Structuri in cadre - definitie
Proiectarea structurilor în cadre de beton armat pentru un nivel de rezistenţă la acţiuni laterale în măsură să asigure un răspuns elastic sub acţiunea cutremurului de proiectare este nepractică atât din punct de vedere tehnic cît şi economic.
În general, la efectuarea calculului static al structurii se consideră următoarele ipoteze generale:
În general, pentru structuri în cadre de beton armat executate monolit, stabilirea schemei statice nu ridică probleme deosebite. Suprastructura poate fi schematizată prin elemente de tip bară (elemente lungi) conectate rigid la noduri.
Utilizarea directă a momentelor încovoietoare rezultate din calcul static pentru armarea grinzilor și stâlpilor poate conduce la soluții de armare ineficiente. Aceste soluții ineficiente sunt generate de aplicarea constrângerilor constructive la stabilirea armăturilor longitudinale pornind de la ariile necesare rezultate din calculul de dimensionare.
Eforturile care se utilizează direct la dimensionarea elementelor structurale poartă numele de eforturi de proiectare. Acestea se obţin prin modificarea eforturilor rezultate din calculul static al structurii în gruparea de acţiuni care cuprinde şi acţiunea seismică de proiectare, astfel încât să se poată dirija în mod optim zonele de apariţie a deformaţiilor plastice în structură şi, implicit, configurația mecanismului global de plasticare.
Dimensionarea sau verificarea stâlpilor la compresiune excentrică necesită determinarea valorilor forțelor axiale corespunzătoare mobilizării mecanismului de plastificare global al structurii. Valoarea momentului învocoietor capabil depinde nu numai de armarea longitudinală a stâlpului ci și de nivelul de solicitare axială.
O condiție de bază a metodei proiectării capacității de rezistență, utilizată în mod curent la proiectarea structurilor în cadre, este aceea de a se evita ruperile fragile sau deformaţiile neliniare datorate forţei tăietoare. Trebuie reamintit că structurile se proiectează la valori mult mai mici ale forțelor laterale decât cele asociate răspunsului elastic sub acțiunea cutremurului de proiectare și, ca urmare, plastificarea din încovoiere a elementelor structurale este de așteptat să se producă.
Calculul grinzilor la moment încovoietor se poate face utilizând metoda simplificată de calcul a secțiunilor de beton armat. În această metodă se neglijează rezistența betonului la întindere și se iau în calcul numai armăturile longitudinale situate la extremitățile secțiunii (se neglijează cele intermediare). Metoda simplificată presupune scrierea a două ecuații de echivalență a eforturilor pe secțiune: una de moment și una de proiecție pe axa barei. Rezolvarea sistemului de două ecuații permite calculul a două necunoscute.
De-a lungul timpului s-au dezvoltat diferite modele de calcul la forță tăietoare a elementelor de beton armat. Modelul de calcul cel mai utilizat este cel al grinzii cu zăbrele echivalente alcătuită din fibrele longitudinale comprimate de beton (talpa comprimată), armătura longitudinală întinsă (talpa întinsă), etrierii (montanții întinși) și bielele comprimate de beton înclinate (diagonalele comprimate).