REGULI SPECIFICE CONSTRUCTIILOR METALICE

1. Generalitati

1.1. Domeniul

La proiectarea constructiilor metalice se aplica STAS 10108/0-78 ;

Urmatoarele prevederi se adauga celor date in STAS 10108/0-78;

Pentru cladiri cu structuri compozite metal-beton, se aplica prevederile din capitolul 7;

Codurile complementare prezentului capitol sunt:

STAS 500/1 - 89 Oteluri de uz general pentru constructii.

Conditii tehnice generale de calitate.

STAS 500/2 - 80 Oteluri de uz general pentru constructii. Marci.

STAS 500/3 - 80 Oteluri de uz general pentru constructii rezistente la coroziune atmosferica. Marci.

STAS 1125/2 - 81 Sudarea metalelor. Electrozi inveliti pentru sudarea otelurilor carbon si slab aliate. Tipuri si conditii tehnice.

STAS 1125/3 - 90 Sudarea metalelor. Electrozi inveliti pentru sudarea otelurilor cu granulatie fina si a otelurilor utilizate la temperatura scazuta.

Conditii tehnice de calitate.

STAS 1126 - 87 Sudarea metalelor. Sarma plina de otel pentru sudare.

STAS 2350 - 92 Suruburi pentru fundatii. Clasa de executie C.

STAS 2700/3 - 89 Organe de asamblare filetate. Caracteristici mecanice si metode de incercare pentru suruburi si prezoane.

STAS 4272 - 89 Surub cu cap hexagonal. Clasele de exigenta A + B.

SR ISO 4016 - 94 Suruburi cu cap hexagonal partial filetate. Grad C.

STAS 8796/1 - 80 Organe de asamblare de inalta rezistenta folosite cu

pretensionare, la imbinarea structurilor din otel. Suruburi IP.

Dimensiuni.

STAS 8796/2 - 80 Organe de asamblare de inalta rezistenta folosite cu pretensionare, la imbinarea structurilor din otel. Piulite IP. Dimensiuni.

STAS 8796/3 - 89 Organe de asamblare de inalta rezistenta folosite cu pretensionare, la imbinarea structurilor din otel. Saibe IP. Dimensiuni.

STAS 8796/4 - 89 Organe de asamblare de inalta rezistenta folosite cu pretensionare, la imbinarea structurilor din otel. Conditii tehnice generale de calitate.

SR EN 10025 +A1-94  Produse laminate la cald din oteluri de constructie nealiat.

SR EN 100210 /1-98 Profile cave finisate la cald pentru constructii din oteluri de constructie nealiate si cu granulatie fina.

STAS 11028-89 Suruburi cu cap hexagonal si piulite hexagonale pentru constructii metalice.

C150 - 99 Normativ pentru calitatea imbinarilor sudate din otel ale constructiilor civile, industriale si agricole.

C133 - 82 Instructiuni tehnice privind imbinarea elementelor de constructii metalice cu suruburi pretensionate de inalta rezistenta.

GP 016 - 97 Ghid pentru proiectarea imbinarilor prin contact ale stalpilor din otel facand parte din structura cladirilor etajate.

1.2. Conceptia de proiectare

Cladirile rezistente la seism vor fi proiectate in concordanta cu unul din urmatoarele concepte (vezi tabelul 1) :

a) Comportare disipativa a structurii

b) Comportare slab disipativa a structurii

In conceptul (a) se tine cont de capacitatea unor parti ale structurii (zone disipative) de a rezista actiunii seismice printr-o comportare inelastica. Cand se folosesc conditiile de proiectare (spectrul de proiectare) definite in 3.2.2.5., factorul de comportare q se ia mai mare de 2,0. Valoarea lui q depinde de tipul structurii (vezi 3). Cerintele date in trebuie indeplinite.

Structurile proiectate dupa conceptul (a) trebuie sa apartina clasei de ductilitate a structurii M sau H. Aceste clase corespund capacitatii marite a structurii de a disipa energia in mecanisme plastice. O structura apartinand unei clase de ductilitate date, trebuie sa satisfaca cerinte specifice sub unul sau mai multe din urmatoarele aspecte : tipul structurii, clasa sectiunilor si capacitatea de rotire a zonelor potential plastice.

Tabelul 1 : Concepte de proiectare, factori de comportare si clase de ductilitate ale structurii

(4) In conceptul (b) efectele actiunilor sunt evaluate pe bazele unui calcul spatial in domeniul elastic. Cand se folosesc conditiile de proiectare definite in 3.2.2.5, factorul de comportare q se ia egal cu 2,0 (vezi Tabelul 1.si 3.). Capacitatea portanta a elementelor si a imbinarilor trebuie evaluata in conformitate cu STAS 10108/0-78 , fara nici o cerinta suplimentara. Pentru constructii fara izolatori seismici (vezi Capitolul 10), proiectarea in conceptul (b) este recomandabila numai pentru regiunile cu seismicitate redusa (vezi 3.2.1(4)).

