Capitolul 5: Prevederi specifice construcțiilor de beton

5.1 Generalităţi

5.1.1 Obiect şi domeniu de aplicare

(1)               Acest capitol se referă la proiectarea în zone seismice a clădirilor şi a altor construcţii cu structuri similare acestora, definite la 1.1, cu structura din beton armat, numite în continuare construcţii de beton.

(2)               Documentele normative de referinţă pentru proiectarea construcţiilor de beton la alte acţiuni decât cele seismice sunt standardele din seria SR EN 1992-1-1. Prevederile date în continuare completează prevederile acestor documente normative de referinţă pentru cazul proiectării la acţiuni seismice.

(3)               Documentele normative complementare prezentului capitol sunt indicate în capitolul 1.5.

 

5.1.2 Definiţii

(1)               Termenii specifici prezentului capitol, pentru zone, elemente şi sisteme structurale, se definesc după cum urmează: 

-  Zonă critică (zonă disipativă): zonă a unui element structural principal unde apar cele mai nefavorabile combinaţii de eforturi (M, N, V, T) şi unde pot să apară deformaţii plastice. Lungimea zonelor critice este precizată în articolele relevante ale prezentului capitol.

- Grindă: Element structural solicitat preponderent de încărcări transversale, la care la care efortul axial mediu normalizat este mai mic decât 0,1

                                                                                                            (5.1)

Eforturile de compresiune sunt considerate pozitive.

- Stâlp: element structural care susţine încărcări gravitaţionale preponderent prin compresiune axială, la care efortul axial mediu de compresiune normalizat, ν_d, este mai mare decât 0,1.

- Perete (perete structural): element structural vertical care susţine alte elemente, la care raportul dimensiunilor laturilor secţiunii transversale l_w /b_w ≥ 4.

- Perete ductil: perete cu rotirea împiedicată la bază, dimensionat şi alcătuit pentru a disipa energie prin deformaţii de încovoiere în zona critică de la baza lui.

- Perete scurt: perete la care deschiderea de forţă tăietoare normalizată este mai mică decât 2 şi influenţa forţei tăietoare asupra comportării este preponderentă. Încadrarea în această categorie a pereţilor se poate face simplificat şi cu relaţiile de la 5.2.2.2(4).

- Perete cuplat: element structural alcătuit din doi sau mai mulţi pereţi (montanţi), conectaţi într-un mod regulat prin grinzi ductile (grinzi de cuplare) capabile să preia prin efect indirect cel puţin 30% din momentul de răsturnare la bază.

Notă: Atât stâlpii, cât şi pereţii, pot fi supuşi la eforturi axiale de întindere în anumite situaţii de încărcare a structurii.

- Sistem structural tip pereţi: sistem structural în care pereţii verticali, cuplaţi sau nu, preiau majoritatea încărcărilor verticale şi orizontale, contribuţia acestora la preluarea forţelor tăietoare la baza clădirii depăşind 65% din forţa tăietoare de bază

- Sistem structural tip cadru: sistem structural în care încărcările verticale cât şi cele orizontale sunt preluate în principal de cadre spaţiale a căror contribuţie la preluarea forţei tăietoare la baza clădirii depăşeşte 65% din forţa tăietoare de bază

Notă: Structurile alcătuite din stâlpi și planșee fără grinzi nu sunt considerate cadre spațiale și nu se încadrează în această categorie.

- Sistem structural dual: sistem structural în care încărcările verticale sunt preluate în principal de cadre spaţiale, în timp ce încărcările laterale sunt preluate parţial de sistemul în cadre şi parţial de pereţi structurali, individuali sau cuplaţi. Sistemul poate avea două variante de realizare:

-    Sistem dual cu pereţi predominanţi: sistem dual în care contribuţia pereţilor la preluarea forţei tăietoare, la baza clădirii, depăşeşte 50% din forţa tăietoare de bază

-    Sistem dual cu cadre predominante: sistem dual în care contribuţia cadrelor la preluarea forţei tăietoare, la baza clădirii, depăşeşte 50% din forţa tăietoare de bază

- Sistem flexibil la torsiune: sistemele fară rigiditate suficientă la torsiune de ansamblu conform (4.4.1.5), de exemplu, sisteme structurale constând din cadre flexibile combinate cu pereţi concentraţi în zona din centrul clădirii (sistem cu nucleu central dezvoltat pe o suprafaţă relativ mică).

- Sistem tip pendul inversat: Sistem în care peste 50% din masă este concentrată în treimea superioară a structurii sau la care disiparea de energie se realizează în principal la baza unui singur element al clădirii.

Notă: Un exemplu de sistem tip pendul inversat este cel al halelor parter, cu planşeul de la acoperiş flexibil, la acțiuni în planul său, la care stâlpii în consolă răspund independent unul faţă de celălalt la acţiunea seismică. Structurile parter cu stâlpii în consolă, la care efortul axial mediu de compresiune normalizat este mai mic decât 0,25, cu extremităţile superioare conectate prin intermediul unui planşeu cu comportare de diafragmă orizontală, se încadrează într-o categorie separată.

- Nod: Zona de legătura dintre stâlpii şi grinzile structurilor tip cadru, inclusă între secţiunile transversale de la limita acestor elemente:

-    Nod interior: nodul în care intră două grinzi în direcţia de calcul şi două grinzi în direcţie transversală

-    Nod de capăt: nodul în care intră o singură grindă în direcţia de calcul

-    Nod exterior: nodul în care intră cel mult o grindă transversală direcţiei de calcul

5.2 Principii de proiectare

5.2.1 Capacitatea de disipare de energie. Clase de ductilitate

(1)               Proiectarea seismică a construcţiilor de beton armat va asigura o capacitate adecvată de disipare de energie în regim de solicitare ciclică, fără o reducere semnificativă a rezistenţei la forţe orizontale şi verticale. În acest scop se vor respecta cerinţele şi condiţiile date în capitolul 2.

(2)               Aplicarea prevederilor din prezentul cod pentru construcţii de beton asigură acestora, cu un grad înalt de încredere, o capacitate substanţială de deformare în domeniul postelastic, distribuită în numeroase zone ale structurii, şi evitarea cedărilor de tip fragil.

(3)               Structurile pentru clădiri proiectate în conformitate cu (2) se împart în două clase de ductilitate, clasa ductilitate înaltă (DCH) şi clasa de ductilitate medie (DCM), în funcţie de capacitatea de disipare a energiei şi de rezistenţa la forţe laterale. Structurile proiectate pentru DCH au ductilitate de ansamblu şi locală superioară celor proiectate pentru DCM. Pentru a reduce cerinţele de ductilitate, structurile din clasa de ductilitate medie vor fi dotate cu o capacitate de rezistenţă superioară structurilor din prima clasă.

În general, structurile din zonele cu seismicitate înaltă (a_g ≥ 0,3g) se vor proiecta pentru clasa de ductilitate înaltă şi pot suporta, în principiu, fără pericol de colaps, cutremure mai puternice decât cutremurele de proiectare în amplasament.

(4)               În anumite situaţii, structurile de clădiri se pot proiecta pentru o capacitate minimala de disipare a energiei seismice prin deformatii plastice ( de ductilitate), cu o creştere corespunzătoare a capacităţii de rezistenţă la forţe laterale. Aceste structuri vor respecta, în principal, regulile de proiectare generale pentru construcţii de beton armat din SR EN 1992-1-1, împreună cu prevederile suplimentare specifice acestei clase date în prezentul capitol. Clădirile astfel proiectate fac parte din clasa de ductilitate joasă (DCL).

Se poate opta pentru o asemenea concepţie de proiectare numai la construcţiile amplasate în zone cu valori ale acceleraţiei de proiectare a_g ≤ 0,10g.

(5)               Pentru cele trei clase de ductilitate se adoptă coeficienţi de comportare q diferiţi, conform tabelului 5.1.

5.2.2 Tipuri de structuri şi factori de comportare

5.2.2.1 Tipuri de structuri

(1)               Clădirile din beton pot fi clasificate într-unul din următoarele tipuri, corespunzător comportării estimate sub încărcări seismice orizontale (vezi 5.1.2):

(a)               Sistem structural tip cadru;

(b)               Sistem structural dual (cu pereţi predominanţi sau cu cadre predominante);

(c)               Sistem structural tip pereţi;

(d)               Sistem structural tip pendul inversat;

(e)               Sistem structural flexibil la torsiune;

(2)               Cu excepţia sistemelor structurale flexibile la torsiune, construcţiile de beton pot fi încadrate în sisteme structurale diferite în cele două direcţii principale.

(3)               Sistemele (a), (b) şi (c) trebuie să fie înzestrate cu o rigiditate minimă la torsiune astfel încât să îndeplinească condiţia de la 4.4.3.2 (5). În caz contrar, aceste sisteme se încadrează în categoria construcţiilor flexibile la torsiune.

5.2.2.2 Factori de comportare pentru acţiuni seismice orizontale

(1)               Valorile maxime ale factorului de comportare q, care intră în expresia spectrului de proiectare sunt date în Tabelul 5.1, în funcţie de capacitatea de disipare specifică tipului de structură.

(2)      introduce influenţa unora dintre factorii cărora li se datorează suprarezistenţa structurii, în special a redundanţei construcţiei.

   se poate determina din calculul static neliniar ca valoare a raportului între forţa laterală capabilă a structurii (atinsă când s-a format un număr suficient de articulaţii plastice pentru a aduce structura în pragul situaţiei de mecanism cinematic) şi forţa laterală corespunzătoare atingerii capacităţii de rezistenţă în primul element al structurii (apariţiei primei articulaţii plastice).

Valoarea raportului  se limitează superior la 1,6.

 

Tabelul 5.1 Valorile maxime ale factorului de comportare q pentru acţiuni seismice orizontale

* dacă  ν_d≤ 0,75 in toti stâlpii. În caz contrar q=1,5.

