului de la etaj
greutatea placii peste parter
greutatea grinzii secundare
greutatea grinzii principale
greutatea stalpului de la parter
TOTAL Stalp de colt Se apreciaza ca dimensiunile stalpului sunt 500x500. Incarcarile aferente stalpului de colt provin din incarcare planseu peste etaj
greutatea grinzii peste acoperis
greutatea stalpului de la etaj
greutatea placii peste parter
greutatea grinzii secundare
greutatea grinzii principale
greutatea stalpului de la parter
TOTAL Stalpii structurii sunt solicitati la
compresiune excentrica. Valorile rezistentelor la compresiune se iau
stalp marginal
stalp de colt
Rezistenta de calcul 2.5 Predimensionarea fundatiilor izolate sub stalpi Fundatiile izolate sub stalpi se proiecteaza sub forma de bloc din beton simplu si cuzinet din beton armat. In acest sistem, eforturile de la baza stalpilor se transmit la teren in doua trepte, respectiv printr-un transfer la baza cuzinetului pe talpa caruia se pot dezvolta presiuni pe care le poate suporta betonul simplu si apoi printr-un transfer la talpa blocului de beton simplu, sub care se pot dezvolta presiuni pe care le poate suporta terenul. Incarcarea la nivelul talpii
fundatiei se aproximeaza pentru
Latura cuzinetului se determina din conditii constructive
Conditii constructive
Fundatia stalpului central
Fundatia stalpului marginal
Pentru stalpul de colt se adopta aceeasi fundatie ca si pentru stalpul marginal. 3. PROIECTAREA PLACII Pentru stabilirea solicitarilor maxime se tine seama de faptul ca incarcarea permanenta actioneaza dupa o singura schema si anume aceea cu valoarea integrala uniform distribuita pe toata lungimea grinzii inlocuitoare, iar incarcarea temporara actioneaza dupa orice schema posibila. Momentele incovoietoare maxime in sectiunile caracteristice, se determina adunand pe rand valorile produse de incarcarile permanente, cu valorile cele mai mari produse in fiecare sectiune considerata de incarcarea utila, dispusa in ipoteza cea mai acoperitoare. In sectiunile din campuri intereseaza atat momentele maxime pozitive cat si negative, pe cand in reazeme intereseaza, practic, numai momentele maxime negative. Schemele de incarcare pentru placa armata pe o directie
p p p
p p
Valorile maxime ale momentelor incovoietoare se pot determina cu ajutorul coeficientilor de influenta, folosind relatiile
unde p- incarcarea temporara g- incarcarea permanenta a- coeficient de influenta care introduce efectul incarcarilor permanente b,c- coeficienti de influenta care introduc efectul incarcarilor temporare Valorile numerice si semnele coeficientilor de influenta pentru grinda cu cinci deschideri egale precum si valorile maxime ale momentelor incovoietoare pentru
010 20 30 40
5 15 25 35 Se considera valorile momentelor maxime din sectiunile 5, 10, 15, 20 si 25, aceste valori repetandu-se periodic.
In calculul momentelor grinzile secundare s-au considerat in mod acoperitor ca reazeme simple ideale, neglijandu-se rezistenta la torsiune a acestora. Dimensionarea armaturii de rezistentaAcoperirea cu beton de calcul
se considera Se cunosc
b- latimea de calcul a placii
h- grosimea placii
Armarea placii la moment negativ in campMomentele negative in camp apar datorita incarcarii temporare mari. In zonele din camp cu momente incovoietoare la partea superioara a placii solicitarea de incovoiere este preluata numai de betonul simplu. Capacitatea de rezistenta a sectiunii de beton simplu este data de relatia
unde
pentru beton de clasa
pentru
pentru sectiuni de forma dreptunghiulara
sau in forma de “ T “ unde
Sectiunea “ 0 “ Valoarea momentului incovoietor de la extremitatea placii, datorita impiedicarii partiale a rotirii libere prin legatura cu grinda de margine se considera acoperitor la valoarea
Alegem Sectiunea “10”
Alegem Sectiunea “20”
Alegem Sectiunea “5”
Alegem Sectiunea “15” Se observa ca in sectiunea “15” momentul produs de solicitarea de incovoiere este mai mare decat momentul capabil al sectiunii de beton simplu. Va trebui ca in aceasta sectiune sa se dispuna armatura la partea superioara pentru preluarea acestui moment.