1.3. Verificarea sigurantei

La verificarile capacitatii de rezistenta , definita la 48 se tine cont de posibilitatea ca limita de curgere efectiva a otelului sa fie mai mare decat limita de curgere caracteristica, prin introducerea unui coeficient de amplificare limitei de curgere cu .

CONDITII PIVIND MATERIALELE

Otelul utilizat trebuie sa respecte prevederile standardelor de la 1.1.(3)

Imbinarile cu suruburi ale structurilor rezistente la seism se vor proiecta cu suruburi de inalta rezistenta grupele 8.8 si 10.9.

Pentru zonele disipative si barele disipative, valoarea limitei de curgere f_y,max care nu poate fi depasita de materialul folosit efectiv la realizarea structurii, trebuie specificata si notata pe desene.

Limita de curgere f_y,max trebuie sa nu fie mai mare ca limita de curgere care defineste marca otelului amplificata cu (ex. pentru OL 37 f_y,max 323).

Energia de rupere KV a otelului si a imbinarilor sudate , temperatura minima in exploatare considerata in gruparea speciala de incarcari trebuie precizate in proiect.

Alegerea clasei de calitate a otelului functie de conditiile de lucru, temperatura de exploatare si grosime se face conform tabelului 2

Controlul proprietatilor materialelor trebuie facut conform 11.

TIPURI DE STRUCTURI SI FACTORI DE COMPORTARE

Tipuri de structuri

Constructiile metalice vor fi incadrate in unul din urmatoarele tipuri

structurale in functie de comportarea structurii de rezistenta a acestora sub

actiunea seismului (vezi tabel 3) :

Cadre necontravantuite. Fortele orizontale sunt preluate in principal prin incovoiere. La aceste structuri, zonele disipative sunt situate la capetele grinzilor in vecinatatea imbinarii grinda-stalp, iar energia este disipata prin incovoiere ciclica.

Zonele disipative pot fi situate si in stalpi :

la baza stalpilor;

la partea superioara a stalpilor de la ultimul etaj al cladirilor multietajate;

la partea superioara si la baza stalpilor la cladirile cu un singur nivel la care N_Sd in stalpi satisface conditia N_Sd/ N_Rd < 0,3.(N_Sd - efort axial efectiv in stalp din gruparea speciala de incarcari ; N_Rd- capacitatea portanta la eforturi axiale).

Tabelul 2 Alegerea clasei de calitate a otelului

Cadrele contravantuite centric. Fortele orizontale sunt, in principal, preluate de elemente supuse la forte axiale. In aceste structuri, zonele disipative sunt, de regula, situate in diagonalele intinse. Contravantuirile pot apartine uneia din urmatoarele doua categorii :

Contravantuiri cu diagonale intinse active, la care fortele orizontale sunt preluate numai de diagonalele intinse, neglijand diagonalele comprimate.

Contravantuiri cu diagonale in V, la care fortele orizontale sunt preluate atat de diagonalele intinse cat si cele comprimate. Punctul de intersectare al acestor diagonale este situat pe grinda, care trebuie sa fie continua.

Contravantuirile in K, la care intersectia diagonalelor este situata pe un stalp (vezi fig. 1) nu sunt permise.

Figura 1 : Cadru cu contravantuiri in K

Cadre contravantuite excentrice. La aceste cadre fortele orizontale sunt, preluate, in principal, de elementele incarcate axial. Excentricitatea in planul cadrului duce la aparitia unor bare disipative care disipeaza energia prin incovoiere ciclica si/sau prin forfecare ciclica. Trebuie utilizate configuratiile din Tabelul 3.,care asigura ca toate barele disipative vor fi active.

Structuri de tip pendul inversat. La aceste structuri, definite in 5.1.2., cel putin 50% din masa este amplasata in treimea superioara a inaltimii constructiei. Structurile pot fi de tip cadre parter necontravantuite pe ambele directii, la care fortele axiale din stalpi indeplinesc conditia N_Sd<0,3N_pl,R. Din aceasta categorie mai fac parte si structurile cu un singur stalp ( cu sectiune plina sau cu zabrele).

Structuri cu nuclee sau pereti de beton armat. La aceste structuri fortele orizontale sunt, preluate in principal, de nucleele sau pereti din beton armat.

Structuri duale (cadre necontravantuite plus cadre contravante) .La aceste structuri fortele orizontale sunt preluate de ambele tipuri de cadre proportional cu rigiditatea acestora .

