Calculul peretilor izolati la forță tăietoare - Structuri cu pereti de beton armat - exemplu de calc

viorelpopa

Verificarea și dimensionarea pereților la forță presupune verificarea implică verificarea secțiunii de beton, verificarea armăturii transversale din inima peretelui și verificarea lunecării în rosturi prefisurate.

Citeste articolul complet pe Encipedia: Calculul peretilor izolati la forță tăietoare.

Laura Micu

Buna ziua,

Am si eu o problema la calculul peretilor la forta taietoare.

Redau formulele:

VEd = kV*gRd*W*V'Ed (W = "omega"; g= "gama")

cu limitarile:

0.5*VEd,0 0.5*VEd,0 < q*VEd'

Care formula de limitare primeaza daca nu pot fi indeplinite conditiile de limitare, atunci cand ele se contrazic valoric?

Concret:

0.5*VEd,0 = 1135 kN

VEd' = 150 kN => VEd = 216 kN

1.5*VEd' = 225 kN
q*VEd' = 690 kN

Astfel, matematic nu poate exista o valoare VEd, care sa fie mai mare decat 1135 si mai mica decat 690.

(Se intampla la ultimele 2 niveluri.)

Multumesc,

Cu stima,
L. Micu

viorelpopa

Buna ziua,

Limitarile din cod trebuie interpretate in felul urmator:  

1) Valorile de proiectare ale fortelor taietoare se obtin prin multiplicarea fortelor rezultate din calculul structural cu W, gRd si kV.

2) Pe inaltimea peretelui, valorile de proiectare ale fortelor taietoare nu trebuie sa fie mai mici decat jumatate din valoarea de proiectare a fortei taietoare de deasupra cotei teoretice de incastrare. Cu alte cuvinte, valorile rezultate din aplicarea relatie de multiplicare se limiteaza inferior la 0,5VEd0.

3) In nici o situatie valorile de proiectare ale fortelor taietoare nu trebuie sa fie mai mici decat 150% din valorile rezultate din calculul structural in combinatia seismica de proiectare. Cu alte cuvinte, valoarea produsului W gRd kV se limiteaza inferior la 1,5.

4) In cazul in care suprarezistenta peretelui la incovoiere (descrisa prin factorul W) este foarte mare, astfel incat de este asteptat un raspuns elastic al structurii sub actiunea seismica de proiectare, valorile de proiectare ale fortelor taietoare pot fi limitate superior la cele corespunzatoare raspunsului elastic. Acestea se obtin prin multiplicarea fortelor rezultate din calculul structural cu factorul de comportare q. Cu alte cuvinte, daca W gRd kV este mai mare decat q, pentru o proiectare economica se poate limita acest produs la valoarea q. Daca aceasta limitare nu este impusa, atunci elementul verifica la forta taietoare la fortelel corespunzatoare plastificarii desi sub actiunea seismica de proiectare plastificarea nu se produce. Modul de cedare va fi ductil si pentru actiuni seismice considerabil mai intense decat actiunea seismica de proiectare in amplasament.

 In cazul dvs. concret, daca mizati pe plastificarea peretelui la baza sub actiunea seismica de proiectare (W gRd kV < q ) atunci limitarea la qVEd' nu mai este valabila. Limitarea la qVEd' se aplica numai atunci cand se asteapta un raspuns elastic sub actiunea seismica de proiectare. Aceasta limitare se aplica consecvent pe toata inaltimea peretelui. Dvs. trebuie sa aveti in vedere limitarea inferioara la 0,5VEd,0 pe toata inaltimea peretelui.

Viorel Popa

iuliand

Bună ziua,
Referitor la calculul la forță tăietoare la ultimul nivel al clădirii. Formula ne spune sa luăm numărul de bare străbătute de o fisura la 45 de grade. Ce facem in cazul in care lungimea lw este mai mare decât înălțimea de nivel, astfel ca la ultimul etaj fisura nu se continuă fizic deasupra nivelului pentru că nu mai exista peretele.
Limitam numărul de bare la (h nivel/ pas) sau ignoram și aplicam formula cu (lw/s).
Limitând numărul de bare la înălțimea de nivel pot rezulta armări superioare la ultimul nivel fata de nivelurile inferioare ceea ce pare neintuitiv ținând cont că teoretic ar trebui sa fie nivelul cel mai slab solicitat la forță tăietoare.

AndreiSend

Calculul fortei taietoare pe etaje asa cum e definit acum nu are sens. Etajele sunt pur si simplul ceva (aproape) fictiv pe inaltimea unui perete in consola (doar niste puncte in care primeste niste forte). Daca introducem un "etaj" fictiv la jumatatea inaltimii ultimului nivel ce facem, dublam armatura orizontala in peretele de "la ultimul nivel"? 

viorelpopa

Bineinteles, calculul la forță tăietoare al pereților se poate face la orice cotă pe înălțimea acestora. În mod uzual, întrucât forța tăietoare variază în salturi la nivelul planșeelor clădirilor multietajate, verificarea la forță tăietoare se face la cota inferioară a fiecărui etaj. Pentru a se producere ruperea la forță tăietoare trebuie să se dezvolte o fisură înclinată la 45 de grade care să traverseze în întregime peretele. Conform codului, pentru fiecare fisură înclinată potențială verificarea se face cu forța tăietoare de la baza (cota inferioară) a fisurii. În cazul verificării de la ultimul nivel, se alege fisura critică care pornește din colțul superior al peretelui și se verifică cu forța tăietoare de la baza acesteia. 