(3)               Pentru cazurile obişnuite, se pot adopta următoarele valori aproximative ale raportului α_u /α₁:
(a)               Pentru cadre sau pentru structuri duale cu cadre preponderente:

-    clădiri cu un nivel: = 1,15 ;

-    clădiri cu mai multe niveluri şi cu o singură deschidere: = 1,25 ;

-    clădiri cu mai multe niveluri şi mai multe deschideri:= 1,35;

(b)               Pentru sisteme cu pereţi structurali şi sisteme duale cu pereţi preponderenţi:

-    structuri cu numai doi pereţi în fiecare direcţie:= 1,00 ;

-    structuri cu mai mulţi pereţi:  = 1,15 ;

-    structuri cu pereţi cuplaţi şi structuri duale cu pereţi preponderenţi = 1,25

(4)               În cazul structurilor cu pereţi la care raportul laturilor  nu diferă semnificativ de la un perete la altul efectul proporţiilor pereţilor asupra capacităţii de deformare a acestora poate fi descris prin intermediul factorului k_w.

k_{w= 1                   dacă α02   (pereți zvelți)}

k_{w= (1 + α0) / 3   dacă α02   (pereți scurți: 0,5  kw}  1)                                                                                                        (5.2)

(5)               unde α₀ se poate calcula simplificat pentru structură, în ansamblu, cu relaţia:

                                                                                                                                                                               (5.3)

în care h_wi  şi l_wi reprezintă înălţimea fiecărui perete i şi lungimea secţiunii acestuia.

Nota: Factorul k_w se aplică şi în cazul pereţilor scurţi cuplaţi

(6)               În cazul clădirilor neregulate, valorile q din tabelul 5.1 se reduc conform 4.4.3.1.

(7)               În cazul în care structura prezintă regularitate completă şi se pot asigura condiţii de execuţie perfect controlate, factorul q poate lua valori sporite cu până la 20%.

5.2.3 Cerinţe de proiectare

5.2.3.1 Generalităţi

(1)               Prevederile prezentei secţiuni se aplică structurilor laterale ale construcţiilor prevăzute la 5.1.1(1), executate din beton monolit, prefabricat sau parţial monolit – parţial prefabricat, fără precomprimare.

(2)               La proiectarea seismică a structurilor de beton armat, prevederile date în prezenta secţiune vor fi considerate împreună cu prevederile specifice celorlalte coduri care reglementează proiectarea construcţiilor de beton armat (vezi 5.1.1 (2) şi (3)).

5.2.3.2 Condiţii de rezistenţă locală

(1)               Acţiunea seismică, implicând incursiuni în domeniul postelastic, nu trebuie să producă reduceri semnificative ale capacităţii de rezistenţă.

(2)               Se admite că cerinţa de rezistenţă într-o anumită secţiune este satisfăcută dacă valoarea de proiectare a capacităţii de rezistenţă, determinată pe baza documentelor normative de referinţă (SR EN 1992-1-1 și CR 2-1-1.1), este mai mare, şi la limită egală, cu valoarea de proiectare a efortului maxim din secţiunea considerată, conform relaţiei (4.23).

5.2.3.3 Condiţii de ductilitate globală şi locală

5.2.3.3.1 Mecanismul structural de disipare de energie

(1)                Proiectarea seismică are ca principal obiectiv dezvoltarea unui mecanism de plastificare favorabil (vezi paragraful 4.6.2.3.). Acest obiectiv se consideră îndeplinit dacă sunt satisfăcute condiţiile (2)...(6):

(2)               La structurile tip cadre etajate, deformaţiile plastice apar, în mod obişnuit, în zonele de la extremităţile grinzilor şi în zonele de la baza stâlpilor, imediat deasupra secţiunii teoretice de încastrare.

(3)               În cazul structurilor cu pereţi, deformaţiile plastice se dezvoltă în grinzile de cuplare (atunci când acestea există) şi în zonele de la baza pereţilor.

(4)               Nodurile (zonele de legătură între elementele verticale şi orizontale) şi planşeele sunt solicitate numai în domeniul elastic.

(5)               Zonele critice (cu potenţial disipativ) sunt distribuite relativ uniform în întreaga structură, cu cerinţe de ductilitate reduse, evitându-se concentrarea deformaţiilor plastice în câteva zone relativ slabe (de exemplu, în stâlpii unui anumit nivel).

(6)               Dimensionarea şi alcătuirea elementelor structurale va urmări evitarea unor ruperi cu caracter neductil sau fragil.

(7)               Verificarea formării mecanismului favorabil de plastificare se poate realiza utilizând calculul dinamic neliniar cu accelerograme înregistrate sau artificiale compatibile cu spectrul de răspuns elastic al acceleraţiilor şi, în mod aproximativ, prin calcul static neliniar.

(8)               Pentru structuri obişnuite, cînd verificarea formării mecanismului de plastificare favorabil nu se face prin calcul neliniar, elementele se dimensionează la eforturi determinate în acord cu metoda proiectării la capacitate. . Valorile de proiectare ale efectelor acțiunilor se determină din condiții de echilibru considerând formarea zonelor plastice conform configurației mecanismului favorabil de plastificare și mobilizarea suprarezistențelor în zonele plastice. În acest fel, zonele pentru care se urmăreşte impunerea unui răspuns elastic capătă o asigurare suplimentară la încovoiere faţă de zonele critice (disipative), iar ruperile cu caracter fragil sunt evitate.

(9)               Deplasările laterale asociate cerinţelor de ductilitate vor fi suficient de reduse pentru a nu apărea pericolul pierderii stabilităţii sau pentru a nu spori excesiv efectele de ordinul 2.

(10)             Regulile de proiectare date în capitolul 5 se adresează, în principal, zonelor critice (potenţial cu comportare postelastică la acţiunea cutremurelor puternice). În afara zonelor critice se aplică regulile de proiectare din SR EN 1992-1-1.

(11)             La structurile de clădiri proiectate pentru clasa de ductilitate joasă, nu este necesară aplicarea regulilor asociate metodei de proiectare la capacitate. În aceste cazuri se vor adopta regulile de proiectare pentru structurile de beton armat date în SR EN 1992-1-1 şi prevederile suplimentare date în prezentul Cod la 5.5.

5.2.3.3.2 Cerinţe de ductilitate locală

(1)               În vederea obţinerii capacităţii necesare de ductilitate de ansamblu,  zonele critice, definite în continuare în secţiunile relevante ale capitolului, trebuie înzestrate cu o capacitate înaltă de rotire plastică.

(2)               Cerinţele de rotire de bară în elementele structurale pot fi evaluate pe două căi:

-    prin calcul dinamic neliniar, care furnizează direct cerinţele de rotire în zonele critice.

-    în mod aproximativ, prin evaluarea cerinţelor de rotire sub acţiunea seismică de proiectare, în conformitate cu prevederile Anexei E.

(3)               În cazul utilizării calculului neliniar pentru determinarea cerinţelor, evaluarea capacităţii de rotire în zonele critice ale elementelor structurale se face potrivit prevederilor P 100-3. În cazul utilizării procedeului aproximativ de determinarea a cerinţei, verificarea ductilităţii se face conform prevederilor Anexei E.

5.2.3.3.3 Valorile de proiectare ale eforturilor de încovoiere

(1)                În vederea impunerii mecanismului structural de disipare de energie care să îndeplinească cerinţele date la (5.2.3.3.1), la fiecare nod grindă – stâlp al structurilor tip cadru şi al structurilor duale cu cadre predominante va fi îndeplinită următoarea condiţie:

                                                                                                                                                                          (5.4)

 în care:

 suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale stâlpilor care intră în nod, în secţiunile învecinate nodului; se consideră valorile minime corespunzătoare variaţiei posibile a forţelor axiale în combinaţia seismică de proiectare

 suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile  în grinzile care intră în nod, în secţiunile învecinate nodului;

      factorul de suprarezistenţă datorat efectului de consolidare al oţelului, care se va considera 1,3 pentru clasa de ductilitate înaltă (DCH) şi 1,2 pentru clasa de ductilitate medie (DCM).

(2)               Expresia (5.4) va fi îndeplinită în cele 2 planuri principale de încovoiere. Se consideră ambele sensuri ale acţiunii momentelor din grinzi în jurul nodului (orar şi antiorar), sensul momentelor din stâlp fiind opus totdeauna momentelor din grinzi. Dacă structura tip cadru este dezvoltată numai într-una din direcţii, satisfacerea relaţiei (5.4) va fi verificată numai pentru acea direcţie.

(3)               Nu este necesară verificarea relaţiei (5.4) la :

-    construcţii cu un nivel;

-    capătul superior al stâlpilor de la ultimul nivel al construcţiilor etajate;

-    primul nivel al clădirilor cu 2 niveluri, dacă valoarea normalizată a forţei axiale în combinaţia seismică de proiectare este mai mică decât 0,3 în fiecare stâlp.

(4)               Alternativ, în locul verificarii condiţiei (5.4) la fiecare nod în parte, se poate aplica la fiecare nivel, următoarea condiţie globală, pentru fiecare grindă:

                                                                                                                                                                (5.5)

în care,

 suma momentelor capabile ale grinzilor în secţiunile situate de o parte şi de alta a nodurilor, corespunzătoare sensului considerat al acţiunii seismice, pentru o grindă în ansamblu la un anumit nivel

 suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale stâlpilor care intersectează grinda considerată, corespunzătoare sensului considerat al acţiunii seismice, în secţiunile din vecinătatea nodurilor; se consideră valorile minime, corespunzătoare variaţiei posibile a forţelor axiale în combinaţia seismică de proiectare

      definit la (1)

 

(5)               În cazul structurilor cu pereţi, impunerea formării articulaţiei plastice la baza pereţilor se va face prin adoptarea diagramei înfăşurătoare de momente de proiectare din Figura 5.1 care ia în considerare incertitudinile legate de distribuţia eforturilor în răspunsul inelastic. Dacă peretele este solicitat la încovoiere în principal ca efect al acţiunilor seismice orizontale (M_g,0<0.15M_Ed,0'), valorile de proiectare ale momentelor, în afara zonei critice, se pot determina cu:

                                                                                                                                             (5.6)

                                                                                                                                                                          (5.7)

în care,

    valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare

   momentele încovoietoare rezultate din calculul structural sub acţiunea seismică de proiectare

  momentele încovoietoare rezultate din calculul structural sub acţiunea seismică de proiectare, la baza peretelui

   momentul încovoietor rezultat din calculul structural sub încărcările gravitaţionale corespunzătoare combinaţiei seismice de proiectare, la baza peretelui

  valoarea de proiectare a momentului încovoietor capabil la baza peretelui, corespunzătoare sensului considerat al acţiunii seismice, determinată considerând valoarea forţei axiale corespunzătoare formării mecanismului de plastificare, incluzând şi efectul acţiunilor gravitaţionale.

      factor care ia în considerare incertitudinile legate de distribuţia reală eforturilor corespunzătoare răspunsului dinamic în domeniu plastic, a cărei valoare se stabileşte funcţie de clasa de ductilitate a structurii:

  = 1,30    pentru DCH

  = 1,15    pentru DCM

  = 1,00    pentru DCL

Relaţiile (5.6) şi (5.7) se aplică pentru fiecare sens de acţiune a forţelor orizontale.