Factori de comportare

Factorul de comportare q, definit in 3.2.2.5 exprima capacitatea structurii de disipare a energiei. Coeficientul q poate fi luat din Tabelul 3, cu conditia satisfacerii cerintelor de regularitate a structurii din cap.4 si a conditiilor de la 4 11.

Daca cladirea este neregulata in elevatie (vezi 4.1.3.3.), valorile lui q mentionate in Tabelul 3 trebuie reduse cu 20 %.

Cand nu sunt efectuate calcule pentru evaluarea multiplicatorului , pot fi utilizate valorile aproximative ale raportului prezentate in Tabelul 3. Parametrii sunt definiti dupa cum urmeaza :

coeficient de multiplicare al fortei orizontale seismice de proiectare care, pastrand constante toate celelalte actiuni de proiectare, corespunde aparitie primei articulatii plastice.

_u coeficient de multiplicare al fortei seismice de proiectare, care

pastrand constante toate celelalte actiuni de proiectare, corespunde

aparitiei unui numar de articulatii plastice suficient de mare pentru a

produce pierderea stabilitatii generale a structurii. Coeficientul _u

poate fi obtinut printr-un calcul spatial static neliniar.

Valorile raportului pot fi mai mari decat cele date in Tabelul 3 daca ele sunt obtinute printr-un calcul spatial neliniar. Valoarea maxima acceptata fiind .

Tabelul 3. Factorii de comportare maximi q

Tipuri de structuri	Clasa de ductilitate
	H	M
Cadru necontravantuit 1,3 - Zone disipative in grinzi si la baza stalpilor
Cadre contravantuite centric Contravantuiri cu diagonale intinse Zonele disipative - numai diagonalele intinse
Contravantuiri cu diagonale in V - Zone disipative diagonale intinse si comprimate
c) Cadre contravantuite excentric  - Zone disipative barele disipative incovoiate sau forfecate
d) Pendul inversat 1 Zone disipative in stalpi - Zone disipative la baza stalpilor  NSd / Npl Rd <0,3	2

Tabelul 3 (continuare) Factorii de comportare maximi q

CALCULUL STRUCTURII

Proiectarea planseelor ca diafragme orizontale, trebuie sa satisfaca 4.5.2.5.

Calculul structurii se realizeaza in ipoteza ca toate elementele proiectate pentru preluarea actiunii seismice sunt active.

REGULI PENTRU COMPORTAREA DISIPATIVA A STRUCTURILOR

Generalitati

Criteriile de proiectare date la 5.2. se aplica zonelor disipative ale structurilor proiectate conform conceptului comportarii disipative, la actiunea seismica, a structurilor.

Criteriile de proiectare date la 5.2 se considera satisfacute daca regulile date la 5.3. 5.5 sunt respectate.

Criterii de proiectare pentru structuri disipative

Structurile cu zone disipative trebuie proiectate astfel incat plastificarea partiala sau totala a sectiunii, pierderea stabilitatii locale sau alte fenomene datorate comportarii histeretice sa nu conduca la pierderea stabilitatii generale a structurii.

Elementele componente ale sectiunii zonelor disipative trebuie sa indeplineasca conditiile de ductilitate si capacitate portanta.

Zonele disipative sunt situate numai in elementele liniare ale structurii .

Zonele, elementele nedisipative si imbinarile zonelor disipative cu restul structurii trebuie sa aiba o rezerva de capacitate portanta suficienta pentru a permite dezvoltarea plastificarilor ciclice numai in zonele potential plastice.

Reguli de proiectare pentru elemente disipative supuse la compresiune sau incovoiere.

Elementelor care disipeaza energia lucrand la compresiune sau incovoiere, trebuie sa li se asigure o ductilitate suficienta prin limitarea supletii peretilor sectiunii, conform claselor de sectiuni transversale definite in Anexa H.

Relatia dintre capacitatea globala a structurii de a disipa energia (clasa de ductilitate), exprimata prin factorul de comportare q si ductilitatea locala a elementelor incadrate in diferite clase de sectiuni transversale este indicata in Tabelul 4.

Reguli de proiectare pentru elemente intinse

Pentru elemente intinse trebuie respectate conditiile din STAS 1008/0-78

Regulile de proiectare pentru imbinari in zone disipative

Alcatuirea constructiva a elementelor cu zone potential plastice trebuie sa limiteze aparitia tensiunile reziduale mari ,defectele de executie si sa dirijeze dezvoltarea deformatiilor plastice in zonele special conformate in acest scop.

Tabelul 4. Relatia dintre clasa de sectiune si factorul de comportare, q, al structurii.