Alegem
Alegem Sectiunea “25”
Alegem 4.PROIECTAREA GRINZII SECUNDARE Evaluarea incarcarilorIncarcarile grinzii secundare provin din greutatea proprie si din incarcarile permanente si temporare ale placii. Vom avea urmatoarele valori ale incarcarilor Incarcarea permanenta din
greutate placa si pardoseala din
greutate proprie grinda secundara
Incarcarea temporara din
incarcarea utila
In cazul in care raportul dintre valoarea
incarcarilor temporare de lunga durata si a celor
totale este mai mare de 0,75 este necesar ca valoarea eforturilor de
dimensionare sa se obtina printr-un calcul in domeniul elastic.
Este cazul grinzilor secundare care fac obiectul prezentului proiect la care
acest raport este Calculul eforturilor Ca si la placi, calculul eforturilor de dimensionare se bazeaza pe valorile maxime ale diagramelor de eforturi, momente incovoietoare si forte taietoare, corespunzatoare grinzii cu 5 deschideri egale. Valorile momentelor incovoietoare corespunzatoare sectiunilor de la marginea reazemelor si din mijlocul deschiderilor se pot determina cu ajutorul coeficientilor de influenta, folosind relatiile
Valorile maxime si minime ale fortelor taietoare se pot determina cu ajutorul coeficientilor de influenta, folosind relatiile
Calculul armaturii longitudinale In zonele solicitate la moment negativ, sectiunea de
calcul este de forma dreptunghiulara, iar in zonele solicitate la
momente pozitive si in care placa se afla in zona comprimata,
sectiunea de calcul are forma T. Acoperirea cu beton de calcul se
considera in camp Acoperirea la partea superioara a armaturilor din grinda secundara s-a luat mai mare decat cea minim necesara pentru a permite montarea armaturilor la intersectia cu grinda principala. Se cunosc
In mod acoperitor la dimensionare nu se tine seama de aportul armaturilor situate in zona comprimata. Sectiune dreptunghiulara “0”
Alegem “10”
Alegem “20”
Alegem Sectiune T Latimea activa a placii
pentru sectiunea 5 aflata la mijlocul primei deschideri pentru sectiunile 15, 25 aflate la mijlocul deschiderilor intermediare. “5”
Alegem “15”
Alegem “25”
Alegem Armarea grinzii secundare in camp la momente negativeDeoarece incarcarea este mare apar momente negative in camp. In zonele din campuri cu momente incovoietoare la partea superioara a placii solicitarea de incovoiere este preluata numai de betonul simplu. Capacitatea de rezistenta a sectiunii de beton simplu este data de relatia:
unde
pentru sectiuni dreptunghiulare sau in forma de
T ,
pentru inaltimea sectiunii de 500mm se
considera
In final Se observa ca nu este nevoie sa se armeze la partea superioara placa in camp. Calculul armaturii transversaleAvand in vedere dimensiunile si solicitarile grinzii, se adopta o armare transversala cu etrieri. Se cunosc valorile fortelor taietoare rezistenta la intindere a betonului
rezistenta de calcul a armaturii transversale
dimensiunile sectiunii de beton caracteristicile geometrice ale armaturii longitudinale “0” Forta taietoare de
calcul este Ordinea operatiilor este urmatoarea daca daca procentul de armare longitudinala unde
procentul de armare transversala necesara
corespunzator etrierilor se verifica unde
Daca lungimea proiectiei fisurii
critice este mai mare decat se aleg etrieri se propune numarul de ramuri verticale ale unui
etrier distanta intre etrieri Distantele maxime admise intre etrieri
se adopta “10”
alegem se propune
se stabileste “20”
alegem se propune
se stabileste 5.CALCULUL CADRULUI TRANSVERSAL 5.1Schema de calcul Configuratia cadrului transversal este cea reprezentata in plansa 1.