 

Diagrama înfașuratoare de momente de proiectare pentru pereți structurali

Nota. În cazul în care ponderea momentului încovoietor din încărcările gravitaţionale M_g,0 nu este neglijabilă (M_g,0>0.15M_Ed,0'), în relatia (5.7) M_Rd,0 se înlocuieşte cu M_Rd,0 ± M_g,0. Semnul „+” corespunde situatiei in care valorile M_Ed,0’ şi M_g,0 au semne contrare, iar semnul „-” situaţiei în care valorile celor două momente au acelaşi semn. Pentru determinarea valorilor de proiectare ale momentelor, conform relaţiei (5.6), produsul se adună cu momentul din încărcările gravitaţionale, M_g.

Notă:     Prevederi suplimentare pentru determinarea valorilor de proiectare ale momentelor încovoietoare, M_Ed, în pereţi, inclusiv in peretii cuplati, sunt date în CR 2-1-1.1.

(1)               În cazul structurilor cu pereţi, eforturile rezultate din calculul structural sub forţa seismică de proiectare (momentele încovoietoare şi, în consecinţă, forţele tăietoare) se pot redistribui între elementele verticale ale structurii în limita a 30%, iar între elementele orizontale în limita a 20%, pe baza capacităţii înalte de deformare plastică realizată prin aplicarea măsurilor prevăzute în Cod.

În urma redistribuţiei, valorile însumate ale eforturilor nu trebuie să fie inferioare celor obţinute din calculul structural sub forţele seismice de proiectare.

5.2.3.3.4 Evitarea ruperilor cu caracter neductil

(1)               Prin modul de dimensionare şi de alcătuire a elementelor structurale de beton armat se vor evita ruperile premature, cu caracter neductil, care pot împiedica mobilizarea mecanismului proiectat de disipare a energiei. Asigurarea faţă de aceste tipuri de rupere va fi superioară în raport cu cea faţă de cedarea la moment încovoietor, cu sau fără forţă axială. În acest scop trebuie împiedicate:

-    ruperile în secţiuni înclinate datorate acţiunii forţei tăietoare;

-    dislocările produse de forţa de lunecare în lungul unor planuri prefisurate, ca, de exemplu, rosturile de lucru la elemente monolite sau rosturile dintre elementele prefabricate şi suprabetonare;

-    pierderea ancorajului armăturilor sau ruperea înnădirilor armăturilor de oţel

-    ruperile zonelor întinse, armate sub nivelul corespunzător eforturilor de fisurare ale secţiunilor.

(2)               Valorile de proiectare ale forţelor tăietoare şi forţelor de lunecare vor fi cele asociate mecanismului de plastificare structural incluzând eventualele efecte de suprarezistenţă, precum şi, acolo unde este semnificativ, sporul datorat manifestării modurilor superioare de vibraţie pe structura plastificată. Prevederi pentru evaluarea forţelor tăietoare de proiectare în elementele structurilor cu pereţi sunt date în prescripţiile de calcul specifice acestor construcţii (CR 2-1-1.1).

(3)               În anumite situaţii, ca, de exemplu, la grinzile de cadru care conlucrează cu zone ample de planşeu, momentul de fisurare poate avea o valoare superioară momentului capabil, ipoteză care trebuie luată în considerare la evaluarea forţei tăietoare de dimensionare a armăturilor transversale.

(4)               Pentru evitarea ruperilor zonelor întinse, se vor prevedea cantităţi de armătură suficiente, care vor respecta cantităţile minime din prescripţiile de calcul specifice construcţiilor de beton armat (SR EN 1992-1-1 şi CR 2-1-1.1, etc.).

5.2.3.4 Măsuri pentru asigurarea ductilităţii

(1)               În vederea obţinerii unei ductilităţi de ansamblu substanţiale, prin dimensionarea şi alcătuirea elementelor structurale de beton armat, se va asigura o capacitate înaltă şi stabilă de disipare a energiei în zonele critice ale acestora, fără reducerea semnificativă a rigidităţii şi/sau a rezistenţei.

(2)               Acest obiectiv se consideră realizat dacă sunt satisfăcute următoarele condiţii:

(a)               Zonele comprimate ale secţiunilor elementelor de beton armat supuse la încovoiere, cu sau fără forţă axială, la starea limită ultimă au o dezvoltare limitată,  funcţie de natura elementului şi a solicitării acestuia. Prevederi concrete referitoare la aceste condiţii se dau în continuare diferenţiat, funcţie de tipul elementelor, în secţiunile relevante ale capitolului. În cazul pereţilor structurali se admite condiţia echivalentă a limitării efortului unitar mediu de compresiune în secţiune conform CR2-1-1.1.

(b)               Flambajul barelor de oţel comprimate în zonele plastice potenţiale este împiedicat prin prevederea de etrieri şi agrafe la distanţe suficient de mici, conform prevederilor date în secţiunile 5.3 şi 5.4.

(c)               Proprietăţile betonului şi oţelului sunt favorabile sub aspectul realizării unei ductilităţi locale suficient de mari. Astfel:

-    betonul trebuie să aibă o rezistenţă suficientă la compresiune şi o capacitate de deformare suficientă; condiţiile privind clasele minime de beton date la 5.3 şi 5.4.pentru clasele de ductilitate înaltă şi medie asigură, implicit, această exigenţă.

-    oţelul folosit în zonele critice ale elementelor seismice principale trebuie să posede alungiri plastice substanţiale; acestea sunt asigurate de oţelurile de clasă B şi C, în funcţie de cerinţele de ductilitate, respectiv de clasa de ductilitate adoptată la proiectare. Oţelurile neductile, sau mai puţin ductile, pot fi utilizate numai în situaţiile în care, prin modul de dimensionare, se poate asigura o comportare în domeniul elastic al acestor armături.

-    raportul între rezistenţa oţelului şi limita lui de curgere trebuie să nu fie excesiv de mare (orientativ 1,4) ;

-    armăturile utilizate la armarea zonelor plastice potenţiale trebuie să posede proprietăţi  de aderenţă substanţiale printr-o profilatură eficientă.

(3)               Verificarea cantitativă a ductilităţii locale se face conform prevederilor 5.2.3.3.2.

5.2.3.5 Condiţii de redundanţă

(1)               Prin alcătuirea structurii se va urmări realizarea unui grad înalt de redundanţă, împreună cu o bună capacitate de redistribuire a eforturilor, astfel încât disiparea energiei să poate fi realizată în cât mai multe zone ale structurii.

5.2.3.6 Măsuri suplimentare

(1)               Aceste măsuri urmăresc o asigurare suplimentară faţă de incertitudinile privind comportarea elementelor structurale şi a construcţiei în ansamblu, precum şi fidelitatea modelului de calcul în raport cu răspunsul seismic real.

(2)               Alegerea unei configuraţii cât mai regulate în plan şi în elevaţie reduce substanţial incertitudinile în ceea ce priveşte comportarea de ansamblu a construcţiei şi permite alegerea unor modele şi metode de calcul structural în acelaşi timp simple şi suficient de sigure.

(3)               În vederea reducerii incertitudinilor referitoare la rezistenţa elementelor structurale:

-    se vor adopta dimensiuni suficiente pentru secţiunile elementelor structurale, astfel încât abaterile de execuţie, încadrate în toleranţele admise, să nu influenţeze semnificativ comportarea structurală şi/sau să nu sporească exagerat efectele de ordinul 2;

-    se va limita raportul dimensiunilor secţiunii elementelor de beton armat pentru a minimiza riscul instabilităţii laterale a acestora;

-    se va prevedea o armare minimă pe toată deschiderea, la partea superioară a grinzilor, pentru a acoperi diferenţele dintre distribuţia reală a momentelor încovoietoare şi diagramele de momente rezultate din calcul;

-    se va prevedea o armătură minimă la partea inferioară a grinzilor, pe reazeme, pentru a asigura o capacitate suficientă de rezistenţă pentru momentele pozitive care pot apărea în aceste secţiuni, chiar atunci când acestea nu rezultă din calculul structural în situaţia de proiectare seismică, precum şi pentru a obţine o capacitate suficientă de deformare plastică.

(4)               În vederea reducerii incertitudinilor legate de localizarea zonelor plastice şi pentru a asigura elementelor de beton armat o comportare ductilă :

-    se vor lua măsuri de armare transversală pentru a obţine capacităţi de deformare minimale în toate secţiunile, astfel încât să poată fi acoperite cerinţele limitate de ductilitate care s-ar putea manifesta şi în afara zonelor critice;

-    se va prevedea o cantitate de armătură întinsă suficientă pentru a împiedica producerea unei ruperi casante după fisurarea betonului întins;

-    se vor prevedea lungimi de ancorare şi de înnădire ale armăturilor suficiente pentru a împiedica smulgerea barelor din beton la solicitarea lor ciclic alternantă.

5.3 Proiectarea elementelor din clasa de ductilitate înaltă

5.3.1 Condiţii referitoare la materiale

(1)               La realizarea elementelor seismice principale se vor utiliza betoane cel puţin de clasă C 20/25.

(2)               Elementele structurale se armează numai cu bare din oţel profilat. Fac excepţie etrierii închişi şi agrafele pentru armarea transversală care pot fi executaţi din bare neprofilate.

(3)               În zonele critice ale elementelor principale se vor utiliza oţeluri cu alungiri specifice corespunzătoare efortului maxim de cel puţin 7,5%. Această condiţie este realizată de oţelurile din clasa C. În afara zonelor critice se poate utiliza oţel din clasa B.

5.3.2 Condiţii geometrice

5.3.2.1 Grinzi

(1)               Lăţimea grinzilor va fi cel puţin 200 mm.

(2)               Raportul între lăţimea b_w şi înălţimea secţiunii h_w nu va fi mai mic decât 1/4.

