Toba Stelica - Rezumat

  • Published on
    30-Nov-2015

  • View
    47

  • Download
    12

Embed Size (px)

Transcript

<ul><li><p>UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETI </p><p>STUDII UNIVERSITARE DE DOCTORAT </p><p>Domeniul: INGINERIE CIVIL Specializarea: CONSTRUCII DIN BETON ARMAT </p><p>Forma de studii: FR FRECVEN </p><p>Conductor tiinific: Prof. univ. dr. ing. TUDOR POSTELNICU </p><p>Doctorand: ing. TOB I. STELIC </p><p>REZUMATUL TEZEI DE DOCTORAT </p><p>CONTRIBUII LA ANALIZA RSPUNSULUI SEISMIC </p><p>AL STRUCTURILOR N CADRE DIN BETON ARMAT </p><p>2012 </p></li><li><p>0-1 </p><p> CUPRINS </p><p> 1. Introducere..................................................................................................................................... 1.1. Stadiul actual al preocuprilor n domeniul i pe tematica tezei............................ 1.2. Obiectivele i coninutul lucrrii............................................................................. 1.3. Scurt caracterizare a Codului de proiectare seismic, indicativ P100-1/2006, referitor la performana seismic ateptat a cldirilor............................... 2. Aciunile considerate n analiza seismic a structurilor n cadre din beton armat............ 3. Mecanismul structural de disipare de energie..................................................................... 4. Utilizarea metodei curente de proiectare pentru structurile n cadre din beton armat amplasate n zone seismice.............................................................................................. 4.1. Prezentarea metodei............................................................................................... 4.2. Stabilirea valorilor de proiectare ale eforturilor pe baza rezultatelor calculului structurii, cu metoda static echivalent, la aciunea seismic....................................... 4.2.1. Asigurarea ierahizrii capacitilor de rezisten prin stabilirea valorilor de proiectare ale momentelor ncovoietoare....................................... 4.2.2. Evaluarea forelor tietoare de proiectare............................................... 4.3. Dimensionarea, prin aplicarea metodei curente de proiectare, a unei familii de cadre avnd regimuri de inlime i amplasamente seismice diverse....................... 4.3.1. Prezentare general................................................................................. 4.3.2. Precizarea cazurilor considerate.............................................................. 4.3.3. Modelarea pentru calcul a structurii........................................................ 4.3.4. Verificarea ndeplinirii cerinelor de rigiditate i de ductilitate................ 4.3.4.1. Verificarea ndeplinirii cerinei de rigiditate la fore laterale.. 4.3.4.2. Verificarea ndeplinirii cerinei de ductilitate a stlpilor.......... 4.3.4.3. Perioadele proprii fundamentale ale structurilor analizate..... 4.3.5. Eforturi n stlpi din gruparea de ncrcri ce conine aciunea seismic 4.3.6. Variante de studiu ale armrii longitudinale a stlpilor................................ . 4.3.7.Verificarea ndeplinirii cerinelor de rezisten pentru stlpi............................ 4.3.7.1. Verificarea la compresiune excentric oblic prin calcul simplificat unidirecional................................................... 4.3.7.2. Calculul la aciunea seismic bidirecional................................ .......................... 4.3.7.3. Verificarea la fora tietoare......................................................... ........ 4.3.8. Verificarea ierarhizrii capacitilor de rezisten........................................ 5. Evaluarea rspunsului seismic al construciilor n cadre din beton armat, proiectate pe baza Codului P100-1/2006, prin metode avansate de calcul...................... 5.1. Prezentare general a metodelor avansate de calcul............................................ 5.1.1. Metoda de calcul static neliniar............................................................ 5.1.2. Metoda de calcul dinamic neliniar........................................................ 5.1.3. Metoda de calcul pseudodinamic neliniar............................................. 5.2. Utilizarea metodelor avansate de calcul pentru evaluarea rspunsului seismic al structurilor n cadre din beton armat dimensionate prin aplicarea metodei curente de proiectare..................................................................................................................... 5.2.1. Modelarea micrii seismice....................................................................... 5.2.2. Caracteristici ale materialelor, seciunilor i elementelor structurale............................................................................................................. 5.2.2.1. Diagrame caracteristice ale betonului............................. 5.2.2.2. Diagrame moment curbur................................................... 5.2.2.3. Cazurile de armare a stlpilor considerate n calcul................ 