Teza Doctorat Adina Lapuste

  • Published on
    03-Nov-2015

  • View
    44

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

doctorat gj

Transcript

<ul><li><p>FACULTATEA DE CONSTRUCII </p><p>Asist. ing. Adina Victoria LPUTE </p><p>TEZ DE DOCTORAT </p><p>CONTRIBUII LA OPTIMIZAREA SOLUIILOR DE </p><p>CONSOLIDARE SUB EXPLOATARE A </p><p>CONSTRUCIILOR DE BETON ARMAT </p><p>Conductor tiinific, </p><p>Prof. dr. ing. Mircea PETRINA </p></li><li><p>3 </p><p>INTRODUCERE </p><p> O perioad lung de timp s-a considerat c betonul prezint o mare durabilitate, fiind </p><p>comparat, sub acest aspect, cu rezistena i durabilitatea pietrei naturale. </p><p> Pe msur ce nivelul cunotinelor despre caracteristicile mecanice, fizice i chimice </p><p>ale betonului au crescut i s-a cumulat o anumit experien privind performanele </p><p>structurilor din beton situate n medii agresive, conceptul de durabilitate a cptat </p><p>semnificaii deosebite. </p><p> S-a constatat astfel c att elementele din beton simplu, ct i cele de beton armat, </p><p>situate n medii cu agresivitate chimic, precum i cele aflate n condiii normale de </p><p>exploatare, sufer degradri dup o anumit perioad de timp. </p><p> Din cauza acestui proces de deteriorare, durata de serviciu a unei construcii este </p><p>limitat. Dup un anumit numr de ani, starea tehnic a cldirilor trebuie analizat pentru a </p><p>se stabili msurile de remediere, consolidare sau, n situaie extrem, de demolare parial </p><p>sau total. </p><p> n funcie de gradul de depreciere a elementului avariat, de condiiile concrete de </p><p>lucru, de rolul i importana acestuia n structur, se alege soluia optim de reabilitare. </p><p>Soluia trebuie s asigure satisfacerea condiiilor de rezisten, rigiditate, stabilitate i </p><p>durabilitate att pentru elementul consolidat, ct i pentru construcie n ansamblu. </p><p> O caracteristic esenial, care face dificil abordarea acestui domeniu al reabilitrii </p><p>construciilor, este aceea c nu se pot da soluii ablon, cauz din care alegerea soluiei </p><p>optime este rezultatul unui proces decizional , condiionat de capacitatea i experiena </p><p>cadrelor tehnice de specialitate. </p><p> Pentru soluionarea aceluiai gen de probleme , la construcii diferite, s-au utilizat </p><p>soluii constructive i tehnologii de execuie diferite , impuse de modul de alctuire, </p><p>vechimea i starea construciei , de posibilitatea sau imposibilitatea ntreruperii fluxului </p><p>tehnologic susinut de construcie, precum i de caracteristicile materialelor din care a fost </p><p>realizat. </p><p>Obiectivele tezei de doctorat </p><p> La o serie de obiective industriale nu este posibil ntreruperea procesului de </p><p>producie n perioada efecturii operaiilor de consolidare a structurii de rezisten. Aceasta </p><p>necesit conceperea unor sisteme de consolidare care s fie montate i puse n funciune n </p><p>perioadele ntreruperilor tehnologice curente. Asemenea sisteme trebuie s rspund la o </p><p>serie de condiii: durat foarte scurt de montare, posibiliti de adaptare la abaterile de la </p><p>geometria proiectat a structurii consolidate (abateri de execuie, deformaii accentuate </p></li><li><p>4 </p><p>datorate deteriorrii structurii etc.), asigurarea manipulrii uoare a elementelor constitutive </p><p>ale sistemului de consolidare, asigurarea intrrii instantanee a sistemului n lucru (fr </p><p>perioade de ateptare), posibilitatea controlului eficienei msurilor de consolidare i a </p><p>interveniei viznd eventuala majorare a aportului acestora. </p><p> O punere similar a problemei se poate evidenia n cazul structurilor pentru cldiri </p><p>de locuit la care, evacuarea locatarilor pe perioada efecturii consolidrii nu este de dorit. </p><p> Prezenta tez de doctorat are ca obiective: contribuii la cunoaterea, definirea, </p><p>calculul, aspecte constructive i tehnologice aferente acestui mod de abordare a </p><p>reabilitrii/consolidrii structurilor de rezisten. </p><p> Lucrarea este necesar, oportun i de actualitate deoarece aplicarea soluiilor de </p><p>reabilitare sub exploatare conduce la evitarea perturbrii funciunii n cldirea respectiv pe </p><p>perioada execuiei lucrrilor , respectiv a unor pierderi de producie, inerente soluiilor </p><p>curente (care presupun ntreruperea activitii de producie) . </p><p> Lucrarea de fa este structurat n ase capitole, a cror coninut este prezentat n </p><p>continuare n mod succint. </p><p> Capitolul 1 prezint sintetic cazuri de reabilitare din practica naional i </p><p>internaional, realizate n ultimii ani, i o trecere n revist a soluiilor utilizate curent </p><p>pentru consolidarea structurilor /elementelor structurale. </p><p> n capitolul 2 se face introducerea n conceptul de reabilitare sub exploatare. Acest </p><p>capitol dezvolt modul de calcul al sistemelor de consolidare a elementelor liniare. Este </p><p>abordat i detaliat predimensionarea elementelor tiranilor macaz de consolidare i </p><p>calculul strii de eforturi n elementul consolidat, respectiv eficiena soluiei de consolidare. </p><p>Este realizat un exemplu de calcul rezolvat prin utilizarea relaiilor prezentate n acest </p><p>capitol i experimentri numerice printr-un calcul n element finit i n programe elaborate </p><p>n limbajul de programare Matlab. </p><p> Capitolul 3 prezint sisteme de alctuire a soluiilor de consolidare sub exploatare </p><p>la structuri liniare i