(3)               Excentricitatea axului grinzii, în raport cu axul stâlpului la noduri, va fi cel mult 1/3 din lăţimea b_c a stâlpului, normală la axa grinzii.

5.3.2.2 Stâlpi

(1)               Dimensiunea minimă a secţiunii nu va fi mai mică de 300 mm.

5.3.2.3 Pereţi ductili

(1)               Prevederile date aici se referă la pereţi individuali sau cuplaţi, fixaţi adecvat la baza lor în infrastructură (fundaţie) astfel încât să nu se poată roti.

(2)               Grosimea b_wo, a inimii satisface relaţia:

b_wo  max {150 mm, h_s /20}                                                                                                                                                                 (5.8)

unde h_s este înălţimea liberă a nivelului.

(3)               Prevederi suplimentare referitoare la dimensiunile necesare ale bulbilor sunt date în CR 2-1-1.1.

(4)               Cuplarea pereţilor prin rigle de cuplare distribuite neregulat nu este permisă, cu excepţia situaţiilor în care neregularitatea poate fi apreciată ca nesemnificativă sau aceasta este considerată în calculul structural şi de dimensionare prin modele de calcul adecvate.

5.3.3 Eforturi de proiectare

5.3.3.1 Generalităţi

(1)               Valorile de proiectare ale eforturilor se determină prin ajustarea eforturilor obţinute din calculul structural în combinaţia seismică de proiectare, conform regulilor ierarhizării capacităţilor de rezistenţă de la 5.2.3.3.3 şi a prevederilor suplimentare date în prezenta secţiune a codului.

5.3.3.2 Grinzi

(1)               Valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare sunt cele obţinute direct din calculul structural în combinaţia seismică de proiectare.

(2)               Valorile de proiectare ale forţelor tăietoare în grinzi se determină din echilibrul fiecărei deschideri sub încărcarea transversală din combinaţia seismică de proiectare şi momentele de la extremităţile grinzii corespunzând formării articulaţiei plastice în grinzi sau, în elementele verticale conectate în nod, dupa caz, pentru fiecare sens de acțiune seismica. Valorile de proiectare ale forțelor taietoare nu se vor lua mai mici decât valorile rezultate din calculul structural în combinația seismică de proiectare multiplicate cu γ_Rd.

(3)               La fiecare secţiune de capăt se calculează două valori de proiectare ale forţelor tăietoare, cea maximă, V_Ed,max,şi cea minimă, V_Ed,min, care corespund valorilor maxime ale momentelor pozitive şi negative, M_db,i, care se dezvoltă la cele 2 extremităţi, i = 1 şi i = 2, ale grinzii. Aceste momente se pot calcula cu:

                                                                                                                                                             (5.9)

în care:

M_Rb,i    valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i, în sensul corespunzător sensului de acţiune a forţelor orizontale;

      factorul de suprarezistenţă datorat efectului de consolidare al oţelului, = 1,2

  şi    sumele valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale stâlpilor şi grinzilor care întră în nodul învecinat secţiunii de calcul; valoarea corespunde forţei axiale din stâlp în combinaţia seismică de proiectare, pentru sensul considerat al acţiunii seismice.

5.3.3.3 Stâlpi

(1)               Valorile momentelor încovoietoare şi ale forţelor axiale de proiectare se determină conform 5.2.3.3.3.

(2)               Valorile de proiectare ale forţelor tăietoare se determină din echilibrul stâlpului la fiecare nivel sub momentele de la extremităţi corespunzând formării articulaţiei plastice în grinzi sau în stâlpii conectaţi în nod, dupa caz, pentru fiecare sens de acțiune seismica. Valorile de proiectare ale forțelor taietoare nu se vor lua mai mici decât valorile rezultate din calculul structural în combinația seismică de proiectare multiplicate cu γ_Rd.

(3)               Momentul de la extremităţile stâlpului se poate determina cu:

                                                                                                                                                          (5.10)

în care:

   valoarea de proiectare a momentului capabil la extremitatea i corespunzătoare sensului considerat al acţiunii seismice

      factor care introduce efectul consolidării oţelului şi al fretării betonului în zonele comprimate:

= 1,30 pentru nivelul de la baza construcţiei

= 1,20 pentru restul nivelurilor.

 şi  au semnificaţiile date la 5.3.3.2.

5.3.3.4 Noduri de cadru

(1)               Valoarea de proiectare a forţei tăietoare în nod se stabileşte corespunzător situaţiei plastificării grinzilor care intră în nod, considerând cel mai defavorabil sens de acţiune seismică.

(2)               Valoarea de proiectare a forţei tăietoare în nod poate fi stabilită cu următoarele expresii simplificate:

(i)                 pentru toate nodurile, cu excepţia celor de capăt:

                                                                                                                                                                     (5.11)

(ii)               pentru noduri de capăt:

                                                                                                                                                                                  (5.12)

în care:

 ariile armăturilor întinse de la partea superioară şi, respectiv, inferioară a grinzilor care intră în nod în direcţia considerată a acţiunii seismice, stabilite funcţie de sensul acţiunii seismice

V_c           forţa tăietoare din stâlpul de deasupra nodului corespunzătoare situaţiei considerate (vezi 5.3.3.3(2) şi (3));

          factor de suprarezistenţă al oţelului, egal cu 1.1

5.3.3.5 Pereţi ductili

(1)               Determinarea momentelor încovoietoare în pereţii structurali se face în conformitate cu prevederile articolului 5.2.3.3.3(5).

(2)               Valorile de proiectare ale forţelor tăietoare în pereţii structurali, pentru clasa de ductilitate înaltă, se stabilesc conform diagramei din Figura 5.2, în care:

      valoarea de proiectare a forţei tăietoare în perete

    valoarea de proiectare a forţei tăietoare la baza peretelui, deasupra secţiunii teoretice de încastrare

      valoarea forţei tăietoare rezultată din calculul structural în combinaţia seismică de proiectare

     valoarea forţei tăietoare la baza peretelui rezultată din calculul structural în combinaţia seismică de proiectare, deasupra secţiunii teoretice de încastrare

       raportul dintre valoarea momentului de răsturnare capabil, calculat la baza peretelui, asociat mecanismului de plastificare al peretelui (sau al pereţilor cuplaţi), şi valoarea momentului de răsturnare rezultat din calculul structural sub încărcările seismice de proiectare

  k_V     coeficient de amplificare care ţine seama în mod acoperitor de diferenţa între distribuţia efectivă a forţelor tăietoare şi distribuţia acestora obţinută din calculul structural, k_V=1,2 pentru DCH

      factorul de suprarezistenţă datorat efectului de consolidare al oţelului, = 1,2.

Diagrama înfașuratoare a forțelor tăietoare de proiectare pentru pereți structurali

 

Notă:     Prevederi suplimentare pentru determinarea valorilor de proiectare ale forţelor tăietoare, V_Ed, în pereţi, inclusiv în pereţii cuplaţi, sunt date în CR 2-1-1.1 

Produsul k_vΩγ_Rd se limitează superior şi inferior conform relaţiei:

                                                                                                                                                                                    (5.13)

unde q este factorul de comportare al structurii, în direcţia considerată.

5.3.3.6 Pereţi scurţi

(1)               În cazul pereţilor cu raportul dintre înălţime şi lungime H_w/l_w2, valorile de proiectare ale momentelor sunt cele obţinute din calculul structural la încărcările seismice de proiectare.

(2)               Forţa tăietoare de proiectare se calculează cu expresia :

                                                                                                                                                                 (5.14)

în care valorile M_Rd şi M_Edsunt determinate la baza pereţilor.

 

5.3.4 Verificări la starea limită ultimă şi prevederi de alcătuire

5.3.4.1 Grinzi

5.3.4.1.1 Rezistenţa la încovoiere şi forţă tăietoare

(1)               Pentru calculul grinzilor la starea limită ultimă, la încovoiere şi forţă tăietoare, se utilizează ca document normativ de referinţă SR EN 1992-1-1.

(2)               Lăţimea efectivă a grinzilor cu secţiune în formă de T, în zona aripilor, , se determină după cum urmează :

-    în cazul grinzilor care intră într-un stâlp de margine,  se ia egală cu lăţimea stâlpului, b_c, dacă nu există grinzi transversale în nod, şi egală cu b_c plus de două ori grosimea plăcii, h_f, de fiecare parte a grinzii, dacă asemenea grinzi există.

-    în cazul grinzilor care intră în stâlpii interiori,   este mai mare decât valorile indicate mai sus cu câte 2h_f  de fiecare parte a grinzii;

(3)               Armăturile din placă paralele cu grinda se consideră active în preluarea momentelor grinzii pe reazeme dacă sunt plasate la interiorul dimensiunii  şi dacă sunt ancorate adecvat.

(4)               În zonele critice ale grinzilor, înclinarea diagonalelor comprimate în modelul de grindă cu zăbrele se ia egală cu 45°.

(5)               Modul de dimensionare la forţa tăietoare şi de armare transversală a zonelor critice se stabilesc în funcţie de valoarea algebrică a raportului între forţa tăietoare minimă şi cea maximă, ζ = V_{Ed min} / V_{Ed max}, în secţiunea de calcul:

(i)                 Dacă:

                                                                                                                                                                                                (5.15)

calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din SR EN 1992-1-1

(ii)               Dacă

și                                                                                                                                                                                                            (5.16)

în care,

f_ctd        valoarea de proiectare a rezistenţei betonului la întindere

   valoarea maximă a forţei tăietoare de proiectare pe grindă

                                                                                                                                                            (5.17)

calculul şi armarea transversală se efectuează pe baza prevederilor specifice din SR EN 1992-1-1

(iii)             Dacă:

 și

                                                                                                                                                                         (5.18)

atunci jumătate din valoarea forţei tăietoare de dimensionare se preia prin etrieri perpendiculari pe axa grinzii, iar cealaltă jumătate prin armături înclinate dispuse pe două direcţii înclinate cu ±45° faţă de axa grinzii.

