Structuri performante

7/29/2019 Structuri performante

1/16

24. Evolutia cladirilor inalte pana in anul 2000. Exemple si inaltimi.

11 niveluriHome Insurance Building (1883)

pereti exteriori din caramida + stalpi de fonta stalpi interior si grinzidin fonta

- Blocul Rand Mc Nally, inaltime 36.0 m, 9 etajePrima cladire cu structura din otel (1889):

- Blocul Capital - 85.5 m inaltime ,Structura din otel cu contravantuiri verticale din otel rotund (1891)

- 20 etaje.

Cladirea Monadnock grosimea zidurilor la parter 1.8 m conform codului american din acea vreme pentru raportul dintre grosimeazidurilor exterioare/ nr etajelor (30 cm pentru un nivel + cate 10 cm pentru fiecare nivel in plus)

(scoala din Chicago) 16 etaje din zidarie (monument)

cladire grea: s-a tasat cu 50 cm in 50 de ani

- Park Row Building cu doua turnuri jumelate de 118 m - 29 etajePrima cladire peste 100 m (1899) :

- turnul Woolworth cu 244 m 60 etajePrima cladire peste 200 m (1913):

- Empire State Building cu 381 m 102 etajeRecordul antebelic (1931):

1846 - Trinity Ch. NYC cu 86,5 mEvolutia pana in 2000:

1890 - NY World cu 94 m1905 - Singer cu 186,5 m

1913 - woolworth cu 241,5 m1929 - Crysler cu 320 m1930 - Empire State Building cu 381 m1971 - World Trade Center cu 411,5 m1974 - Sears Tower cu 443 m1996 - Petrona Tower cu 452 m

25. Evolutia cladirilor inalte dupa anul 2000. Exemple si inaltimi.

1. Burj Dubai H > 800 m 20092. Busan Lotte Tower Coreea de sud 494 m 2009

3. Shanghai World Financial Tower 492 m 20074. Abraj Al Bait Hotel Arabia Saudita 485 m 5. International Commerce Center Hong-Kong 484 m 20096. Nanjing Greenland Financial Tower- China 456 m 20087. Dubai Tower Doha Qatar 442 m 20078. Trump International Hotel Chicago 415 m 20089. 23 Marina Dubai 380 m 200910. Bank of America New York 366 m 2008


2/16

26. Clasificarea betoanelor folosite la cladirile inalte.

Betoane curente < C55 (550 kg/cmp) Betoane de inalta rezistenta (BIR)C60 C80 (600 800 kg/cmp)

Betoane de inalta performanta (BIP)C80 - C 120 (800-1200 kg/cmp) Betoane de foarte inalta performanta (BFIP)C130 C200 (1300 - 2000 kg/cmp) Beton de ultra-inalta performanta (BUIP)> C200 (2000 kg/cmp)

27. Avantajul betoanelor superioare.

Costul reducerii sectiunii:

28. Materiale compozite.

Asocieri beton + otel Beton cu armatura rigida (BAR) Beton confinat in tuburi (BAT) Beton cu fibre metalice disperse (BFM)Se folosesc in toate cazurile BIP sau BFIP


3/16

29. Incarcari si actiuni. Actiunea seismica. Oscilatii plane. Torsiune. Forte seismice de nivel.

Incarcari si actiuni: Incarcari permanente : greutate proprie Incarcari utile : conform functiunii

Actiuni de mediul natural- cutremur- vant- variatii de temperaturaActiunea seismica: (desen)

Oscilatii plane: (desen)

Torsiune: Forte seismic de nivel: (desen)

30. Calculul perioadei proprii de vibratie. Calculul fortelor seismice.

- CALCULU PERIOADEI PROPRII -Perioada proprie de vibratie a modului fundamental

T0=C1

Unde- C1=0.085 pt structuri in cadre de otel- C1=0.075 pt structuri in cadre din beton armat sau cadre din otel cau contravantuiri

excentrice- C1=0.050 pt alte structuri- CALCULUL FORTELOR SEISMICE -

Forta seismica de calcul la baza cladirii (Fd) este:


4/16

Fd= iag , unde:

i coeficientul de importanta al cladiriiAg acceleratia gravitationalaB(T) valoarea spectrului de raspuns pt T si Tc(perioada de colt aamplasamentului)q factorul de reducere a raspunsului elastic (functie de tipul structurii si de material)W greutatea totala a cladiriig acceleratia gravitatiei

