COLAPS PROGRESIV ioani 2

7/28/2019 COLAPS PROGRESIV ioani 2

http://slidepdf.com/reader/full/colaps-progresiv-ioani-2 1/9

COLAPS PROGRESIV

Termenul de “colaps progresiv” a fost utilizat pentru a descrie dezvoltarea unei cedari

locale initiale intr-o maniera asemanatoare unei reactii in lant , care conduce la colapsul partialsau total al constructiei. Caracteristica principal a colapsului progresiv este aceea ca starea finalade cedare este mult mai disproportionata fata de starea care a initiat colapsul. Comunitatea despecialitate a adoptat urmatoarea definitie care o are la baza pe cea din ASCE 7-05 ( ASCE – American Society of Civil Engineers) : colaps progresiv – dezvoltarea unei cedari locale, provenita de la un eveniment initial , de la un element la altul avand ca rezultat, eventual,colapsul intregii structuri sau a unei parti disproportionate a acesteia.

Evenimentele care au impulsionat interesul pentru studiul fenomenului de prabusire progresiva:

Explozia de gaze din 1968 cladire Ronan Point - Londra

Constructia avea 22 de etaje si parcare subterana. Structura de rezistenta era formata din pereti si plansee prefabricate din beton armat. Fiecare etaj era sustinut direct de peretii din etajul inferior.Legatura pereti-plansee era realizata prin buloane. Rosturile au fost umplute cu mortar uscat pentru a intari legaturile. Explozia produsa de o acumulare de gaze a spulberat peretele exterior al unui apartament de la etajul 18.



Commonwealth Avenue apartment, 1971, Boston

Constructie supraincarcata, slabe proprietati ale materialelor pe vreme rece motiv pentru carecolapsul progresiv a fost initiat datorita efectului de forfecare de la nivelul acoperisului.

Sampoong Department Store, Seoul, South Korea

Efectul de forfecare a fost initiat datorita unei conexiuni interioare placa-stalp la etajul superior.Au fost ucisi 501 oameni.



Cauzele initiale care pot duce la o prabusire progresiva sunt multiple si adesea la bazaunui eveniment sunt mai multe cauze combinate. Astfel putem enumera: schimbarea violenta a presiunii aerului (explozia din acumulari de gaze , atacurile cu blomba ,tornadele), exploziacontrolata , cutremurul , focul ,impactul cu vehicule, conditiile climaterice (zapada ,chiciura,vantul) , aglomerarile de oameni, greselile de proiectare, greseli de executie etc.

Codurile actuale privind standardele de proiectare oferă recomandări generale pentru a prevenicolapsul progresiv pe furnizarea de redundanță, integritate, continuitate, ductilitate și calea deredistribuire, dar dincolo de aceste recomandări există o limitare la intelegerea fenomenului însine.

Potrivit studiului “Aspects Concerning Progressive Collapse of a Reinforced ConcreteFrame Structure with Infill Walls” prezentat in cadrul “Proceedings of the World Congress onEngineering 2011 Vol III WCE 2011, July 6 - 8, 2011, London, U.K.” se propun pentrueliminarea stalpilor doua abordari diferite :demolare si scenarii de explozie.

Ca studiu de caz a fost folosita o cladire de 6 etaje din cadre de beton armat. Aceastăstructură are 2 deschideri de 6 m și 4 travei (2 travei de 7 m la extremitati și 2 travei de 5 m inmijloc). Inaltimea primului etaj este de 4 m iar toate celelalte etaje au inaltimea de 3 m.

Dimensiunile stalpilor sunt 60x60 cm, armarea este 4Ø25 mm pe o latură (reprezinta un raport dearmare totală de 1,9%). Dimensiunile grinzilor perimetrale sunt 25x55 cm și 30x70 cm pentrugrinzi centrale; raportul de armare fiind aproape 2%. Grosimea placii este 15 cm, cu un raport dearmare 0,5%. Dimensiunile elementelor și cantitatea de armare corespunde cererii seismice

București. In cazul peretilor de umplutura din caramida acestia au fost pozitionati numai pefatade deasupra parteerului.Peretii interiori sunt considerati in analiza doar ca sarcini uniformdistribuite pe placi.Scopul a fost de a captura efectul comportamentului zidariei ,programul Els permitand simularea elementelor de zidarie intr-o distributie reala. Structura este supusa ladiferite tipuri de sarcini: Sarcini permanente (D) - 1500 N/m2 la fiecare etaj, sarcini utile (L) -2500 N/m2 pe fiecare etaj cu excepția ultimului etaj și greutatea zăpezii (S) - 1500 N/m2 laultimul etaj. Combinația pentru cazurile de indepartare a stalpului: Încărcare = D + 0,4 (L + S).



Scenariul demolarii

Avantajul folosirii acestei metode este de a reduce timpul de calcul în comparație cu soluțiade explozie. Îndepărtarea instantanee a stalpilor exteriori ai structurii s-a efectuat în conformitatecu GSA [4]: un stalp situat la colțul clădirii,un stalp situat la mijlocul laturii scurte a clădirii și un

stalp situat la mijlocul laturii lungi a cladirii. Analiza utilizata a fost una dinamica neliniara.