 

Figura 5.3      Semnificația V_Ed,max și V_Ed,min și modul de dispunere a armăturii înclinate

 

                 

Verificarea armăturii înclinate se face cu relaţia:

                                                                                                                                                                      (5.19)

în care:

A_si        aria armăturii pe una din cele două direcţii înclinate şi anume cea care traversează planul potenţial de lunecare

α          unghiul de înclinare al armăturii A_si

5.3.4.1.2 Asigurarea cerinţelor de ductilitate locală

(1)               Zonele de la extremităţile grinzilor cu lungimea l_cr = 1,5h_w, măsurate de la faţa stâlpilor, precum şi zonele cu această lungime, situate de o parte şi de alta a unei secţiuni din câmpul grinzii, unde poate interveni curgerea în cazul combinaţiei seismice de proiectare, se consideră zone critice (disipative).

(2)               Cerinţele de ductilitate în zonele critice ale grinzilor se consideră satisfăcute dacă sunt îndeplinite condiţiile de armare date în continuare la aliniatele (3)…(7).

(3)               Cel puţin jumătate din secţiunea de armătură întinsă se prevede şi în zona comprimată a acestor sectiuni.

(4)               Coeficientul de armare longitudinală din zona întinsă, , satisface condiţia :

                                                                                                                                                                                   (5.20)

în care,

     valoarea medie a rezistenţei la întindere a betonului

      valoarea caracteristică a limitei de curgere a oţelului

   d      înălțimea efectivă a secțiunii.

Valoarea minimă a coeficientului de armare trebuie respectată pe toată deschiderea grinzii.

(5)               Armăturile longitudinale se vor dimensiona astfel încât înălţimea zonei comprimate x_u să nu se depăşească valoarea de 0,25d. La calculul lui x_u se va ţine seama şi de contribuţia armăturilor din zona comprimată.

(6)               Se prevede armare continuă pe toată deschiderea grinzii. Astfel:

(a)                la partea superioară şi inferioară a grinzilor se prevăd cel puţin câte două bare cu suprafaţa profilată cu diametrul  14 mm;

(b)               cel puţin un sfert din armătura maximă de la partea superioară a grinzilor se prevede continuă pe toată lungimea grinzii;

(7)               Etrierii prevăzuţi în zona critică trebuie să respecte condiţiile :

(a)                diametrul etrierilor d_bw6 mm;

(b)               distanţa dintre etrieri, s, va fi astfel încât :

     s≥ min {h_w /4;150 mm; 8d_bL}                                                                                                                                                          (5.21)

în care d_bL este diametrul minim al armăturilor longitudinale.

 În afara zonelor critice se va prevedea o cantitate de etrieri cel puțin egala cu jumătate din cea din zona critică.

5.3.4.2 Stâlpi

 

5.3.4.2.1 Rezistenţa la încovoiere şi la forţă tăietoare

(1)               Pentru calculul stâlpilor la starea limită de rezistenţă, la încovoiere cu forţă axială şi la forţa tăietoare, ca document normativ de referinţă se utilizează SR EN 1992-1-1.

(2)               În verificarea stâlpilor la forţa tăietoare, înclinarea diagonalei comprimate faţă de axa stâlpului se ia egală cu 45º.

5.3.4.2.2 Asigurarea ductilităţii locale

(1)               Efortul axial mediu normalizat, , nu va depăşi, de regulă, valoarea 0,45. Sunt admise valori  sporite până la 0,55 dacă rotirea capabilă a barei în domeniul postelastic, determinată utilizând modelul de comportare al elementelor de beton armat încovoiate, este mai mare decât cerinţa conform 5.2.3.3.2.

(2)               Coeficientul de armare longitudinală totală, , va fi cel puţin 0,01 şi maximum 0,04.

(3)               Între armăturile din colţuri se va prevedea, pe fiecare latură, cel puţin câte o bară intermediară.

(4)               Zonele de la extremităţile stâlpilor, la fiecare nivel, se vor considera zone critice pe o distanţă l_cr precizată la (5).

(5)               În afara cazului când este determinată printr-un calcul mai riguros, lungimea fiecărei zone critice se determina cu:

-    pentru zonele critice ale stâlpilor de la baza stâlpilor de la  fiecare etaj:

                                                                                                                                                          (5.22)

-    pentru restul zonelor critice ale stâlpilor :

                                                                                                                                                               (5.23)  

unde h_c este cea mai mare dimensiune a secţiunii stâlpului, iar l_cl este înălţimea liberă a stâlpului la fiecare etaj.

(6)               Dacă l_cl / h_c<3, întreaga lungime a stâlpului se consideră zonă critică şi se va arma în consecinţă.

(7)               În interiorul zonelor critice se vor prevedea etrieri şi agrafe care să asigure ductilitatea necesară şi împiedicarea flambajului local al barelor longitudinale. Armătura transversală va fi distribuită astfel încât să se realizeze o stare de solicitare triaxială eficientă.

Condiţiile minime pentru a realiza aceste cerinţe sunt cele date la (8), (9), (10) şi (11).

(8)               În zonele critice de la baza stâlpilor, deasupra secţiunii teoretice de încastrare, se va prevedea cel puţin armarea transversală minimă dată de cea mai severă dintre condiţiile:

-    Coeficientul geometric de armare, în fiecare direcţie:       ρ_w,min= 0,005

-    Coeficientul mecanic de armare:                                       ω_wd,min = 0,12

Coeficientul mecanic de armare al etrierilor de confinare se determină cu relaţia:

                                                                                                                                        (5.24)

(9)               În restul zonelor critice se va prevedea cel puţin armarea transversală minimă dată de cea mai severă dintre condiţiile:

-    ρ_w,min= 0,0035

-    ω_wd,min= 0,08

(10)           Armarea transversală va respecta condiţiile:

(a)             Distanţa dintre etrieri in zonele critice nu va depăşi :

                                                                                                                                                                (5.25)

în care b₀ este latura minimă a secţiunii utile (situată la interiorul etrierului perimetral), iar d_bL este diametrul minim al barelor longitudinale.

Ultima condiţie se înlocuieşte la baza stâlpului (deasupra secţiunii teoretice de încastrare) cu condiţia .

(b)             Distanţa în secţiune dintre barele consecutive aflate la colţul unui etrier sau prinse de agrafe nu va fi mai mare de 200 mm.

(11)           La primele două niveluri ale clădirilor cu peste 5 niveluri şi la primul nivel în cazul clădirilor mai joase se vor prevedea la bază etrieri îndesiţi şi dincolo de zona critică pe o distanţă egală cu jumătate din lungimea acesteia.

În afara zonelor critice se va prevedea o cantitate de armătură transversală cel puțin egală cu jumătate din cea din zona critică.

5.3.4.2.3. Noduri de cadru

(1)               Forţa de compresiune înclinată dezvoltată după diagonala nodului nu va depăşi rezistenţa la compresiune a betonului în prezenţa eforturilor transversale de întindere.

(2)               În afară de cazul în care se foloseşte un model de calcul mai riguros, cerinţa de la (1) se consideră satisfăcută dacă :

-    la toate nodurile cu excepția celor exterioare

                                                                                                                                                                                 (5.26)

-    la nodurile exterioare

                                                                                                                                                                               (5.27)

unde:

V_jhd      forţa tăietoare de proiectare în nod conform (5.11) sau (5.12), după caz.

b_j            lăţimea de proiectare a nodului.

                                                                                                                                                                       (5.28)

b_w        lățimea inimii grinzii.

(3)                În nod se va prevedea suficientă armătură transversală pentru a asigura integritatea acestuia după fisurarea înclinată. În acest scop, armătura transversală, A_sh, se va dimensiona pe baza relaţiilor:

-    la toate nodurile cu excepția celor de capăt

                                                                                                                                                  (5.29)

unde A_s1 și A_s2 reprezintă ariile armăturilor întinse de la partea superioară și respectiv, inferioară ale grinzilor care intră în nod în direcția considerată a acțiunii seismice, stabilite funcție de sensul acțiunii seismice;

-    la noduri de capăt

                                                                                                                                                              (5.30)

unde A_s2 reprezintă aria armăturilor comprimate ale grinzii care intră în nod în direcția considerată a acțiunii seismice, stabilite funcție de sensul acțiunii seismice. 

În relaţiile (5.29) şi (5.30),  corespunde forţei axiale a stâlpului inferior. În cazul nodurilor exterioare, armătura A_sh, rezultată prin aplicarea relațiilor (5.29) şi (5.30) se sporeşte cu 20%.

(4)               Etrierii orizontali calculaţi cu (5.29) şi (5.30) se vor distribui uniform pe înălţimea nodului. În cazul nodurilor exterioare, etrierii vor cuprinde capetele îndoite ale armăturilor longitudinale din grindă.

(5)               Armătura longitudinală verticală A_sv care trece prin nod, incluzând armătura longitudinală intermediară a stâlpului (situată între barele de la colțuri), va fi cel puţin :

                                                                                                                                                                            (5.31)

în care :

h_jw        distanţa interax între armăturile de la partea superioară şi cea inferioară a grinzilor;

h_jc           distanţa interax între armăturile marginale ale stâlpilor

Armătura orizontală a nodului nu va fi mai mică decât armătura transversală îndesită din zonele critice ale stâlpului.

5.3.4.3. Pereţi ductili

5.3.4.3.1. Rezistenţa la încovoiere şi la forţă tăietoare

(1)                Pentru calculul pereţilor la starea limită de rezistenţă, la încovoiere cu forţa axială se utilizează SR EN 1992-1-1 ca document normativ de referinţă, cu completările date în CR 2-1-1.1.

(2)               Calculul pereţilor la forţă tăietoare în secţiuni înclinate şi la lunecare în rosturi orizontale se va face conform CR 2-1-1.1.

5.3.4.3.2 Asigurarea ductilităţii locale

(1)               Cerinţele de ductilitate se consideră satisfăcute dacă sunt respectate prevederile date în prezentul paragraf împreună cu prevederile suplimentare date în CR 2-1-1.1 cu privire la alcătuirea secţiunilor de beton şi la armarea longitudinală şi transversală.

(2)               Înălţimea zonei critice, l_cr, deasupra bazei, se determină cu:

                                                                                                                                                                             (5.32)

cu limitările:

                                                                                                                                                                                    (5.33)

unde

l_w         lungimea secțiunii orizontale a peretelui

H_w       înălțimea peretelui

h_s        înălţimea liberă a etajului

n          numărul de niveluri deasupra bazei, definite ca nivelul superior al fundaţiei sau al infrastructurii

(3)                Înălţimea zonei comprimate în secţiunile pereţilor nu va fi, de regulă, mai mare decât :

                                                                                                                                                                                   (5.34)

în care x_u este înălțimea zonei comprimate a peretelui.