7 8 9 5 6 7 456 1 23 5.2Incarcari pe grinzi 5.2.1Incarcari uniform distribuite pe grinzi 5.2.1.1Incarcari permanente greutate placa + pardoseala
greutate proprie
Total incarcari
permanente uniform distribuite 5.2.1.2Incarcari temporare incarcarea utila
Total incarcari
temporare uniform distribuite 5.2.2Incarcari concentrate 5.2.2.1Incarcari permanente greutate placa + pardoseala
greutate grinda secundara
Total incarcari
permanente concentrate 5.2.2.2Incarcari temporare incarcare utila
Total incarcari
temporare concentrate Pentru planseul peste parter calculam Incarcarea permanentagreutate terasa
greutatea proprie a grinzii de acoperis
Total incarcari
permanente planseu peste parter Incarcari temporarezapada
Forta seismica se determina cu relatia
unde
Coeficientul seismic global se calculeaza cu urmatoarea relatie
unde
pentru clasa III de importanta avem
pentru zona D avem
pentru constructii industriale avem
conform standardelor in vigoare
Coeficientul de amplificare se
determina in functie de perioadele oscilatiilor proprii
Rezultanta greutatii proprii a structurii se determina cu relatia
S2 S3 S3 S3 S3 S3 S2
S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1
Am considerat S1 de dimensiuni 50x50
unde
5.3Ipoteze de incarcare Pentru stabilirea eforturilor sectionale maxime se considera ca incarcarea permanenta actioneaza in toate ipotezele, iar incarcarea temporara poate actiona dupa orice schema posibila Ipotezele de incarcare care conduc la valorile infasuratoare de eforturi sunt cele prezentate in continuare. Cazurile de incarcare sunt a. I+II+V+VI b. I+II+V+VII c. I+III+V+VII d. I+III+V+VI e. I+IV+V+VI+VII 6.DIMENSIONAREA SI ARMAREA GRINZII PRINCIPALE 6.1Calculul armaturii longitudinale 6.1.1Bara 1 (camp) Latimea activa a placii pentru grinzi facand parte din plansee, rigidizate prin nervuri transversale situate la distante mai mici decat deschiderea acestora a. b. In final,
Se cunosc momentul de calcul acoperirea cu beton rezistenta la compresiune a betonului rezistenta la intindere a betonului grosimea placii inaltimea utila Se determina momentul capabil
corespunzator situatiei in care inaltimea zonei comprimate
pentru ca Se determina
Se alege Valoarea efectiva a acoperirii de calcul este mai mare decat cea avuta in vedere la dimensionarea armaturii, ca atare calculul efectuat este usor neacoperitor. Daca se doreste un calcul absolut riguros, este necesara evaluarea momentului capabil corespunzator alcatuirii efective a grinzii.
Momentul capabil corespunzator unei bare este aproximativ
6.1.2Bara 2 (camp) Latimea activa a placii pentru grinzi facand parte din plansee, rigidizate prin nervuri transversale situate la distante mai mici decat deschiderea acestora a. b. In final,
Se cunosc momentul de calcul acoperirea cu beton rezistenta la compresiune a betonului rezistenta la intindere a betonului grosimea placii inaltimea utila Se determina momentul capabil
corespunzator situatiei in care inaltimea zonei comprimate
pentru ca Se determina
Se alege Valoarea efectiva a acoperirii de calcul este mai mare decat cea avuta in vedere la dimensionarea armaturii, ca atare calculul efectuat este usor neacoperitor. Daca se doreste un calcul absolut riguros, este necesara evaluarea momentului capabil corespunzator alcatuirii efective a grinzii.