Imbinarile elementelor disipative realizate cu sudura in adancime cu patrundere completa (nivel de acceptare B - conform normativ C150-99) se considera ca satisfac criteriul rezervei de capacitate portanta pentru a lucra in domeniul elastic pe toata durata de actiune a seismului.

Pentru imbinarile cu suduri in relief sau cu suruburi trebuie satisfacuta urmatoarea relatie :

R_d (1)

R_d capacitatea portanta a imbinarii conform STAS 10108/0-78

R_fy capacitatea portanta plastica a elementului disipativ care se imbina, calculata pe bazata limitei de curgere a materialului .

Pentru imbinarile solicitate in planul lor se vor folosit suruburi din categoriile A si B, iar la imbinarile solicitate perpendicular pe planul acestora se vor utiliza suruburi din categoria B si C. Suprafetele imbinarilor ce transmit eforturile prin frecarea dintre suprafete trebuie sa fie prelucrate in conformitate cu prevederile Normativului C133-82 si protejate prin metalizare.

La imbinarile cu suruburi supuse la forfecare, capacitate portanta la forfecare a suruburilor trebuie sa depaseasca de 1,2 ori capacitate portanta la presiune pe peretii gaurii.

Corectitudinea proiectarii trebuie sa fie atestata si de incercari experimentale. Capacitate portanta si ductilitatea elementelor liniare si a imbinarilor supuse la incarcari ciclice se recomanda sa fie verificata pe cale experimentala, pentru a satisface cerintele specifice definite la 6 9 pentru fiecare tip de structura si clasa de ductilitate structurala. Aceasta se aplica si imbinarilor din zonele disipative sau adiacente acestora.

Se pot folosi rezultatele experimentale existente. In lipsa acestora trebuie efectuate teste.

CADRE NECONTRAVANTUITE

Criterii de proiectare

Cadrele necontravantuite trebuie proiectate astfel incat articulatiile plastice sa

se formeze in grinzi, conform 4.4.2.3. Se accepta formarea articulatiilor plastice si in stalpi conform 3.1(1)a.

Zonele nedisipative si imbinarile zonelor disipative ce restul structurii vor

respecta 5.2.(4)

Formarea articulatiilor plastice in zonele special conformate in structura poate fi obtinuta respectand 4.4.2.3 si 2.

Grinzi

Grinzile vor fi verificate la stabilitate generala conform STAS 10108/0-78 in ipoteza ca la unul din capete s-a format o articulatie plastica.

In zonele potential plastice (clase de sectiune 1si 2) trebuie indeplinite urmatoarele conditii :

(2)

(3)

(4)

unde :

V_Ed=V_Ed,G+ V_Ed,M (5)

N_Ed, M_Ed, V_Ed sunt eforturile de proiectare, respectiv forta axiala , moment

incovoietor si forta taietoare de proiectare.

N_{pl, Rd}, M_pl,Rd, V_{pl, Rd}   sunt eforturile capabile plastice de proiectare

N_pl,Rd = A · f_y;

M_pl,Rd = W_pl · f_y;

V_pl,Rd = (d-t_f) t_w f_y/(3)^1/2 pentru sectiuni dublu T laminate

V_pl,Rd =h_w·t_wf_y/(3)^1/2 pentru sectiuni dublu T sudate

V_Ed,G forta taietoare din actiunile neseismice

V_{Ed, M} forta taietoare din aplicarii momentelor capabile M_Rd,A si M_Rd,B cu semne opuse la cele doua capete A si B ale grinzii.

V_Ed,M= (M_pl,Rd,A+M_pl,Rd,B) / L ; L = deschiderea grinzii

Pentru sectiuni apartinand clasei de sectiuni 3, relatiile (2) (5) trebuie verificate inlocuind N_{pl, Rd}, M_pl,Rd, V_{pl, Rd} cu N_{el, Rd}, M_el,Rd, V_{el, Rd}.

Stalpi

Stalpii trebuie verificati considerand cea mai defavorabila combinatie de forta axiala si moment incovoietor. In verificari, eforturile N_Ed, M_Ed, V_Ed ,trebuie calculate cu relatiile :

N_Ed= N_Ed,G+ 1,2 N_Ed,E

M_Ed= M_Ed,G+ 1,2 M_Ed,E (6)

V_Ed= V_Ed,G+ 1,2 V_Ed,E

in care :

N_{Ed, G} ,M_Ed,G, V_Ed,G efort axial, moment incovoietor si forta taietoare in stalp din

actiunile neseismice incluse in gruparea speciala de incarcari.