(4)               În cazul în care la extremitatea secțiunii se prevăd bulbi, grosimea bulbului va fi cel puţin 250 mm sau h_s /10, iar lungimea lui va fi cel puţin egală cu grosimea inimii peretelui, b_w0, şi cel puţin 0,10 din lungimea peretelui, l_w.

 

Figura 5.4.             Lungimea minima pe care trebuie să se prevadă măsuri de confinare, l_c, stabilita prin calcul    

 

 

Figura 5.5.                 Valori limită inferioare ale lungimii minime pe care trebuie să se prevadă măsuri de confinare

(5)               Verificarea explicită a capacităţii de ductilitate conform prevederilor din CR 2-1-1.1.

(6)               Lungimea minimă pe care este necesar să se prevadă măsuri de confinare, măsurată de la extremitatea comprimată a secţiunii, este l_c = x_u(1 – ε_cu2/ε_cu2,c) şi cel puţin 0,15l_w sau 1,50b_w. Pe verticală, armătura de confinare se prevede pe o lungime egală cu înălţimea zonei critice (vezi Figura 5.4 şi Figura 5.5).

(7)               La marginile secţiunilor pereţilor, pe o lungime egală cu , se prevede o armătură verticală de tip stâlp. La pereţii prevăzuţi cu tălpi, această armare se prevede pe o distanţă egală cu cel puţin 2b_w.

Coeficientul armăturilor logitudinale din zonele de margine nu va fi mai mic de 0,005. Fiecare armătură verticală în aceste zone va fi fixată în colţurile unor etrieri sau agrafe.

(8)               În zonele critice se vor lua măsuri pentru evitarea pierderii stabilităţii laterale. În cazurile curente, acestă cerinţă se realizează prevăzând o grosime a peretelui la capetele secţiunii orizontale care nu are bulbi sau tălpi de minim h_s /10.

(9)               Armarea transversală la capetele secţiunilor în zonele critice va respecta condiţiile:

-    diametrul d_bw al etrierilor

                                                                                                                                                                    (5.35)

-    distanţa între etrieri

                             s ≤ min {125 mm; 8d_bL}                                                                                                                                      (5.36)

5.3.4.4 Grinzi de cuplare

 

(1)               Prevederile din acest paragraf se referă la elementele de beton armat cu proporţii de grinzi de cuplare scurte (orientativ l/h_w≤2,0) , caracterizate de mecanisme de cedare la forţă tăietoare. Prevederi suplimetare pentru calculul şi armarea grinzilor de cuplare sunt date în CR 2-1-1.1.

(2)               Calculul şi alcătuirea grinzilor se poate face pe baza regulilor pentru grinzi de tip curent conform 5.3.4.1.1(4) şi (5)(i), dacă este îndeplinită condiţia:

                                                                                                                                                                                        (5.37)

în care,

V_Ed       forţa tăietoare de proiectare considerând echilibrul grinzi încărcată la capete cu valorile de proiectare ale momentelor capabile, M_Rd

(3)               Dacă condiţia (5.37) nu este îndeplinită, armarea grinzilor de cuplare se realizează prin armătura dispusă după diagonalele grinzii, pe baza relaţiei:

                                                                                                                                                                               (5.38)

unde:

α          unghiul format de barele diagonale cu axa grinzii

     valoarea de proiectare a forţei tăietoare calculată cu relaţia:

                                                                                                                                                                                        (5.39)

    valoarea de proiectare a momentului încovoietor.

Notă: armătura diagonală dispusă conform relaţiei (5.38) serveşte şi la preluarea momentelor încovoietoare din grindă

(4)               Armăturile diagonale se aranjează sub forma unor carcase pentru stâlpi, cu lungimea laturii de cel puţin 0,5 b_w. Lungimea de ancorare a armăturilor înclinate în pereţii adiacenţi trebuie să fie cu cel puţin 50% mai mare decât cea determinată conform SR EN 1992-1-1.

Armăturile diagonale sunt legate cu etrierii închişi pentru a preveni flambajul acestora. Etrierii vor avea diametrul de cel puţin d_bL^’/43 şi cel puţin 8 mm unde d_bL este diametrul armăturii longitudinale din carcasa înclinată. Distanţa între etrieri nu va depăşi cea mai mică dintre valorile 100mm, 6d_bL şi 0,3 din distanţa interax a armăturii longitudinale a carcasei diagonale.

5.4 Proiectarea elementelor din clasa de ductilitate medie

5.4.1 Condiţii referitoare la materiale

(1)               La realizarea elementelor seismice principale se vor utiliza betoane de clasă cel puţin C 16/20.

(2)               Elementele structurale se armează numai cu bare din oţel profilat. Fac excepţie etrierii închişi şi agrafele pentru armarea transversală.

(3)               La armarea elementelor se va utiliza oţel cu proprietăţi de deformare cel puţin egale cu cele ale oţelului de clasa B, pe toată lungimea.

5.4.2 Condiţii geometrice

5.4.2.1 Grinzi

(1)               Se aplică 5.3.2.1 cu excepţia prevederii de la ultimul alineat (3).

5.4.2.2 Stâlpi

(1)               Se aplică 5.3.2.2.

5.4.2.3 Pereţi ductili

(1)               Se aplică 5.3.2.3.

5.4.3 Eforturi de proiectare

5.4.3.1 Generalităţi

(1)               Se aplică 5.3.3.1.

5.4.3.2 Grinzi

(1)               Se aplică 5.3.3.2., cu = 1,0 în relaţia (5.9).

5.4.3.3 Stâlpi

(1)               Se aplică 5.3.3.3, cu = 1,0 în relaţia (5.10).

5.4.3.4 Noduri de cadru

(1)               Se aplică 5.3.3.4, cu = 1,0 în relaţiile (5.11) şi (5.12).

5.4.3.5 Pereţi ductili

(1)               Se aplică 5.3.3.5 cu .

5.4.3.6 Pereţi scurţi

(1)               Se aplică 5.3.3.6.

5.4.4 Verificări la starea limită ultimă şi prevederi de alcătuire

5.4.4.1 Grinzi

5.4.4.1.1 Rezistenţa la încovoiere şi forţă tăietoare

(1)               Se aplică 5.3.4.1.1

5.4.4.1.2 Asigurarea ductilităţii locale

(1)               Zonele de la extremităţile grinzilor cu lungimea l_cr = h_w, măsurate de la faţa stâlpilor, precum şi zonele cu această lungime situate de o parte şi de alta a unei secţiuni din câmpul grinzii unde poate interveni curgerea în cazul combinaţiei seismice de proiectare, se consideră zone critice.

(2)               Cerinţele de ductilitate în zonele critice se consideră satisfăcute dacă sunt îndeplinite condiţiile de armare date la 5.3.4.1.2.(3)-(8), cu excepţia relaţiei (5.21) care se modifică astfel :

                                                                                                                                                        (5.40)

5.4.4.2 Stâlpi

5.4.4.2.1 Rezistenţa la încovoiere şi forţă tăietoare

(1)               Se aplică 5.3.4.2.1

5.4.4.2.2 Asigurarea ductilităţii locale

(1)               Efortul axial mediu normalizat, , nu va depăşi, de regulă, valoarea 0,5. Sunt admise valori  sporite până la 0,65 dacă rotirea capabilă a barei în domeniul postelastic, determinată utilizând modelul de comportare al elementelor de beton armat încovoiate, este mai mare decât cerinţa conform 5.2.3.3.2.

(2)               Coeficientul de armare longitudinală totală  va fi cel puţin 0,008 şi maximum 0,04.

(3)               Se aplică 5.3.4.2.2 (3).

(4)               Se consideră zone critice secţiunile de la baza stâlpilor de la fiecare nivel.

(5)               În afara cazului când este determinată printr-un calcul riguros, lungimea zonelor critice se determină cu:

                                                                                                                                                              (5.41)

(6)               Se aplică 5.3.4.2.2 (6).

(7)               Se aplică 5.3.4.2.2 (7).

(8)               În zonele critice ale stâlpilor se va prevedea armarea transversală minimă dată de cea mai severă dintre condiţiile:

(i)                 În zona critică de la baza stâlpilor, deasupra secţiunii teoretice de încastrare :

-    Coeficientul geometric de armare, în fiecare direcţie:       ρ_w,min = 0,0035

-    Coeficientul mecanic de armare:                                       ω_{wd, min} = 0,08

(ii)               În restul zonelor critice:

-    ρ_w,min = 0,0025

-    ω_{wd, min} = 0,06

(9)               Armarea transversală va respecta condiţiile:

(i)                 Distanţa dintre etrieri nu va depăşi

                                                                                                                                                       (5.42)

în care

b₀         latura minimă a secţiunii utile (situată în interiorul etrierului perimetral)

 d_bL      diametrul minim al barelor longitudinale;

(ii)              Distanţa în secţiune dintre barele consecutive aflate la colţul unui etrier sau prinse de agrafe nu va fi mai mare de 250 mm.

(10)           În afara zonelor critice se va prevedea o cantitate de armătură transversală cel puțin egală cu jumătate din cea din zona critică. 

5.4.4.3 Noduri de cadru

(1)               Armătura orizontală de confinare în nodurile de cadru ale elementelor seismice principale va fi cel puţin egală cu cea dispusă în zonele critice adiacente ale stâlpilor care concură în nod, cu excepţia cazurilor prevăzute la aliniatul (2).

(2)               Dacă în nod intră grinzi pe toate cele 4 laturi şi lăţimea acestora este cel puţin egală cu 3/4 din lăţimea stâlpului paralelă cu secţiunea transversală a grinzii, distanţa între etrierii orizontali se poate dubla faţă de valoarea prevăzută la alineatul (1), fără însă a depăşi 150 mm.

(3)               Trebuie prevăzută cel puţin o bară verticală intermediară (între barele de la colţurile stâlpului) pe fiecare latură a nodului.

5.4.4.4 Pereţi ductili

5.4.4.4.1 Rezistenţa la încovoiere şi forţă tăietoare

(1)               Se aplică 5.3.4.3.1.

5.4.4.4.2 Asigurarea cerinţelor de ductilitate locală

(1)               Se aplică 5.3.4.3.2(1).