brancdumitru

Buna seara, 

Intalnim la dimensionarea structurilor cu pereti necuplati din beton armat monolit urmatoarea situatie:

- in general la diafragmele dispuse spre exteriorul constructiei variaza mult valoarea fortei axiale de proiectare, putand sa apara chiar si eforturi de intindere; mai departe procedam la dimensioarea la moment incovoietor a diafragmei rezultand aria de armatura necesara in general din combinatia Nmin si Mmax;

- verificam suprarezistenta omega pe toate cele 8 combinatii seismice date de programul de calcul static;

- si aici apare "problema" : avem cazuri in care omega trece de valoarea 3...4 (din cauza diferentelor de forta axiala) pe care o multiplicam cu valoarea GammaRd si Kv in vederea obtineriei valorilor de proiectare ale fortelor taietoare si in multe cazuri nu ne mai "tine" biela comprimata in situatia in care respectam conditia din cod referitoare la latimea bulbului pe capat (inaltimea de nivel/10) ingrosand diafragma pe toata lungimea (diafragme din beton de 40 cm pe zona plastica potentiala, ag=0.15g) ;

-  in vechiul cod de proiectare omega era limitat superior la valoarea factorului de comportare;

Intrebarea este:

 - avand in vedere ca dimensionarea o facem in DCM cu factori de comportare de multe ori penalizati din cauza conformarii arhitectural/structurale de 2.08...2.5 se pot mobiliza in pereti valori ale fortelor taietoare mai mari de 5...7 ori fata de valoarea din calculul static?

- sau putem utiliza "intr-o abordare inginereasca" varianta de dimensionare specificata intr-o obs. a d-nului prof. Viorel Popa facuta pe vechiul cod  "4) In cazul in care suprarezistenta peretelui la incovoiere (descrisa prin factorul W) este foarte mare, astfel incat de este asteptat un raspuns elastic al structurii sub actiunea seismica de proiectare, valorile de proiectare ale fortelor taietoare pot fi limitate superior la cele corespunzatoare raspunsului elastic. Acestea se obtin prin multiplicarea fortelor rezultate din calculul structural cu factorul de comportare q. Cu alte cuvinte, daca W gRd kV este mai mare decat q, pentru o proiectare economica se poate limita acest produs la valoarea q. Daca aceasta limitare nu este impusa, atunci elementul verifica la forta taietoare la fortelel corespunzatoare plastificarii desi sub actiunea seismica de proiectare plastificarea nu se produce. Modul de cedare va fi ductil si pentru actiuni seismice considerabil mai intense decat actiunea seismica de proiectare in amplasament."

Va multumesc!

 

SN2013

Bună ziua,

Faptul că se obțin valori atât de variate relevă o conformare nu tocmai omogenă (distribuție adecvată a elementelor care preiau forțe orizontale) a sistemului. 

De ce nu s-a păstrat limitarea?

Comentariile din acest paragraf au deja 10-12 ani, în tot acest timp cercetarea e evoluat, normele au evoluat. 

Renunțarea la limitarea superioară s-a făcut tocmai din considerentul situației dumneavoastră, în care limitarea acoperea anumite conformări și supraarmări rezultate din analizele liniar-elastice.

Norma actuală CR2-1-1.1/2022 recomandă, nu în mod direct, schimbarea încadrări, modificarea factorului "q" la proiectare sau reconfigurarea sistemului structural.

În mod practic un element se va încărca cu forță tăietoare atât timp cât rigiditatea transversală îi va permite, la pereți și stâlpi această rigiditate este dependentă de compresiune, deci pot exista creșteri de 5-7 ori ale forței tăietoare atâta timp cât se respectă criteriul de proiectare la capacitate.

Modelele elastice încarcă cu forță tăietoare în mod similar (cu diferențe mici) un perete comprimat cu unul întins, astfel forța tăietoare care s-ar regăsi de la cel întins la cel comprimat nu se observă. Pe un model neliniar în elementul întins forța tăietoare se plafonează la nivelul momentului capabil și diferența va fi în cel comprimat având capacitate mai mare de încovoiere.

Specific în situația dumneavoastră aș avea următoarele abordări:

- conformare structurală diferită (nu trebuie îngroșat tot peretele, se pot realiza elemente cu bulbi), dispunere uniformă a pereților, eventual cu lungimi mai reduse (pentru a nu concentra întreg momentul de răsturnare în 1-2 pereți- dacă este posibil);

- modificarea încadrări, proiectare în DCL dacă arhitectura un permite poziționarea unor elemente cu caracter ductil;

- realizarea unui model neliniar static și/sau dinamic, în care se pot evalua direct momente capabile și forțe tăietoare asociate.

O scurtă paranteză: factorul "q" este cea mai mare iluzie din proiectarea clădirilor, sper ca în scurt timp să scăpăm de el. Este un factor foarte util pentru a realiza analize structurale "neliniare" pe modele elastice, pentru a realiza structuri optime din punct de vedere a consumului de material, însă el "înghite" și toată lipsa de cunoaștere a comportării efective structurii.