N_Ed,E,M_Ed,E, V_Ed,E efort axial, moment incovoietor si forta taietoare in stalp din

actiunile seismice de proiectare.

valoarea minima a lui = M_pl,Rd,i / M_Ed,i calculata pentru toate grinzile in care

sunt zone potential plastice ; M_Ed,i reprezinta momentului incovoietor in

grinda ' i ' din gruparea speciala de incarcari.

In stalpii in care se formeaza articulatii plastice cum s-a aratat la 1 (1), verificarea trebuie sa tina cont ca M_{pl, Rd} se realizeaza in aceste articulatii plastice.

Verificarea de rezistenta si stabilitate a stalpilor trebuie facuta in conformitate cu STAS 10108/0-78

Forta taietoare a stalpului, V_Ed , rezultata din calculul structurii trebuie sa satisfaca conditia :

Transferul eforturilor de la grinzi la stalpi se face in ipoteza de imbinare grinda-stalp rigida.

Panourile de inima ale stalpilor din zona imbinarilor grinda-stalp (vezi fig. 2) trebuie sa satisfaca urmatoarea conditia:

(7)

Figura 2. imbinare grinda - stalp. Panoul de inima

in care:

V_wp,Ed - valoarea fortei taietoare in panou din gruparea speciala de incarcari

V_wp,Rd - efortul capabil la forfecare a panoului de inima determinata astfel:

V_wp,Rd = 0,45· f_y ·d_s· t_wp daca N (8)

V_wp,Rd= 0,6 f_y ·d_s ·t_wpdaca N (9)

in care:

t_wp = grosimea panoului de inima a stalpului (vezi fig. 3), mm ;

d_s = inaltimea totala a sectiunii stalpului (inima + talpi), mm ;

b_s = latimea talpii stalpului, mm ;

t_f = grosimea talpii stalpului, mm ;

d = inaltimea totala a sectiunii grinzii (inima + talpi), mm

f_y = limita minima de curgere a otelului din panoul de inima, N/mm²

Grosimile inimilor stalpilor si al placilor de dublare (fig.3), daca se folosesc, vor satisface urmatoarea conditie :

t_wp (d_p + h_ws) / 90 (10)

unde:

t_wp - grosimea inimii stalpului sau placii de dublare;

d_p - inaltimea panoului de inima masurata intre rigidizarile de continuitate

a talpilor grinzilor ;

h_ws - latimea panoului de inima masurata intre talpile stalpului

Figura :3 Panou de inima incadrat de placi de dublare

Imbinarile grinda-stalp

Daca structura este proiectata sa disipeze energia in grinzi, imbinarile grinzilor cu stalpii trebuie sa fie proiectate astfel incat sa lucreze in domeniul elastic (vezi 5.5) tinand cont de momentul capabil M_pl,Rd si de forta taietoare (V_Ed,G + V_Ed,M) evaluate la 2.

Imbinarea trebuie proiectata astfel incat capacitatea de rotire plastica in articulatia plastica sa nu fie mai mica de 0.035 rad, pentru structurile din clasa de ductilitate H si de 0.025rad pentru cele din clasa M, avand q > 2.

este definit ca :

Figura 4. : Sageta la mijlocul grinzii

(11)

unde :si L sunt sageata grinzii la mijlocul deschiderii si, respectiv, deschiderea

grinzii (vezi fig. 4.)

CADRE CONTRAVANTUITE CENTRIC

Criterii de proiectare

Cadrele contravantuite centric trebuie proiectate astfel incat curgerea diagonalelor intinse sa se produca inainte de cedarea imbinarilor si de formarea articulatiilor plastice sau de pierderea stabilitatii generale a grinzilor sau a stalpilor.

Diagonale contravantuirilor trebuie amplasate astfel incat structura sa aiba deplasari laterale cu valori apropiate, la orice etaj si pe orice directie contravantuita, in cazul incarcarilor cu semne diferite.

(3) In acest scop, la fiecare etaj trebuie respectate urmatoarele reguli:

(12)

in care :

A⁺ si A^- sunt ariile proiectiilor orizontale ale sectiunilor transversale ale diagonalelor intinse, cand actiunea seismica orizontala are directii diferite (vezi fig. 5).

Particularitati de calcul

Incarcarile gravitationale, se considera preluate numai de grinzi si stalpi, fara a se tine cont de elementele de contravantuire.

Sub actiunea seismica, intr-un calcul static liniar se considera ca :

la cadre cu contravantuiri in X sau alternante ( la care diagonalele intinse si

cele comprimate nu se intersecteaza, vezi fig.4), se iau in considerare numai diagonalele intinse;

la cadre cu contravantuiri in V, se iau in considerare atat diagonalele intinse cat si cele comprimate.