5.2.2.4. Capacitile de rezisten la compresiune excentric ale stlpilor............................................................................................. 5.2.3. Verificarea impunerii mecanismului structural optim de disipare de energie......................................................................................... 5.2.3.1. Determinarea cerinelor de rezisten ale stlpilor...................... 5.2.3.2. Stabilirea armrii longitudinale pentru ndeplinirea </p><p>1- 1 1- 1 1- 2 1- 3 2- 1 3- 1 4- 1 4- 1 4- 2 4- 2 4- 3 4- 3 4- 3 4- 4 4- 4 4- 6 4- 6 4- 8 4-10 4-12 4-13 4-13 4-13 4-14 4-15 4-17 5- 1 5- 1 5- 1 5- 1 5- 1 5- 2 5- 2 5- 3 5- 3 5- 5 5- 9 5- 9 5- 9 5- 9 </p></li><li><p>0-2 </p><p> cerinei de rezisten la compresiune excentric.................................. 5.2.3.3. Tabloul articulaiilor plastice................................................... 5.2.3.4. Verificarea stlpilor la fora tietoare asociat mecanismului de disipare a energiei..................................................... 5.2.3.5. Verificarea rigiditii la aciuni orizontale................................ 5.2.3.6. Verificarea ductilitii la rotirea articulaiilor plastice.................................................................................................... 6. Soluii pentru structurile de fundaii la construcii n cadre etajate din beton armat ...................................................................................................................................... 6.1. Prezentare general. ...................................................................................................... 6.2. Stabilirea ncrcrilor de calcul transmise infrastructurii de ctre suprastructur. ............................................................................................................ 6.3. Caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare i modelarea pentru calculul structural a interaciunii dintre fundaie i terenul de fundare............... 6.4. Modelarea elementelor infrastructurii pentru calculul structural................... .............. 6.5. Determinarea rspunsului infrastructurii i al sistemului de fundaii pentru calculul structural............................................................................................. 6.5.1. Determinarea rspunsului infrastructurii i al sistemuluide fundaii.............. . 6.5.2. Determinarea rspunsului terenului de fundare........................................ 6.5.3. Analiza comparativ a soluiilor de rezolvare a sistemului de fundatii......... 6.5.3.1. Analiza comparativ a diagramelor de eforturi...................... 6.5.3.2. Determinarea consumurilor materialelor de baz (beton i oel) pentru realizarea fundaiilor.................................................................. 6.5.3.3. Criterii de alegere a solutiei optime................................................ 7. Sinteza contribuiilor personale, concluzii i direcii viitoare ale continurii tiinifice................................................................................................................................ 7.1. Sinteza contribuiilor personale............................................................................ 7.2. Concluzii i direcii viitoare ale continurii cercetrii tiinifice............................ 7.2.1. Concluzii.............................................................................................. 7.2.2. Direcii viitoare ale continurii cercetrii tiinifice.............................. 8. Bibliografie......................................................................................................................... </p><p>5-14 5-18 5-22 5-23 5-25 6- 1 6- 1 6- 5 6- 5 6- 5 6- 5 6 -5 6- 6 6- 7 6- 7 6-19 6-20 7- 1 7- 1 7- 1 7- 1 7- 1 8- 1 </p></li><li><p>1-1 </p><p>Cuvinte cheie: performan seismic, analiz seismic, mecanism structural, disipare de energie, cadre din beton armat, rezisten, rigiditate, ductilitate, metoda proiectrii capacitii, calcul static neliniar, calcul dinamic neliniar, articulaie plastic, deplasare int, fundaii. 1. Introducere 1.1 Stadiul actual al preocuprilor n domeniul i pe tematica tezei O parte important a teritoriului rii noastre se afl cuprins n zona de manifestere a cutremurelor de pmnt generate, n principal de sursa Vrancea. Micrile seismice severe, persistente i periodice au avut efecte dezastruoase asupra construciilor, cu deosebire ncepnd cu anul 1940. Datorit urmrilor extrem de serioase nregistrate la construciile existente, mergnd pn la degradri grave sau chiar prbuiri pariale sau totale, de cele mai multe ori cu nsemnate pierderi de viei omeneti, specialitii romni din cercetarea i proiectarea structurilor construciilor au avut ca preocupare prioritar nelegerea ct mai bun a manifestrii fenomenului natural i a modului n care aciunea seismic solicit construciile, precum i msurile care trebuie luate pentru limitarea pagubelor i excluderea pierderilor de viei omeneti. n acest efort, un rol deosebit