Momentul capabil corespunzator unei bare este aproximativ
6.1.3Bara 1(reazem stanga) In zonele de reazem, solicitate la moment negativ, sectiunea de calcul este de forma dreptunghiulara. Pentru determinarea armaturii necesare de la partea superioara a grinzii, este necesar cunoasterea armaturii comprimate de la partea inferioara a grinzii, care a fost determinata dintr-o etapa de calcul anterioara. Tinand cont de faptul ca o parte din armatura de la partea inferioara se ridica in dreptul reazemelor, se poate admite in mod acoperitor sa nu se tina cont de aportul armaturii din zona comprimata. Se cunosc momentul de calcul distanta de la centrul de greutate al armaturii
inaltimea utila armatura din zona comprimata Se
verifica daca armatura comprimata
Armatura intinsa rezulta
Se alege
Momentul capabil al sectiunii este
Se calculeaza momentul capabil corespunzator fiecarei bare
6.1.3Bara 1(reazem dreapta) Se cunosc momentul de calcul distanta de la centrul de greutate al armaturii
inaltimea utila armatura din zona comprimata Se
verifica daca armatura comprimata
Se determina
Se alege
Momentul capabil al sectiunii este
Se calculeaza momentul capabil corespunzator fiecarei bare
6.1.5Bara 2(reazem stanga) Se cunosc momentul de calcul distanta de la centrul de greutate al armaturii
inaltimea utila armatura din zona comprimata Se
verifica daca armatura comprimata
Se determina
Se alege
Momentul capabil al sectiunii este
Se calculeaza momentul capabil corespunzator fiecarei bare
6.2Calculul armaturii transversale 6.2.1Bara 1(reazem stanga) Se cunosc acoperirea cu beton rezistenta de calcul a etrierilor rezistenta de calcul a armaturii inclinate rezistenta la intindere a betonului inaltimea utila forta taietoare Se calculeaza
Se alege etrier Conditii Se stabileste 6.2.2Bara 1(camp) Se cunosc acoperirea cu beton rezistenta de calcul a etrierilor rezistenta de calcul a armaturii inclinate rezistenta la intindere a betonului inaltimea utila forta taietoare Se calculeaza
Se alege etrier Conditii Se stabileste 6.2.3Bara 1(reazem dreapta) Se cunosc acoperirea cu beton rezistenta de calcul a etrierilor rezistenta de calcul a armaturii inclinate rezistenta la intindere a betonului inaltimea utila forta taietoare Forta taietoare ce urmeaza sa fie preluata de beton si etrieri este
Se alege etrier Conditii Se stabileste 6.2.4Bara 2(reazem stanga) Se cunosc acoperirea cu beton rezistenta de calcul a etrierilor rezistenta de calcul a armaturii inclinate rezistenta la intindere a betonului inaltimea utila forta taietoare Forta taietoare ce urmeaza sa fie preluata de beton si etrieri este
Se alege etrier Conditii Se stabileste 6.2.5Bara 2(camp) Se cunosc acoperirea cu beton rezistenta de calcul a etrierilor rezistenta de calcul a armaturii inclinate rezistenta la intindere a betonului inaltimea utila forta taietoare Se calculeaza
Se alege etrier Conditii
Se stabileste 7.DIMENSIONAREA SI ARMAREA STALPILOR 7.1Armarea longitudinala Stalpii structurii sunt solicitati la compresiune excentrica. Stalpii avand sectiunea si armarea constanta se dimensioneaza in sectiunea cea mai solicitata, corespunzatoare momentului incovoietor maxim. Aceasta este sectiunea aflata imediat sub grinda planseului peste parter. 7.1.1Stalpul marginal
Se cunosc rezistenta la compresiune a betonului rezistenta la intindere a otelului inaltimea utila excentricitatea aditionala momentul corectat Rezulta
Se alege Aria de armatura aleasa se dispune pe toate laturile. Procentul total de armare trebuie sa fie mai mare de 0,32%.
S-au adoptat armaturi mai groase decat cele strict rezultate din calcul, pentru a se obtine o carcasa de armaturi mai putin deformabila la manipulari si montaj. 7.1.2Stalpul central
Se cunosc rezistenta la compresiune a betonului rezistenta la intindere a otelului inaltimea utila excentricitatea aditionala momentul corectat Rezulta
Se alege Aria de armatura aleasa se dispune pe toate laturile. Procentul total de armare trebuie sa fie mai mare de 0,32%.
S-au adoptat armaturi mai groase decat cele strict rezultate din calcul, pentru a se obtine o carcasa de armaturi mai putin deformabila la manipulari si montaj. /.2Armarea transversala 7.2.1Stalpul marginal Se cunosc rezistenta la intindere a betonului rezistenta de calcul a armaturii La elementele comprimate excentric, rezistenta de calcul a betonului la intindere, utilizata in calculul la forta taietoare se determina astfel
nu este necesar calculul etrierilor Armatura transversala se dispune
constructiv. Pe directia fiecarei laturi, procentul de armare
transversala trebuie sa fie 7.2.2Stalpul central Se cunosc rezistenta la intindere a betonului rezistenta de calcul a armaturii La elementele comprimate excentric, rezistenta de calcul a betonului la intindere, utilizata in calculul la forta taietoare se determina astfel
nu este necesar calculul etrierilor Armatura transversala se dispune
constructiv. Pe directia fiecarei laturi, procentul de armare
transversala trebuie sa fie
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||