plane cu aspecte tehnologice specifice. </p><p> Capitolul 4 prezint contribuii la analiza sistemelor de consolidare a elementelor </p><p>de suprafa cu recomandri privind modul de abordare n practica de proiectare a acestui </p><p>domeniu. </p><p> Capitolul 5 analizeaz o situaie concret de reabilitare sub exploatare a unei </p><p>estacade de beton armat din industria chimic. Se trec n revist aspecte privind calculul </p><p>soluiei de reabilitare, soluiile constructive, aspecte tehnologice i o analiz cost beneficiu </p><p>care fundamenteaz din punct de vedere financiar alegerea soluiei de intervenie. </p></li><li><p>5 </p><p> Capitolul 6 prezint concluziile cercetrii fcute, contribuiile originale i direciile </p><p>de cercetare viitoare. Se evideniaz importana , actualitatea temei abordate i necesitatea </p><p>aprofundrii acestei studiu. Se subliniaz aspectul aplicativ, n practica reabilitrii </p><p>structurilor, al rezultatelor obinute. </p><p> Problematica optimizarii sistemelor de reabilitare sub exploatare este abordata n </p><p>tez prin modul n care sunt gestionai parametri ce definesc / condiioneaz soluiile de </p><p>consolidare analizate. </p></li><li><p>6 </p></li><li><p>7 </p><p>CUPRINS </p><p>Cap. 1. Stadiul actual al problemei. Prelucrarea sintetic a cazurilor de degradare i </p><p>a soluiilor adoptate ......................................................................................................... 13 </p><p>1.1. Introducere ...........................................................................................................13 </p><p>1.2. Prezentarea sintetic a unor cazuri de reabilitare din practica internaional n </p><p>domeniu .......................................................................................................................17 </p><p>1.3.Procedee de refacere a capacitii portante la elemente liniare de beton armat i </p><p>precomprimat GRINZI .............................................................................................34 </p><p>1.3.1. Refacerea capacitii portante a grinzilor fr modificarea schemei statice .....34 </p><p>1.3.2. Refacerea capacitii portante a grinzilor prin modificarea gabaritului iniial...34 </p><p>1.3.3. Refacerea capacitii portante a grinzilor prin modificarea schemei statice......35 </p><p>1.3.4. Refacerea capacitii portante prin sistemul grind macaz.............................35 </p><p>1.4. Procedee de refacere a capacitii portante la elemente liniare de beton armat </p><p>STLPI.........................................................................................................................42 </p><p>1.4.1. Beton turnat n cofraj..........................................................................................44 </p><p>1.4.2. Beton torcretat....................................................................................................44 </p><p>1.4.3. Utilizarea rinilor..............................................................................................45 </p><p>1.4.4. Armturi.............................................................................................................45 </p><p>1.5. Procedee de refacere a capacitii portante la structuri de beton armat prin </p><p>modificarea schemei statice..........................................................................................46 </p><p>Cap. 2. Reabilitarea sub exploatare a elementelor liniare ............................................48 </p><p>2.1.Principii teoretice de abordare a reabilitrii sub exploatare...................................48 </p><p>2.1.1. . Probleme ridicate de reabilitarea unei construcii............................................48 </p><p>2.1.1.1. Defectele unei construcii................................................................................48 </p><p>2.1.1.1.1. Defectele datorate proiectrii.......................................................................48 </p><p>2.1.1.1.2. Defectele datorate execuiei.........................................................................48 </p><p>2.1.1.1.3. Defectele ce se produc n timpul exploatrii................................................49 </p><p>2.1.1.2. Analiza defectelor constatate...........................................................................49 </p><p>2.1.2 Reabilitarea sub exploatare a unei construcii.....................................................49 </p><p>2.1.2.1. Principii generale privind reabilitarea sub exploatare.....................................49 </p><p>2.1.2.2. Concretizarea principiilor generale pe tipuri de elemente i ansambluri </p><p>structurale ................................................................................................................................50 </p></li><li><p>8 </p><p>2.1.2.2.1. Grinzi consolidate cu tirani macaz............................................... ..............50 </p><p>2.1.2.2.2. Stlpi consolidai cu distanieri precomprimai............................................54 </p><p>2.1.2.2.3. Cadre consolidate prin sisteme structurale suplimentare.............................55 </p><p>2.1.3. Observaii...........................................................................................................56 </p><p>2.2. Calculul sistemelor de consolidare ale elementelor liniare...................................56 </p><p>2.2.1. Particulariti de comportare sub sarcini