(2)               Se aplică 5.3.4.3.2(2).

(3)               Se aplică 5.3.4.3.2(3) cu modificarea relaţiei (5.34) care se înlocuieşte cu:

                                                                                                                                                                              (5.43)

(4)               Se aplică 5.3.4.3.2 0.

(5)               Dacă condiţia (5.43) nu este respectată, este necesară verificarea explicită a capacităţii de ductilitate conform prevederilor din CR 2-1-1.1.

(6)               Se aplică 5.3.4.3.2 (8), cu limitarea inferioară a grosimii peretelui la h_s/12

(7)               Armarea transversală la capetele secţiunilor în zonele critice va consta din etrieri cu diametrul de cel puţin d_bL /4 şi cel puţin 6 mm, cu distanţa maximă dintre etrieri de 150 mm, dar nu mai mult decât 10 d_bL.

5.4.4.5 Grinzi de cuplare

(1)               Se aplică 5.3.4.4(1)

(2)               Se aplică 5.3.4.4(2) modificând condiţia (5.37) astfel:

                                                                                                                                                                                         (5.44)

(3)               Se aplică 5.3.4.4(3), înlocuind condiţia (5.37)cu condiţia (5.44).

(4)               Se aplică 5.3.4.5(4). 

5.5 Proiectarea elementelor din clasa de ductilitate joasă

5.5.1 Eforturi de proiectare

(1)               Valorile de proiectare ale momentelor încovoietoare si fortelor taietoare, cu exceptia precizată la (2) sunt cele obţinute din calculul structural sub acţiunea forţelor seismice de proiectare.

(2)               Valorile de proiectare ale forţelor tăietoare în pereţii structurali şi în stâlpii structurilor în cadre, pentru clasa de ductilitate DCL, se iau egale cu cele rezultate din calculul structural sub acţiunea forţelor seismice de proiectare cu excepţia primului nivel unde valoarea de proiectare a forţei tăietoare se va lua cu 20% mai mare decât cea rezultată din calculul structural:

                                                                                                                                                                                          (5.45)                  

5.5.2 Rezistenţa la încovoiere şi la forţa tăietoare

(1)               Rezistenţa  la încovoiere şi la forţa tăietoare se se determină în conformitate cu prevederile SR EN 1992-1-1, cu completările date în CR 2-1-1.1 pentru pereţi proiectaţi pentru clasa de ductilitate joasă.

5.5.3 Alcătuire şi armare

(1)               Se aplică prevederile de alcătuire şi armare date în SR EN 1992-1-1, cu completările indicate în continuare în acest paragraf.

(2)               La stâlpii structurilor în cadre, la baza construcţiei armătura transversală va reprezenta un coeficient de armare de cel puţin 0,003 pe fiecare direcţie pe o lungime egala cu dimensiunea maximă a secţiunii stâlpului h.

(3)               La celelalte niveluri coeficientul minim de armare transversală la baza stâlpilor este 0.0025

(4)               La pereţii structurali, la baza construcţiei, pe primul nivel se va prevedea armarea transversală prescrisă de CR 2-1-1.1 pentru această clasă de ductilitate.

5.6 Elementele structurilor duale

5.6.1 Structuri duale cu cadre predominante

(1)               La aceste structuri, stâlpii şi grinzile se proiectează ca pentru structuri tip cadru (fără pereţi), respectând prevederile date la 5.3 şi 5.4 pentru aceste elemente.

(2)               Măsurile pentru asigurarea ductilității la pereți se aleg ca pentru structuri din clasa DCM, inclusiv pentru structurile proiectate pentru clasa DCH.(0)

5.6.2 Structuri duale cu pereţi predominanţi

(1)               Stâlpii trebuie proiectaţi astfel încât să-şi păstreze capacitatea de a suporta încărcările gravitaţionale care intervin în situaţia de proiectare seismică, sub deformaţiile maxime care apar în această situaţie.

(2)               Deformaţiile laterale în situaţia de proiectare seismică se calculează în conformitate cu 4.5.4, pe un model care ia în considerare rigiditatea la încovoiere şi forţă tăietoare a elementelor de beton armat corespunzătoare stării de fisurare. În aceste scop se vor avea în vedere prevederile din Anexa E.

(3)               Se consideră că stâlpii satisfac condiţia precizată la (1) dacă momentele încovoietoare şi forţele tăietoare calculate pe baza deformaţiilor laterale stabilite conform (2) sunt inferioare valorilor capabile ale momentelor încovoitoare M_Rd, respectiv forţelor tăietoare V_Rd.

(4)               În cazul stâlpilor structurilor duale cu pereţi predominanţi, nu este necesar să se satisfacă condiţia (5.4), referitoare la raportul capacităţilor de incovoiere ale stâlpilor şi grinzilor din jurul unui nod. Efortul axial mediu normalizat  ν_d  se va limita superior la valoarea de 0.70.

5.7 Ancoraje şi înnădiri

5.7.1 Generalităţi

(1)               La proiectarea zonelor de ancorare şi a celor de înnădire ale armăturilor se aplică prevederile SR EN 1992-1-1, capitolul 8, împreună cu prevederile suplimentare date în prezenta secţiune.

(2)               Ancorarea armăturilor se va realiza în afara zonelor critice. De regulă, şi înnădirea armăturilor se recomandă să se realizeze în afara zonelor critice.

(3)               În afara zonelor critice, lungimile de ancorare şi cele de înnădire ale armăturilor se calculează pe baza prevederilor capitolului 8 din SR EN 1992-1-1.

(4)               Ancorarea armăturilor din zonele critice ale grinzilor şi stâlpilor din structurile proiectate pentru DCH se măsoară de la o secţiune situată la 5d_bLde la faţa elementului în care se realizează ancorarea, în interiorul acestuia (Figura 5.6). Lungimile de ancorare vor fi cu 20% mai mari decat cele determinate conform SR EN 1992-1-1.

Armăturile transversale, etrieri şi agrafe, din grinzi, stâlpi şi pereţi vor fi prevăzute cu cârlige cu lungimea 10 d_bw îndoite la un unghi de 135°.

Figura 5.6 

Figura 1.1.                Ancorarea armăturilor din zonele critice ale grinzilor și stâlpilor (clasa DCH)

5.7.2 Ancorarea armăturii

5.7.2.1 Grinzi

(1)               În situaţia în care zona critică sub momente pozitive se formează la faţa nodului, armăturile de la partea inferioară se ancorează în nod, la interiorul carcasei de armături a stâlpilor, sau se întrerup în deschiderea vecină, dincolo de marginile zonei critice, într-o zonă cu valori mici ale eforturilor de proiectare.

 

Figura 5.7               

Figura 1.1.                Ancorarea armăturilor de la partea inferioară în situația în care zona critică se formează la fața nodului sub acțiunea momentelor pozitive

(2)               Diametrul armăturilor longitudinale care trec prin nodurile grindă – stâlp se limitează superior prin condiţiile:

-    - în cazul nodurilor centrale

                                                                                                                                                            (5.46) 

-    - în cazul nodurilor de capăt (marginale)

                                                                                                                                                                     (5.47) 

în care:

h_c         dimensiunea laturii stâlpului paralelă cu barele

A_s2, A_s1 aria de armătură comprimată şi, respectiv, întinsă din grinzi care traversează nodul

f_ctm      valoarea medie a rezistenţei la întindere a betonului

f_yd        valoarea medie a limitei de curgere a oţelului

ν_d         forţa axială normalizată de proiectare în situaţia de proiectare seismică .

5.7.2.2 Stâlpi

(1)               Dacă în situaţia de proiectare seismică forţa axială în stâlp este de întindere, lungimea de ancoraj stabilită conform SR EN 1992-1-1 se măreşte cu 50%.

5.7.3 Înnădirea armăturilor

(1)               În zonele critice de la baza stâlpilor,unde se așteaptă deformații plastice semnificative, conform configurației mecanismului de plastificare, nu sunt admise înnădiri prin suprapunere. În restul zonelor critice înnădirea prin suprapunere se recomandă să fie evitată.

(2)               În zonele critice nu sunt admise îmbinări prin suprapuneri sudate.

(3)               Înnădirea se poate realiza prin dispozitive de cuplare mecanice validate prin încercări efectuate în condiţii compatibile cu clasa de ductilitate selectată.

(4)               În cazul în care la armarea stâlpilor şi a elementelor de margine ale pereţilor se aplică înnădiri prin suprapunerea barelor de armătură în zona critică de la partea inferioară a unui nivel, lungimea de înnădire l₀ se determină cu relaţia:

                                                                                                                                                                (5.48)

în care

  proporţia armăturilor care se înnădesc în secţiune

 l_bd      lungimea de ancorare de bază calculată conform SR EN 1992-1-1

 

Figura 5.8.                 

(5)                Distanţa s dintre armăturile transversale în zone de suprapunere va fi cel mult min {h/4; 100 mm}, unde h este dimensiunea minimă a secţiunii transversale.

(6)               Aria A_st  a secţiunii unei ramuri a armăturii transversale în zona de înnădire va fi cel puţin:

                                                                                                                                                                                     (5.49)

unde f_yd şi f_ywd  sunt valorile de proiectare ale rezistenţei la curgere a armăturilor longitudinale şi transversale.

5.8 Fundaţii şi infrastructuri

5.8.1 Prevederi generale

(1)               Prezenta secţiune cuprinde prevederi de principiu şi un număr restrâns de prevederi de alcătuire pentru proiectarea elementelor infrastructurilor (fundaţiilor) structurilor de beton. Elementele de bază ale proiectării acestor elemente sunt date în normativul pentru proiectarea structurilor de fundare directă. Pentru construcţii cu pereţi structurali se aplică prevederile din CR 2-1-1.1.

(2)               Dacă eforturile de proiectare aplicate fundaţiilor (infrastructurilor) reprezintă reacţiunile unor structuri disipative proiectate pe baza conceptelor ierarhizării capacităţii de rezistenţă, fundaţiile trebuie, de regulă, să evidenţieze o comportare în domeniul elastic de deformaţie. În acest caz dimensionarea fundațiilor (infrastructurilor) se va face conform prevederilor SR EN 1992-1-1.