Figura 4. : Exemple de aplicare a 7.1.(2)

(3) Luarea in considerare a ambelor tipuri de diagonale, intinse si comprimate, in calculul oricaror tipuri de contravantuiri centrice este permisa, daca sunt satisfacute urmatoarele conditii:

se foloseste un calcul spatial static neliniar sau un calcul dinamic neliniar ;

la modelarea diagonalelor se vor folosi elemente finite care sa modeleze comportarea post-critica la flambaj ;

7.3. Calculul diagonalelor

La cadrele cu contravantuiri cu diagonale in X, coeficientul de zveltete trebuie limitat la : 1,3 < 2,0. Limita de 1,3 este stabilita pentru a evita supraincarcarea stalpilor in stadiul premergator atingerii fortei critice de flambaj (cand atat diagonalele comprimate cat si cele intinse sunt

active). forta critica de flambaj, L_cr - lungimea de flambaj;

La cadrele contravantuite cu diagonale care lucreaza la intindere dar nu sunt dispuse in X (fig.4), coeficientul de zveltete trebuie limitat la :

La cadrele cu contravantuiri in V, coeficientul de zveltete trebuie limitat la

La structurile cu pana la doua niveluri, nu se aplica nici o limitare pentru .

Efortul capabil plastic N_pl,Rd a sectiunii transversale a diagonalelor trebuie sa fie astfel ca : .

La cadrele cu contravantuiri in V, diagonalele comprimate trebuie dimensionate la compresiune conform STAS 10108/0-78;

Imbinarile diagonalelor cu celelalte elemente ale structurii trebuie sa satisfaca 5.5.

Valorile maxima si minima ale raportului Ω_i nu vor diferi cu mai mult de 25 %.

7.4. Calculul grinzilor si stalpilor

Stalpii si grinzile care au forte axiale trebuie sa satisfaca urmatoarea conditie :

(13)

unde :

N_Rd(M_Ed)) efortul capabil la flambaj a stalpului sau grinzii functie de influenta momentului incovoietor M_Ed produs de actiunea seismica;

N_Ed,G efortul axial din stalp sau grinda datorita actiunilor neseismice, incluse in gruparea speciala de incarcari;

N_Ed,E efortul axial in grinda sau stalp, datorita actiunii seismice de proiectare ;

este valoarea minima a raportului calculata pentru toate diagonalele intinse ale sistemului de contravantuire al cadrului;

N_pl,Rd,i este efortul axial plastic al diagonalei i;

N_Ed,i este efortul axial de proiectare in aceeasi diagonala 'i', in gruparea speciala de incarcari.

La cadre cu contravantuiri in V, grinzile trebuie proiectate sa preia :

toate actiunile neseismice, fara a se lua in considerare reazemul format de diagonale;

efortul neechilibrat aplicat grinzii de contravantuiri dupa flambajul diagonalei comprimate. Aceasta efort este calculat folosind N_pl,Rd pentru diagonala intinsa si pentru diagonala comprimata.

CADRE CONTRAVANTUITE EXCENTRIC

Criterii de proiectare

Cadrele contravantuite excentric trebuie proiectate in asa fel incat barele disipative, elemente special amplasate in structura, sa fie capabile sa disipeze energia prin formarea de articulatii plastice si / sau plastificarea barei din forta taietoare;

Structura va fi astfel conformata incat sa se realizeze bare disipative de acelasi tip;

Regulile date in continuare sunt menite sa asigure ca formarea articulatiilor plastice ( inclusiv efectele rezultate din autoconsolidarea otelului in articulatiile plastice) va avea loc in barele disipative, inainte de pierderea stabilitatii generale sau aparitia articulatiilor plastice in alte elemente structurale;

Barele disipative pot fi orizontale sau verticale. (vezi structurile din tabelul 3.)

8.2. Calculul barelor disipative

Inima unei bare disipative trebuie sa aiba o grosime unica, fara placi de dublare si fara gauri .

Barele disipative sunt clasificate in 3 categorii functie de tipul mecanismului plastic dezvoltat :

bare disipative scurte, care disipeaza energia prin plastificarea barei din forta taietoare;

bare disipative lungi, care disipeaza energia prin plastificarea sectiunii din moment incovoietor;

bare disipative intermediare, la care plastificarea sectiunii este produsa de moment incovoietor si forta taietoare;

Pentru sectiunile dublu T, sunt folositi urmatorii parametri pentru a defini eforturile capabile plastice (fig.5) :

Figura 5 : Notatii pentru bara disipativa cu sectiune dublu T

Daca la ambele capete ale barei disipative vor fi satisfacute conditiile :

(14)

(15)

unde : N_Ed, M_Ed, V_Ed sunt eforturile de proiectare, respectiv forta axiala, momentul

incovoietor si forta taietoare, la ambele capete ale barei disipative.