a ansamblului grind de beton armat- </p><p>sistem de consolidare tip macaz ..............................................................................................56 </p><p>2.2.2. Predimensionarea tiranilor macaz de consolidare ............................................57 </p><p>2.2.2.1. Ipoteze de calcul .............................................................................................57 </p><p>2.2.2.2. Calculul efortului n tirantul macaz ...............................................................57 </p><p>2.2.2.3. Determinarea coeficientului de eficien d .....................................................60 </p><p>2.2.2.4. Nomograme pentru determinarea ariei tirantului funcie de coeficientul de </p><p>eficien necesar dnec ...............................................................................................................63 </p><p>2.2.3. Calculul tiranilor macaz de consolidare pentru alte cazuri de ncrcare. Starea </p><p>de eforturi. Verificri ...............................................................................................................70 </p><p>2.3. Exemplu de calcul ................................................................................................77 </p><p>2.4. Experimente numerice ..........................................................................................79 </p><p>Cap.3. Sisteme de alctuire a soluiilor de consolidare sub exploatare, pe tipuri de </p><p>structuri, cu aspecte tehnologice specifice ......................................................................84 </p><p>3.1. Introducere ...........................................................................................................84 </p><p>3.2. Soluii de consolidare pentru structuri liniare ......................................................84 </p><p>3.2.1. . Sisteme active...................................................................................................85 </p><p>3.2.2. Sisteme pasive....................................................................................................88 </p><p>3.2.2.1. Sisteme pasive de tip macaz, cu tirani orizontali...........................................88 </p><p> 3.2.2.2. Sisteme pasive de tip macaz, cu contrafie.....................................................92 </p><p>3.2.2.3. Sistem cu tirani pasivi pentru reabilitarea consolelor verticale de beton armat </p><p>la estacade pentru pod rulant ...................................................................................................93 </p><p>3.3. Soluii de consolidare pentru structuri plane ........................................................94 </p><p>3.3.1. Sisteme rigide pasive..........................................................................................95 </p><p>3.3.2. Sisteme flexibile pasive......................................................................................95 </p><p> 3.4. Aspecte ale modelarii pentru calcul a sistemelor de consolidare analizate ..........97 </p></li><li><p>9 </p><p>Cap.4. Contribuii la analiza sistemelor de consolidare sub exploatare ale elementelor </p><p>de suprafa........................................................................................................................98 </p><p>4.1. Consideraii privind consolidarea elementelor de suprafa.................................98 </p><p>4.1.1. Consideraii generale..........................................................................................98 </p><p>4.1.2. Schematizarea pentru calcul a elementelor de suprafa....................................98 </p><p>4.2. Analiza consolidrii sub exploatare a unui planeu de beton armat cu plac </p><p>continu........................................................................................................................99 </p><p>4.2.1. Caracteristici iniiale ..........................................................................................99 </p><p>4.2.2. Modul de analiz................................................................................................99 </p><p>4.3. Situaia actual (model teoretic), valori normate. Aciuni permanente.............100 </p><p>4.3.1. Deplasri grinzi..........................................................................................100 </p><p>4.3.2. Deplasri plac.................................................................................................100 </p><p>4.3.3. Momentele n plac pe direcia x......................................................................101 </p><p> 4.3.4. Momentele n plac pe direcia y.....................................................................101 </p><p> 4.3.5. Momentele n grinzi.........................................................................................102 </p><p> 4.4. Situaie consolidat fr luarea n considerare a continuitii pe grinzile </p><p>cadrului.............................................................................................................................102 </p><p>4.4.1. Schema static pentru calculul la aciuni dispuse nainte de activarea sistemului </p><p>de consolidare ........................................................................................................................102 </p><p> 4.4.1.1. Deplasrile grinzilor .....................................................................................1...</p></li></ul>