(3)               Dacă nu se poate evita solicitarea elementelor infrastructurii (fundaţiilor) dincolo de pragul de deformatie elastica, atunci proiectarea acestor elemente fundaţiilor (infrastructurii) se face în acord cu regulile aplicate la proiectarea suprastructurii pentru construcţii cu clasă de ductilitate înaltă sau medie, după caz.

(4)               Dacă răspunsul urmărit al structurii este quasi – elastic (orientativ q  1,5), dimensionarea elementelor fundaţiilor se va face conform codului de proiectare pentru structuri de beton armat, ca pentru elementele de beton armat care nu se proiectează pentru a prelua acţiunea seismică.

(5)               Întrucât răspunsul seismic al fundaţiilor (infrastructurilor) prezintă un grad de incertitudine mai mare decât în cazul suprastructurii, la proiectare se recomandă să se prevadă măsuri pentru a asigura acestor elemente o capacitate minimală de deformare în domeniul postelastic, chiar la fundaţiile (infrastructurile) proiectate în condiţiile aliniatului (2). În acest scop, orientativ, armarea transversală în grinzile de fundare sau în pereții de subsol se va suplimenta local cu 20% în zonele de moment maxim pe o lungime egală cu 2/3 din înălțimea elementului.

5.8.2 Măsuri de proiectare

(1)               Prin plasarea adecvată pe înălţime a grinzilor de fundare sau a plăcii de fundaţie, în raport cu fundaţiile izolate ale elementelor verticale, respectiv elementul rigid de la partea superioară a piloţilor, se va evita formarea de stâlpi scurţi.

(2)               La dimensionarea elementului de legătură dintre fundaţii se va ţine seama, pe lângă eforturile de încovoiere şi forfecare, şi de forţele axiale care apar în aceste elemente (vezi SR EN 1998 – 5, 5.4.1.2(6) şi (7)).

(3)               Grinzile de fundare şi tălpile de legătură între fundaţii vor avea o secţiune minimă de 0,25x0,5 m pentru clădiri cu până la 5 etaje şi 0,30x0,60 m pentru clădiri mai înalte. La partea de sus şi la cea de jos ale acestor grinzi se prevăd armături continue pe toată lungimea.

(4)               Plăcile de fundaţie (radierele) vor avea grosimea minimă de 30 cm şi vor fi armate cu cel puţin câte o plasă de armături de oţel la partea de sus şi la partea de jos. Coeficientul minim de armare pentru fiecare dintre aceste 2 plase este 0,002.

(5)               Zonele de intersecţie între elementele verticale şi grinzile de fundare sau pereţii de subsol se tratează ca noduri grindă – stâlp.

În condiţiile alineatului 5.8.1(2), proiectarea nodului se face la valori ale forţelor tăietoare calculate în modelul de calcul încărcat cu reacţiunile mecanismului de disipare a energiei al suprastructurii. În condiţiile alineatului 5.5.1(3), proiectarea nodului se face la valori ale forţelor tăietoare asociate plastificării secţiunii grinzilor (pereţilor) la faţa nodului, în conformitate cu regulile pentru structuri tip cadru proiectate pentru DCH sau DCM, după caz.

(6)               În condiţiile alineatului 5.8.1(2), partea superioară a piloţilor, pe o lungime 2d (d este diametrul pilotului),  precum şi zonele cu lungimea 2d situate de o parte şi de alta ale interfeţei dintre 2 straturi de teren cu rigidităţi la forfecare foarte diferite (raportul modulelor de deformaţie la forfecare ≥ 6), se detaliază ca zone critice. Pentru aceasta se va prevedea cel puţin armarea transversală necesară în zonele critice pentru stâlpii proiectaţi pentru clasa de ductilitate DCM.

(7)               În condiţiile alineatului 5.8.1(3), zona critică situată sub capul pilotului va avea lungimea 3d. În plus, verificarea la forţa tăietoare a pilotului este cel puţin cea care rezultă din aplicarea prevederilor 4.6.2.5(3), (4) şi (5).

(8)               Piloţii solicitaţi la întindere trebuie prevăzuţi cu o ancorare adecvată  în capul pilotului pentru a asigura rezistenţa la smulgerea din teren sau rezistenţa la întindere a armăturii pilotului, care este mai mică.

5.9 Efecte locale datorate interacţiunii cu pereţii de umplutură

(1)               Prezenta secţiune se referă la structuri tip cadru de beton armat cu panouri de umplutură din zidării executate din materiale şi cu legături care influenţează semnificativ comportarea structurilor. Secţiunea cuprinde măsuri pentru diminuarea semnificativă a efectelor locale nefavorabile ale interacţiunii dintre elementele cadrului şi panourile de umplutură şi prevederi pentru protejarea elementelor structurale, prin dimensionare şi alcătuire adecvate, faţă de aceste efecte, urmărind, în special, evitarea ruperii cu caracter neductil la acţiunea forţelor tăietoare.

(2)               Se va urmări, pe cât posibil, ca prin modul de dispunere a zidăriei în rama formată de elementele structurale (de exemplu, pentru realizarea parapeţilor, a golurilor de supralumină, etc.) să nu se creeze proporţii şi comportare de tip stâlp sau grindă scurte. În situaţiile când acest lucru nu este posibil se vor lua măsurile indicate la (5).

(3)               Zonele în care pot apărea forţe tăietoare suplimentare faţă de cele rezultate din comportarea de ansamblu – acţionând local extremităţile grinzilor şi stâlpilor - vor fi dimensionate şi armate transversal pentru a prelua în condiţii de siguranţă corespunzătoare aceste forţe, care pot proveni din:

(a)                acţiunea de diagonală comprimată cu lăţime relativ mare, exercitată de panoul de zidărie, rezultată din împănarea zidăriei în zona nodurilor de cadru (Figura 5.8)

(b)                lipsa contactului între pereţii de umplutură şi intradosul grinzilor, ca urmare a execuţiei incorecte, care are ca efect concentrarea acţiunii de diagonală comprimată asupra extremităţilor stâlpilor;

(c)                crearea unor condiţii de comportare de tip stâlp scurt sau de tip grindă scurtă, ca urmare a zdrobirii locale a zidăriei pe o anumită porţiune în zona nodurilor unde se concentrează eforturile de compresiune diagonale sau ca urmare a desprinderii locale a zidăriei de elementele cadrului de beton armat, rezultate din diferenţa deformaţiilor structurii şi a panourilor de umplutură (Figura 5.9).

(d)               prevederea unor goluri de uşi sau ferestre în panoul de zidărie (vezi aliniatul (2))

Notă:     Pentru stabilirea eforturilor din elementele cadrului în aceste situaţii se va apela la modele în care acţiunea structurală a panoului se echivalează printr-o diagonală. Pentru a ţine seama de variabilitatea mare a caracteristicilor mecanice ale zidăriei este recomandabil să se facă mai multe ipoteze, cu caracter nefavorabil pentru structura de beton armat, în ceea ce priveşte proprietăţile de rigiditate şi de rezistenţă ale zidăriei (vezi capitolul 8)

(4)               În vederea reducerii efectelor negative ale interacţiunii structură – panouri de zidărie, în cazurile când acestea se datorează capacităţii de rezistenţă relativ mari a panourilor, se pot avea în vedere şi soluţii implicând fragmentarea acestor panouri sau adoptarea unor legături flexibile între panouri şi structură.

(5)               Pentru a ţine seama de incertitudinile legate de efectele interacţiunii structură – panou de umplutură se vor considera zone critice :

(a)               ambele extremităţi ale stâlpilor în contact cu panourile de zidărie.

(b)               întreaga lungime a stâlpilor de la primul nivel;

(c)                întreaga lungime a stâlpilor, în cazul în care panoul este prevăzut cu un gol de fereastră sau de uşă, adiacent stâlpului;

(d)               întreaga lungime a stâlpilor, când pereţii de umplutură sunt dispuşi numai pe o parte a stâlpilor (aşa cum se întâmplă la stâlpii marginali şi de colţ).

(6)               În cazul stâlpului adiacent unui gol în panoul de umplutură se vor lua suplimentar următoarele măsuri:

(a)               Forţa tăietoare de proiectare în stâlpi se determină considerând un model de calcul cu articulaţii plastice dezvoltate la cele două extremităţi ale golului. În cazul stâlpilor din clasa de ductilitate DCH momentele capabile de proiectare se multiplică cu un coeficient = 1,3;

(b)               Armătura transversală de forţă tăietoare se prevede pe distanţa golului, plus o lungime egală cu h_c (dimensiunea secţiunii stâlpului) în zona în contact cu zidăria;

(c)               Dacă lungimea pe care stâlpul nu este în contact cu panoul de umplutură este mai mică de 1,5h_c, forţa tăietoare se va prelua prin armături înclinate.

 

Figura 5.8          Acţiunea de diagonală comprimată exercitată de panoul de zidărie

                 

 

Figura 5.9.                   Condiţii de comportare de tip stâlp scurt sau de tip grindă scurtă

       

5.10 Proiectarea planşeelor de beton

(1)               La proiectarea planseelor de beton armat se vor satisface exigentele precizate la capitolul 4.

(2)               Plăcile de beton armat pot îndeplini rolul de diafragmă orizontală pentru încărcări aplicate în planul lor, dacă au grosimi de cel puţin 80 mm şi sunt armate pentru a fi în măsură să preia eforturile ce le revin din încărcările verticale şi orizontale.

(3)               Planşeele diafragmă pot fi realizate şi ca elemente mixte: din dale prefabricate suprabetonate, cu condiţia conectării adecvate a celor două straturi de beton.

(4)               Calculul eforturilor în diafragme se va face pe baza prevederilor date în reglementările specifice diferitelor tipuri de structuri (de exemplu, CR 2-1-1.1), iar dimensionarea lor pe baza prevederilor din SR EN 1992-1-1, ca document normativ de referinţă.

(5)               În cazul planşeelor aparţinând structurilor cu pereţi de beton armat din categoria de ductilitate înaltă se va verifica transmiterea forţelor orizontale de la diafragme la perete. Aceasta implică:

(a)                Limitarea eforturilor unitare de forfecare la interfaţa perete – diafragmă la valoarea 1,5f_ctd.

(b)                Prevederea unei armături de conectare, dimensionate pe baza unui model cu diagonale înclinate la 45° sau a conceptului rezistenţei la forfecare prin frecare echivalentă.