Figura 3 ilustrează modul de deformare și deplasarile pe axa Z pentru ambele cazuri, structura cuși fără pereți de umplutura, in cazul indepartarii stalpului de colt. După cum se poate vedea inFig. 3c si Tabelul II folosirea peretilor de zidarie pe perimetrul structurii vor reduce deplasarea pe verticala a nodurilor alaturate stalpului indepartat cu 40%-70%. In cazul indepartarii stalpuluisituat la mijlocul laturii lungi se obtin cele mai mici valori ale deplasarilor dintre toate cele 3

cazuri studiate.

Pentru cazul indepartarii stalpului de colt s-au studiat de asemenea situatiile în care cei doi peretiadiacenti stalpului indepartat nu au deschideri sau au ferestre cu sticlă și rame specifice, Fig. 6.

Analiza datelor a demonstrat că luarea în considerare a fer estrelor reduce deplasarile pe axa Z cuaproximativ 8% față de situația în care sunt luate în considerare doar deschiderile. Pereții fărădeschideri reduc deplasarea cu aproximativ 10% comparativ cu situația în care sunt luate înconsiderare deschiderile.



Scenariul exploziei

Presiunea rezultată din unda de soc este in funcție de greutatea bombei , distanta pana la bomba și timpul. Pentru a calcula variatia presiunii in timp în orice punct al structurii esteutilizata ecuația Friedlander:

Unde: Ps este suprapresiunea statică de vârf la frontul de undă;

Ts este durata fazei pozitive ;

t este timpul măsurat de la sosirea undei.

Modelarea exploziei la nivelul structurii folosind software-ul “Incarcari Extreme pentru

Structuri” are unele avantaje : a) calculul presiunii rezultat din unda de soc ; b) nivelul deincarcare al fiecarui element cu presiunea corespunzatoare , in cazul in care exista o raza directade extindere de la suprafata elementului la bomba. In acelasi timp modelul are si minusuri : i) presiunea folosita de catre ELS nu ia in considerare reflexia si refractia undei de presiune lasuprafata solului, a elementelor inconjuratoare si a cladirilor, ii) pe distante mici modelulimplementat nu ia in considerare efectele exploziei. Astfel presiunea exploziei este concentrata lastalpul care urmeaza sa cedeze. Efectul presiunii asupra elementelor adiacente este relativ mic sieste analog cu scenariul demolarii. Folosirea unei încărcături explozive de 2700 kg TNT,amplasata la o înălțime de 1,5 m deasupra solului și la o distanță de 10 m de la fața stâlpului decolt conduce la separarea și propulsia a unei parti din stalp, atunci când se ia in considerare

structura fara pereti de umplutura. Ca urmare, aproape toate elementele structurii sunt încărcatedatorita undei de soc, fiecare dintre ele într-o proporție diferită în funcție de poziția și distanța fata de sursa de explozie. Analiza variatiei deplasarii pe verticala in cazul structurii fara pereti deumplutura arată că, în prima etapă structura se mișcă în sus, în direcția undei de șoc, datorităvalorii de suprapresiune, și numai după aceea structura se deplasează în jos și apoi stalpul estedeteriorat și aruncat, fig. 7a. In cazul structurii cu pereti de umplutura efectul undei de soc estemai pronuntat datorita suprafetei crescute expusa. Valoarea maximă a deplasării pe verticală astalpului adiacent celui distrus prin explozie este de 22 de ori mai mare decât în cazul cândstalpul este îndepărtat utilizând scenariul demolarii in cazul structurii fără pereții de umplutura.Ca urmare a undei de soc pe suprafata peretilor exteriori stalpul de colt si de asemenea stalpiiinvecinati sunt avariati in intregime provocand colapsul structurii.

O structură supusa unei acțiuni care are ca efect îndepărtarea unui element de rezistență poate avea capacitatea de a redistribui eforturilor suplimentare. Redistribuirea eforturilor se poateface prin trei mecanisme: a) acțiune catenare a plăcilor și a grinzilor care permite sistemuluigravitațional să includă, de asemenea, elemente adiacente; b) mecanismul Vierendeel al cadruluisituat deasupra elementului eliminat;



c) capacitatea peretilor de umplutura de a prelua încărcări gravitaționale suplimentare carerezultă din distrugerea parțială.



Bibliografie:

http://cfdp.utcb.ro/granturi/bucur/prabusire%20progresiva/%5B6%5D-rezultate%202007-

2010/ROMANA/%5B1%5D_Sinteza-2007-2010.pdf

http://cfdp.utcb.ro/granturi/bucur/prabusire%20progresiva/%5B4%5D-2009/Articole/%5B2%5DLupoae-

Bucur%20SIMEC2009.pdf

http://www.iaeng.org/publication/WCE2011/WCE2011_pp2198-2203.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Progressive_collapse

ANDREEA DUMITRU

AN I M. INGINERIE STRUCTURALA

GRUPA 1 A

http://cfdp.utcb.ro/granturi/bucur/prabusire%20progresiva/%5B6%5D-rezultate%202007-2010/ROMANA/%5B1%5D_Sinteza-2007-2010.pdf



http://cfdp.utcb.ro/granturi/bucur/prabusire%20progresiva/%5B4%5D-2009/Articole/%5B2%5DLupoae-Bucur%20SIMEC2009.pdf















Documents

COLAPS PROGRESIV ioani 2