Daca N_Ed /N_Rd>0,15, in relatiile (11), (12) trebuie folosite urmatoarele valori reduse V_pl,link,r si M_pl,link,r :

V_pl,link,r = V_pl,link (16)

M_pl,link,r = 1,18·M_pl,link (17)

Daca N_Ed /N_Rd0,15 lungimea barei disipative 'e', va satisface relatia (18) daca R<0.3 si relatia (19) daca R≥0.3 :

e ≤ 1,6 M_pl,link. / V_pl,link.  (18)

e ≤ (1,15 - 0,5R) 1,6 M_pl,link. / V_pl,link (19)

in care: A este aria bruta

Valorile maxime si minime ale raportului Ω_i ( definite la (8.3.(1)) nu vor diferi cu mai mult de 25% pentru o comportare ductila a intregii structuri;

Cand se formeaza articulatii plastice, la ambele capete ale barei disipative (vezi Fig. 7.a), lungimile "e" care definesc tipul barei disipative cu sectiune dublu T sunt :

e< 1,6 M_pl,link / V_pl,link. - bara disipativa scurta (20)

e >3,0 M_pl,link / V_pl,link - bara disipativa lunga (21)

1,6 M_pl,link / V_pl,link ≤ e ≤3,0 M_pl,link / V_pl,link - bara disipativa intermediara (22)

Cand se formeaza o singura articulatie plastica la unul din capetele barei disipative (vezi Fig. b), lungimile "e" care definesc tipurile de bare disipative cu sectiune dublu T sunt :

e < 0,8 (1 + ) M_pl,link / V_pl,link - bare disipative scurte (22)

e > 1,5 (1 + ) M_pl,link / V_pl,link - bare disipative lungi (23)

0,8 (1 + ) M_pl,link / V_pl,link ≤ e ≤1,5 (1 + ) M_pl,link / V_pl,link - bare disipative

intermediare (24)

in care: , iar

Figura 7 : a) momente egale la capetele barei disipative;

momente inegale la capetele barei disipative

Unghiul de rotire inelastica al barei disipative este unghiul (definit la 4(3)) format intre bara disipativa si elementul din afara acesteia . Valoarea calculata a unghiului de rotire a barei disipative trebuie sa fie compatibila, cu deformatiile structurii.

≤ 0,08 radiani pentru barele disipative scurte;

≤ 0,02 radiani pentru barele disipative lungi;

va avea o valoare determinata prin interpolare liniara intre valorile de mai

sus, pentru barele disipative intermediare.

La capetele barei disipative, in dreptul diagonalelor contravantuirii, se vor prevedea rigidizari pe toata inaltimea inimii pe ambele fete ale acesteia. Rigidizari trebuie sa aiba o latime insumata de cel putin si grosimea t_st ≥ 0,75 t_w sau t_st ≥ 10 mm,

Barele disipative trebuie prevazute cu rigidizari ale inimii, dupa cum urmeaza :

Distanta dintre rigidizari 'a' trebuie sa respecte conditiile:

a ≤ (30 t_w - h_w/5) pentru = 0,08 rad

a ≤ (52 t_w - h_w/5) pentru ≤ 0,02 rad

Pentru 0,02 rad<<0,08 rad 'a' se determina prin interpolare liniara.

Barele disipative lungi trebuie sa fie prevazute cu rigidizari pe ambele fete ale inimii, amplasate la distanta de 1,5 b de fiecare capat al barei disipative (rigidizari ce delimiteaza zonele potential plastice).

Barele disipative intermediare, trebuie sa fie prevazute cu rigidizari ale inimii care sa intruneasca cerintele de la a) si b) de mai sus.

Nu sunt necesare rigidizari la barele disipative cu o lungime mai mare de

5 M_pl,link / V_pl,link.

Rigidizarile inimii trebuie sa se prevada pe toata inaltimea acesteia. La barele disipative cu o inaltime mai mica de 600 mm, rigidizarile se pot prevedea numai pe o singura parte a inimii alternativ.

Grosimea t_st a rigidizarii va fi:

t_st ≥ t_w si

t_st≥ 10 mm,

Latimea rigidizarii b_st ≥ b/2 - t_w.

Sudurile in relief ale rigidizarilor de inima barei disipative trebuie sa aiba capacitatea portanta mai mare sau egala cu , unde A_st = t_st· b_st este aria rigidizarii. Capacitate portanta a sudurilor in relief dintre rigidizare si talpi, trebuie sa fie mai mare sau egala cu .

La capetele barei disipative, atat la talpa superioara cat si la talpa inferioara, trebuie prevazute legaturi laterale, avand o capacitate portanta mai mare sau egala cu 0.06 f_y b t_f.

