Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

  • View
    59

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

curs BAR

Text of Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    1/20

    Sef Lucrari Dr. Ing. Cristian Rusanu

    Cursul 9Stalpi compoziti II

    Noduri compozite

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    2/20

    Zonele de aplicare (introducere) a fortei

    axiale In zonele in care se aplica (se introduc) fortele axiale sau apar variatii geometrice ale sectiunii

    stalpilor compoziti, trebuie asigurat transferul de eforturi intre cele doua componente alestalpilor: profilul de otel si componeneta de beton armat.

    In cazul in care eforturile de aderenta intre cele doua componente nu sunt suficiente pentru

    asigurarea conlucrarii trebuie dispusi conectori.

    Lungimea zonei de transfer Lea eforturilor intre cele doua componente se considera egala cu

    Le=min{2d; L/3}

    d cea mai mica dimensiunea a

    sectiunii stalpului

    L-lungimea stalpului L

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    3/20

    Determinarea numarului de conectori in zona de

    introducere a incarcarilor solicitare de compresiune

    centrica

    Determinarea numarului de conectori dispusi in zona de introducere a incarcarilor se face punand

    conditia ca fortele transmise de conectori sa fie egale cu forta axiala care trebuie preluata de beton

    si armatura flexibila in cazul comportarii compozite.

    Nd,= NdNpl,Npl,d

    Nd,= NdNpl,Npl,d

    Nd,= NdNpl,Npl,d

    Npl,= Afd Npl,= A0.85fd Npl,= AfdNpl,d= Afd A0.85fd AfdForta care trebuie transmisa betonului si armaturii flexibile este egala cu suma

    dintre NEd,c

    si NEd,s

    V,d= Nd, Nd,= Nd 1 Npl,Npl,d

    Forta capabila a conectorilor pe lungimea zonei de transmitere este egala cu

    numarul de conectori ori capacitatea conectorulu:V,d= nPdV,d V,d

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    4/20

    Determinarea numarului de conectori in zona de

    introducere a incarcarilor solicitare de compresiune

    excentrica

    Determinarea numarului de conectori dispusi in zona de introducere a incarcarilor se face punand

    conditia ca fortele care se dezvolta in conectori sa echilibreze momentul si forta axiala care

    trebuie preluate de beton si armatura flexibila in cazul comportarii compozite.

    =

    ,,=

    ,,=

    ,,=

    ,,

    Ed= ,

    ,

    Rd= , ,

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    5/20

    Determinarea numarului de conectori in zona de

    introducere a incarcarilor solicitare de compresiune

    excentrica

    Determinarea eforturilor din conectori poate face folosind un calcul elastic sau un calcul plastic.

    Pd,mx= , ,

    , yi

    Calculul elastic pentru determinarea fortelordin conectori.

    Calculul plastic pentru determinarea fortelordin conectori.

    Pd,mx=Nd,+n Md,+0 .5 eh

    Nd,+= N Md,+= Nz

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    6/20

    Verificarea fortelor longitudinale de forfecare din

    beton in cazul sectiunilor inglobate complet

    In cazul stalpilor compoziti cu sectiuni complet inglobate, in zonele de introducere a fortelor

    trebuie dispusa o armatura transversala care sa permita transferul de forte de la zonele conectate(incarcate) direct la celelalte zone.

    Determinarea armaturii transversale trebuie facuta folosind un model de grinda cu zabrele.

    Forta care trebuie transmisa zonei care nu estt conectata

    direct este egala cu raportul intre capcitatea ei si

    capacitatea sectiunii totale de beton si armatura la

    compresiune si aria totala inmultita cu forta care trebuie

    preluata de beton si armatura:

    V,d= Nd,+Nd,+(A)

    Nd,+

    V,d= Npld 1 Npl,Npl,d

    A0.85fd AfdA0.85fd Afd

    Rezistenta bielelor de beton este:

    V,d,mx= 4c0.85fdcottan L

    Forta capabila din armatura este:

    V,d,= 4Awswfwd cotL

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    7/20

    Includerea eforturilor de frecare in transmiterea

    fortelor axiale in zonele de introducere

    In cazul stalpilor compoziti cu profile partial sau complet inglobate, atunci cand conectorii sunt dispusi

    pe inima profilului, se poate tine cont de fortele de frecare datorate bielelor comprimate care se

    dezvolta in beton. Aceste biele se apar datorita faptului ca talpile impiedica dilatarea laterala a betonului.

    Coeficientul de frecare dintre beton si profilul metalic nevopsit se poate considera egal cu 0.5

    V,d= , V,d=

    Distanta maxima intre talpi pentru care sepoate conta pe fortele de frecare

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    8/20

    Cazul aplicarii partiale a fortelor I -

    Daca sectiunea este incarcata partial, printr-un guseu sau prin doua gusee dispuse perependicular care

    reazema pe o placa de capat, se considera ca transmiterea fortelor catre beton se face cu o panta de 1:2.5pe grosimea te a placii de capat.