de important l-a avut experiena acumulat pe plan mondial n rile cu un nivel superior de dezvoltare economic, implicnd un nivel ridicat de dezvoltare a cercetrii tiinice in domeniul ingineriei seismice. Urmnd exemplul rilor avansate, s-au elaborat, i n ara noastr, norme de proiectare antiseismic menite s pun la dispoziia proiectanilor recomandri, reguli i proceduri destinate asigurrii unei protecii antiseismice corespunztoare a construciilor. Aceste norme, cunoscute sub denumirea generic de coduri de proiectare, au fost periodic mbuntite, n principal datorit faptului c efectele seismice manifestate ulterior au artat c prevederile nu sunt suficient de acoperitoare i nu cuprind integral problemele provocate de cutremurele de pmnt. Larga deschidere produs la nivel internaional, ncepnd cu anul 1990, a permis demararea aciunilor avnd ca scop final adoptarea unor coduri de proiectare la nivelul ntregii Europe. Actualul cod de proiectare seismic, P 100-1/2006, reprezint varianta de armonizare a prescripiilor romneti cu cele europene, fiind primul cod romnesc de proiectare a cldirilor bazat pe stabilirea explicit a performanei seismice ateptate. Pentru c experiena n domeniu a artat caracterul relativ al nivelului de cunoatere a fenomenului i de control asupra efectelor sale, codurile de proiectare sunt instrumente perfectibile, iar n procesul de mbuntire a lor sunt asteptai s-i aduc aportul toi specialitii care obin, n activitatea de cercetare i proiectare, rezultate n msur s asigure progresul tiinific. Cea mai bun dovad a nevoii de perfecionare permanent a codului de proiectare seismic o constituie faptul c, chiar n perioada actual, se afl n curs de elaborare o ediie nou, actualizat i mbuntit, inclusiv pe seama experienei aplicrii sale n perioada trecut de la intrarea n vigoare i pn n prezent. n privina adoptrii codului P 100-1/2006, sunt remarcabile urmtoarele tipuri de aciuni: - de nlesnire, prin instruire, a nelegerii i nsuirii prevederilor normei, n vederea aplicrii n practic, de ctre specialitii din domeniul proiectrii structurale a construciilor, - de continuare a cercetrilor n vederea mbuntirii continue a prescripiilor, - de testare, prin studii tiinifice, a metodelor i procedurilor prevzute. n cel din urm tip de aciuni se dorete s se nscrie i prezenta tez de doctorat. Versiunile anterioare ale normativului P100 au cuprins prevederi care au balansat, de la o perioad la alta, criteriul determinant al dimensiunilor seciunilor elementelor verticale ale cadrelor ntre rezultatele impuse din condiia de rezisten i cele din condiia de rigiditate, prin modificri semnificative ale modului n care s-a prevzut protecia elementelor nestructurale de nchidere i compartimentare. A fost, ns, din ce n ce mai important i mai eficient, n ediiile succesive ale codului, preocuparea pentru ndeplinirea corespunztoare a cerinelor de ductilitate la nivel de material, seciune, element i structur n ansamblul su, n contextul prevederii msurilor menite s asigure dezvoltarea ductilitii prin protecia corespunztoare mpotriva cedrilor premature fragile. Introdus implicit n versiunile anterioare, ideea impunerii unui mecanism structural favorabil de disipare a energiei seismice, a devenit, n cadrul codului P100-1/2006, prevederea fundamental n privina asigurrii unui nivel adecvat de protecie antiseismic, realiznd adoptarea metodelor i tehnicilor de proiectare utilizate n rile aflate n topul ingineriei seismice. n acest mod, n proiectarea structurilor n cadre multietajate realizate din beton armat este posibil optimizarea soluiei adoptate, utilizarea raional a materialelor prin dimensionarea judicioas a seciunilor i, n final, o foarte bun justificare a costurilor structurale. </p></li><li><p>1-2 </p><p> Codul prevede utilizarea, pentru proiectarea structurilor construciilor curente, a metodei simplificate de proiectare, metodele avansate de analiz fiind obligatorii pentru construciile de importan ridicat sau care se abat de la condiiile de regularitate. n acelai timp, pentru testarea caracterului acoperitor al rezulatelor furnizate de metoda aproximativ, utilizarea metodelor avansate de calcul constituie calea cea mai potrivit. 1.2. Obiectivele i coninutul lucrrii Codul P100-1/2006 prevede dou tipuri de metode de proiectare, a cror alegere se face pe baza categoriei de importan a construciei, a regimului de nlime, a gradului de repetabilitate i a regularitii structurale n plan i pe vertical. Din prima categorie fac parte metodele de calcul pentru proiectarea curent, prescrise ca obligatorii de, practic, toate codurile de proiectare antiseismic i avnd un caracter aproximativ. Metodele din cel de al doilea tip au un nivel tiinific avansat fa de cele curente, se bazeaz pe procedeele de calcul dinamic neliniar al structurilor i au un caracter riguros. Utilizarea lor presupune, ns, un volum de operaii foarte important care antreneaz un timp de lucru i un cost ridicat al proiectrii i, prin urmare, sunt justificate i folosite numa...</p></li></ul>