Inimile grinzilor adiacente barei disipative se vor verifica la pierderea stabilitatii locale conform STAS 10108/0-78.

8.3. Elemente structurale care nu contin bare disipative

Elementele care nu contin bare disipative stalpii, diagonalele contravantuirilor si grinzile ( cand se folosesc bare disipative verticale - tabel 3 caz c), trebuie verificate in domeniul elastic, luand in considerare cea mai defavorabila combinatie de eforturi din gruparea speciala de incarcari :

(25)

unde: N_Rd ( M_Ed, V_Ed ) este capacitatea portanta la solicitari axiale a stalpului sau

diagonalei contravantuirii functie de momentul incovoietor M_Ed si forta taietoare V_Ed din aceeasi ipoteza de incarcari ;

N_Ed,G este efort axial in stalp sau in diagonala contravantuirii din

incarcarile neseismice incluse in grupare speciala de incarcari;

N_Ed,E este efort axial in stalp sau in diagonala contravantuirii, din

incarcari seismice.

pentru bare disipative scurte are valoarea minima calculata pentru toate barele disipative;

pentru bare disipative intermediare si lungi are valoarea minima calculata pentru toate barele disipative;

V_Ed,i, M_Ed,i sunt eforturile de proiectare ale fortei taietoare si momentului incovoietor in bara disipativa 'i', in gruparea speciala de incarcari;

V_pl,link,i, M_pl,link,i sunt eforturile plastice, forta taietoare si moment incovoietor, in bara disipativa 'i' conform 8.2 (3).

Imbinarile barelor disipative

Imbinarile barelor disipative sau ale elementului care contine bare disipative trebuie proiectate luand in considerare rezerva de capacitate portanta a sectiunii si de variatia limitei de curgere a materialului exprimata prin (vezi 5.5).

Reguli de proiectare pentru structuri DE TIP pendul inversat

La structurile de tip pendul inversat (definite la 3.1.(d)), stalpii vor fi verificati la compresiune, luand in considerare cea mai defavorabila combinatie de eforturi axiale si momentelor incovoietoare in gruparea fundamentala si speciala de incarcari;

La verificari se vor folosi eforturile N_Ed, M_Ed,V_Ed calculate conform 3.;

Coeficientul de zveltete al stalpilor trebuie limitat la ;

Coeficientul de sensibilitate la deplasarea relativa de nivel definit la 4.4.2.(2)

trebuie limitat la 0,20(< 0,20)

Reguli de proiectare pentru structurile metalice cu nuclee sau pereTi din beton ARMAT Si pentru STRUCTURI DUALE

10.1 Structuri cu nuclee sau pereti din beton armat

Elementele metalice trebuie verificate conform prezentului capitol si STAS

10108/0-78. Elementele de beton vor fi proiectate conform capitolului 5.

(2) Elementele la care exista o interactiune intre metal si beton, trebuie verificate conform capitolului 7.

10.2. Structuri duale (cadre necontravantuite plus cadre contravante)

Structurile duale cu cadre necontravantuite si cadre contravantuite lucrand in aceeasi directie, trebuie proiectate folosind un singur factor q. Fortele orizontale trebuie distribuite intre diferitele cadre proportional cu rigiditatea lor elastica.

Cadrele necontravantuite vor fi dimensionate pentru a prelua cel putin 25% din actiunea seismica;

Cadrele necontravantuite si cadrele contravantuite vor respecta 6 ,7 si 8

Controlul EXECUTIEI

Controlul executiei trebuie sa asigure ca structura reala corespunde celei proiectate.

In acest scop, pe langa prevederile din C150-99, trebuie satisfacute urmatoarele cerinte :

Desenele elaborate pentru executie si montaj trebuie sa indice detaliile imbinarilor, marimea si calitatea suruburilor si sudurilor precum si marca otelului. Pe desene va fi notata limita de curgere maxima admisa a otelului f_y,max ce poate sa fie utilizata de fabricant in zonele disipative.

Trebuie controlata respectarea prevederilor din 2(1)2(5).

Controlul strangerii suruburilor si calitatea sudurilor trebuie sa se realizeze in conformitate cu prevederile normelor de la 1.1.(4)

In timpul executiei, se va verifica daca limita de curgere a otelului, folosit in barele si zonele disipative, este cea indicata in proiect. In mod exceptional se accepta o depasire de maxim 10% a valorii f_y,max inscrisa pe desene.

(3) Atunci cand una din conditiile de mai sus nu este satisfacuta, trebuie elaborate

solutii de remediere a deficientelor pentru incadrare constructiei in gradul de

asigurare in gruparea fundamentala si speciala de incarcari.