31. Proiectarea seismica bazata pe performanta.

I.1. Stabilirea obiectivului de performantaProiectarea pentru actiunea indirecta2. Determinarea actiunii seismice de proiectare ag3. Calculul structurii, determinarea indicelui de drift efectiv IDef4. Alegerea CNS, determinarea indicelui de drift admisibil IDadm5. Verificarea conditiei de siguranta IDadm > IDef6. Daca IDadm < IDef

se modifica CNS (preferabil)sau

se modifica structura1. Operatia 6 se repeta pana cand este satisfacuta conditia 5

II.1. Stabilirea obiectivului de performantaProiectarea pentru actiunea directa2. Determinarea actiunii seismice de proiectare ag3. Determinarea fortei de proiectare FCNS , a eforturilor sectionale de proiectare Ed,CNS si a

deformatiilor efective asociate fef,CNS4. Determinarea rezistentei de proiectare Rd,CNS si a deformatiilor admisibile fadm,CNS prin calcul sau

din informatiile furnizorului5. Verificarea conditiilor de siguranta:

Rd,CNS > Ed,CNS fadm,CNS > fef,CNS

32. Rosturi la cladirile inalte. Amplasare.

Dimensiuni.


5/16

33. Efectul terenului de fundare la cladirile inalte.

34. Probleme generale de fundare la cladirile inalte. Tipuri de fundatii.

35. Incinte la subsolurile adanci ale cladirilor inalte. Solutii de realizare. Tipuri de sprijiniri

provizorii.

36. Actiunea vantului. Efecte globale. Efecte locale. Variatia presiunii vantului cu inaltimea.


6/16

Efectele actiunii vantului

- Rezistenta de ansamblu

: variatia presiunii vantului cu inaltimea

Efecte globale

- Rigiditatea efectul oscilatiilor

Efecte locale (pe fatade)Efecte globale ale actiunii vantului Actiunea vantului depinde de zonaclimatica Presiunea statica a vantului cresteexponential cu inaltimea cladrii Efectele dinamice ale actiuniivantului depind de forma si derigiditatea cladirii

37. Efectul formei asupra deplasarilor produse la varf datorate actiunii vantului.

Deplasarile maxime lavarf depind de formacladiriiCladiri cu arie egala inplan, aceiasi inaltime,rigiditate si amortizare

38. Oscilatii sub actiunea vantului.

Conditii de comfort.

39. Efectul vantului asupra consumului de otel.


7/16

40. Efectul variatiilor de temperatura la cladirile

41. Sisteme structurale posibile. Criterii de alegere.

Criterii de alegere: forma in plan a cladirii; functiunea cladirii; dimensiunile spatiilor interioare; raportul H/B raportul deschiderilor (transv / long) natura terenului de fundare; tehnologia de executie42. Sisteme structurale pentru cladiri de birouri. Exemple.

-

Ex: De Witt Chestnut Chicago (1963), 43 etaje

Structuri cu tub perforat:

- Structuri tub in tub:


8/16

Ex: Brunswick Building ChicagoHong Kong Central Plaza

43. Sisteme cu pereti structurali. Sisteme structurale mixte.

44. Efectul etajelor rigide.


9/16

45. Sisteme structurale din otel. Clasificare. Exemple.

1. Cadre rigide pe doua directii (


10/16

Consultant arhitectura : Mies van der RoheToronto Dominion Center

56 etaje cu h = 3.65 m lungime 8 x 9.15 = 73.2 m latime 3 x 12.2 = 36.6 m plansee de beton turnate pe tabla cutata

suprafata totala 150.000 mp consum de otel 33.500 tone (225 kg/mp)

47. Sisteme cu nucleu central. Exemple.

48. Sisteme cu megastructura exterioara. Exemple.

Exemple:- John Hancock Center

- Hotel De Las Artes Barcelona- Cladire inalta din Southfield Michigan- Aluminium Company of America San Francisco

49. Planseele la cladirile inalte. Detalii.

Dipunerea grinzilor:


11/16

Dipunerea grinzilor: Sporirea rigiditatii prin contravantuiri in plan orizontal:

Detalii planseu:

50. Amortizori seismici. Tipuri de amortizori.


12/16

Tipuri: - amortizor cu lichid vascoelastic - amortizor cu polimeri

-amortizor cu frecare

51. Amortizori pentru vant. Tipuri.

52. Protectia seismica a componentelor nestructurale. Justificare.


13/16

1. COMPONENTE ARHITECTURALEComponentele nestructurale:

* elemente exterioare atasate anvelopei* elementele anvelopei (elemente de nchidere verticale)* elemente de compartimentare interioara* altele : tavane false, pardoseli inaltate