    In cazul tevilor circulare sau patrate, eforturile din beton din aria efectiv incarcata trebuie limtate pentrua preveni zdrobirea betonului.

    d= fd 1 t

    - coeficient care tine cont de forma profilului(= 4.9 pentru tevi circulare si = 3.5pentrutevi patrate

    adiametrul tevii circulare sau latimea tevii patrate

    tgrosimea tevii

    Ac

    Aria sectiunii de beton

    Raportul Ac/A1nu trebuie sa depaseasca 20

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    9/20

    Cazul aplicarii partiale a fortelor II -

    Formula care da rezistenta betonului in zona de transmitere a incarcarii a fost determinata

    experimental si tine cont de doi factori care influenteaza rezistenta la compresiune a betonului:

    Confinarea produsa de teava in care se toarna betonul ( termenul 1 )

    Rezistenta mai mare la compresiune a betonului in cazul incarcarilor punctuale ( )

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    10/20

    Lunecarea longitudinala in afara zonelor de transfer

    In afara zonelor de transfer ale incarcarilor, se verifica forta longitudinala la interfata intre beton si otel cauzata

    de forta taietoare si de momente. Conectorii se dispun pe baza distributiei eforturilor unitare de lunecarelongitudinala cand aceste eforturi depasesc rezistenta la lunecare tRd.

    In cazul sectiunilor cu profile inglobate total se poate considera o rezistenta la lunecare sporita bctRd.

    = 1 0.02 1 ,

    2.5

    ,= 40

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    11/20

    Noduri compozite I

    Definitie

    Nodul compozit este nodul intre un element compozit si un alt element compozit, element de

    metal sau de beton armat, pentru care armatura este luat in considerare la evaluarea rezistenteisi rigiditatii

    Terminologie

    Componenta de baza (a nodului) - este acea parte a nodului care contribuie la una dinproprietatile structurale ale acestuia

    Elemente conectate (legate)elemente structurale care legate intre ele printr-un nod

    Configuratia noduluitipul sau modul de alcatuire al unui nod

    Proprietati structurale

    rezistenta, rigiditatea si capacitatea de rotire sunt proprietatilestructurale ale unui nod

    Nod stalp -grinda Nod grinda -grinda Nod de continutate

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    12/20

    Clasificarea nodurilor dupa rigiditatea initiala I-

    Nodurile se pot clasifica in functie de rigiditatea lor in: Noduri articulatenodurile care nu au sau o rigiditate la rotire foarte mica Noduri rigide

    nodurile cu rigiditate foarte mare la rotire, care pot transmitemomente

    Noduri semi-rigidenodurile care nu sunt nici articulatii nici nu sunt noduririgide

    Nod articulat Nod rigid Nod semi-rigid

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    13/20

    Clasificarea nodurilor dupa rigiditatea initiala II-

    In general sunt rare cazurile in care nodurile sunt perfect articulate sau perfect

    rigide. Clasificarea nodurilor in noduri rigide, articulate sau semi-rigide se face in

    functie de rigiditatea lor initiala Sj,ini:

    Pentru clasificarea nodurilor EC4 face trimitere la EN 1993-1-8, care

    delimiteaza tipurile de noduri prin compararea rigiditatii acestora cu rigiditatea

    grinzilor pe care le conecteaza. Noduri rigide (domeniul 1)

    , 8 Noduri articulate (domeniul 3)

    , 0.5 Noduri semirigide (domeniul 2)

    0.5 < ,< 8

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    14/20

    Clasificarea nodurilor dupa rezistenta

    Nodurile se pot clasifica in functie de rezistenta lor la incovoiere in:

    Noduri cu rezistenta completa

    nodurile la care rezistenta lor este mai mare

    decat rezistenta elementelor pe care le conecteaza

    Noduri cu rezistenta partiala nodurile care au rezistenta inferioara rezistentei

    elementelor pe care le conecteaza

    ,

    , ,

    2,

    Noduri cu rezistenta completa

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    15/20

    Clasificarea nodurilor dupa capacitatea de rotire

    Nodurile se pot clasifica in functie de capacitate lor la rotire in:

    Noduri ductile

    Noduri cu ductilitate limitata

    Noduri neductile

  • 5/27/2018 Cursul 9 - Stalpi II - Noduri Compozite

    16/20

    Modelarea nodurilor pentru evaluarea rigiditatii,

    rezistentei si capacitatii de rotire a nodurilor folosind

    componentele de baza I - Determinarea relatiei M-fnecesara pentru clasificarea unui nod despinde de

    identificarea zonelor care au o influenta directa asupra rigiditatii si rezistentei nodului.

    Daca s