2. INSTALATII* sanitare* electrice/de iluminat* de conditionare/ncalzire & ventilatie* speciale (bucatarii, spalatorii, etc)3. ECHIPAMENTE ELECTRO-MECANICE* ascensoare* scari rulante4. MOBILIER* mobilier general (uz curent)* mobilier profesional (mobilierul unitatilor medicale, de cercetare,etc)* rafturi n sali/depozite accesibile publicului)

5. BUNURI ADAPOSTITE N CLADIRI*sisteme informatice (care includ si baze de date)* exponate din muzee, etcALTE CONSTRUCTII* garduri de incinta

Consecinte chiar la cutremure moderatePROTECTIA SEISMICA a CNS Dece?

Afectarea sigurantei vietii: Japonia (Miyagiken -oki -1978)-20.898 garduri de incinta din zidarie avariate-18 din cele 28 victime (_) s-au datorat caderii gardurilor de zidarie

Pierderea valorilor cultural: Sunt pierderi "irecuperabile"

- USA (Loma Prieta -1989) la opt muzee din zona Golfului, 150 de exponate, dincirca 500.000, au suferit avarii diverse (circa 10 milioane de dolari).Toate aveau masuri de reducerea riscului seismic.- La Asian Art Museum din San Francisco, s-au avariat 26 de exponate (3milioane de dolari, circa 1 din valoarea de piata a patrimoniului 3 miliarde dedolari).

Incapacitatea de functionare a unor cladiri esentiale pentru reactia post-seism: Northridge (1994):- 10 spitale principale scoase din functiune prin avarii la CNS desi structurileerau practic neafectate (avarierea instalatiilor de apa, spargerea geamurilor,oscilarea puternica a corpurilor de iluminat, avarierea contragreutatilor de laascensoare,si ntreruperea alimentarii cu energie electrica).

Scoaterea din functiune a unui volum important de cladiri curente (personae sinistrate)

Riscuri secundare: explozii , incendii Pierderi economice directe si indirect: USA (San Fernando 1971) : pierderi la 25 cladiri comerciale:- avarii la instalatiile electrice si la echipamentele mecanice : 7%;- avarii ale finisajelor exterioare : 34%;- avarii ale finisajelor interioare : 56%.

50 de cladiri nalte aflate departe de falie (soc relativ mic):- nici o cladire nu a avut avarii structurale majore;- 43 de cladiri au suferit avarii la peretii despartitori usori ;- 18 cladiri au suferit avarii la ascensoare;


14/16

- 15 cladiri au avut geamurile sparte- 8 cladiri au suferit avarii la sistemul de conditionare a aerului

USA (Loma Prieta 1989):-din analiza pierderilor pentru 129 cladiri de birouri de dimensiuni medii si maria rezultat ca valoarea medie a pagubelor a fost de 95.000 $ din care circa 50.000$(adica 53%) s-au datorat avariilor produse de apa ca urmare a ruperii sistemelor

de sprinklere. Afectarea vietii societatii

53. Cerintele utilizatorilor privind raspunsul seismic al componentelor nestructurale.

-Evitarea pierderilor de vieti omenesti sau a ranirii persoanelor din exteriorul/interiorul cladirilor.-Evitarea ntreruperii activitatilor si serviciilor esentiale pentru interventia dupa cutremur.-Evitarea degradarii unor bunuri culturale sau artistice valoroase.-Limitarea pagubelor materiale ca amploare si gravitate.-Asigurarea cailor de evacuare a persoanelor din cladire si de acces pentru echipele de interventie.-Evitarea/limitarea avarierii:

-CNS prin interactiuni necontrolate cu elementele structurale;-elementelor structurale prin interactiuni necontrolate cu CNS

-Limitarea impactului psihologic datorat disconfortului ocupantilor.

54. Solicitarea seismica a componentelor nestructurale. Actiunea directa. Actiunea indirecta. Interactiuni

necontrolate.

Actiunea indirecta:

Actiunea directa:


15/16

Interactiuni necontrolate:

55. Proiectarea fatadelor cortina.

56. Avarii la peretii de umplutura. Fixarea peretilor interiori.


16/16

Fixare:

Documents

Structuri performante