Clarificare conditie NP112/2014

cristoff

Buna ziua!

In NP114/2014 capitolul I.6 "Calcul la stari limita ultime"  subcapitolul I.6.1.1 punctul 3.1 spune :

"(3)  Dimensiunile  (minime)  ale  bazei  fundaţiei  se  determină astfel  încât  să fie  îndeplinite 

condiţiile următoare, dupăcaz: 

(3.1)  Pentru  combinarea  (efectelor)  acţiunilor  în  situaţii  de  proiectare  persistente 

(permanente)  şi tranzitorii, aria comprimatăa bazei fundaţiei,  AC

, trebuie săfie egalăcu aria 

totală, A. "

Aceasta conditie este foarte dificil de respectat, de ex pentru fundarea stalpilor unei hale metalice care in gruparea fundamentala are momente mari din vant cu axiale relativ mici. Respectarea conditiei impune ca N/A = M/W ceea ce duce la fundatii (izolate) exagerate.

Cum se poate interpreta, ocoli aceasta conditie?

Cum recomandati proiectarea unei astfel de fundatii?

mihaipavel

Buna ziua,

Conditiile din materialele normative nu se pot "ocoli", ele avand caracter obligatoriu minimal si nu maximal.
Pentru cazul particular la care faceti referire, la dimensionarea unei fundatii evaluarea fortei axiale se realizeaza tinand cont de conditiile reale de alcatuire constructiva ( greutate pamant deasupra talpii fundatiei, greutate aferenta pardoseala, etc).

cristoff

Multumesc de raspuns.

Intotdeauna am tinut cont de aportul fundatiei si al umpluturilor.

Problema pe care o am de fapt  este ca normativul de fundatii nu prevede solutia grinzilor de echilibrare . Desi acestea sunt mentionate atat in P100 cat si in SR-EN'uri si le folosesc/sunt folosite in mod curent, aceasta solutie nu poate fi justificata decat cu demonstratii de calcul, nu si cu articole normative cu valoare legala. Aici este o problema fiindca , determinarea unei valori de rigiditate K 

(rotire sau translatie ) pentru o fundatie presupune o investigare a terenului care in general nu este acoperita de studiile geo, astfel incat calculele se fac pe baza unor valori oarecare, extrase din tabele.

Desigur ca nu putem "ocoli" conditiile din normative, ma refer la interpretarea lor, sau macar la justificarea unei conditii atat de dramatice in normativ. 

mihaipavel

Buna seara,

Normativul mentionat ( ca orice normativ), trateaza situatii curente, si prevede prescriptii obligatorii minimale asupra situatiilor tratate. Lipsa tratarii unei situatii, a unei alcatuiri constructive, nu inseamna interzicerea acestei situatii. Spre exemplu, normativul P100-1, are ca domeniu de aplicare proiectarea seismica a cladirilor si a constructiilor cu structuri similare acestora. Daca proiectati un turn de racire sau o antena de telecomunicatii, proiectarea nu se supune incidentei P100-1. Evident, se supune incidentei altor normative specifice si incidentei legilor aferente ( 10, 50 etc.).
Legat de cazul grinzilor de echilbrare adaugate fundatilor de suprafata, izolate, acest caz nu e tratat de NP112-2014, dar evident ca e posibil, conform celor precizate mai sus. Si dimensionabil, in raport cu materialele normative care trateaza acest sistem . Totusi, problema lor este ca la deschideri mari, acestea necesita o rigiditate sectionala relativ mare, ceea ce poate duce la consumuri sporite. 
Legat de studiul geotehnic, si de cerintele minimale impuse investigarii terenului in vederea efectuarii acestora, exista un normativ (NP 074-2014) care trateaza acest aspect. In principiu, proiectantul,executantul cat si beneficiarul ar trebui sa accepte numai documentatii care indeplinesc si respecta cerintele normative minimale.

SN2013

Bună ziua,

Puteți detalia puțin situația dumneavoastră, numeric. Ce valori aveți pentru N, M, V la nivelul bazei stâlpului. Ce regim de înălțime are hala și zona de expunere pentru vânt, de asemenea ce deschidere și travee are hala?

 Dacă gruparea de încărcări cu vânt predominant nu dimensionează structura, atunci calculul în GF (vânt predominant) nu se face utilizând momente capabile a buloanelor, ci la eforturi efective. 

Un "artificiu" ar fi reducerea tramei, respectiv reducerea ariei aferente pentru stâlpi. Ductilizarea prinderii cu buloane (o zonă a buloanelor în tub de pvc)- structura se poate deforma, iar momentul transmis fundației nu mai crește. Momentul de plastificare a buloanelor terbuie să fie limitat la M<0.167xHxN (unde H reprezintă înălțimea fundației) astfel încât A=Ac. O altă metodă ar fi articularea stâlpilor la bază, dacă structura este un cadru cu noduri rigide. Ar mai fi creșterea greutății fundației, utilizarea de grinzi de echilibrare, considerarea în calcul a momentului de torsiune capabil a grinzilor pe direcție transversală fundațiilor, dacă acestea există.

Se pot întâlni situații de utilizare a fundațiilor indirecte, nu sunt excluse (regim mare de înălțime a halei).

cristoff

Buna ziua

@Mihai Pavel

Multumesc de raspuns, este exact ce ma gandeam si eu. Cunosc NP 074, am terminat masterul in domeniu geotehnicii. 

Multumesc si de indrumarea legata de grinzile cu deschideri mari, cunosc acest aspect, si recunosc ca am deviat intru catva subiectul de l-a un caz in care excentricitatea este foarte mare si un alt caz al cladirilor cu deschideri mai mici unde aceste grinzi pot reduce momentul incovoietor transmis fundatiilor izolate. 

@SN2013 

Multumesc de raspuns! Voi da un exemplu concret intr-o postare separata. 

Sfaturile dumneavoastra sunt foarte interesante. Ideea tubului de PVC presupune defapt un spatiu de lucru in jurul buloanelor? deci o amortizare elastica propriu-zis. Aceasta nu poate genera oboseala in buloane? (probabil nu daca sunt dimensionate ceva mai generos)..

Articularea structurii este cea mai buna solutie incazul pe care il voi descrie, insa asta nu a tinut de mine. 

Ma bucur ca putem discuta acest subiect, topicul sugerat de mine este doar varful ice-berg-ului, dar daca am ajuns pana la acest punct, inseamna ca pot continua cu problema interactiunii teren - structura. Aceasta idee este in general avuta in vedere in cazul structurilor cu subsol sau cu fundatii indirecte, insa cred ca se poate folosi si in cazul structurilor cu fundatii directe. 

Dincolo de problema sintetizarii comportamentului terenului intr-o valoare de elasticitate K si un amortizor c , care sunt tratate destul de generos in materiale precum NEHRP - SSI si alte cateva materiale oficiale sau lucrari de cercetare, sau a cercetarilor de teren despre care am vorbit

am problema implementarii acetor modelari. Este destul de inradacinata ideea modelarii cu reazeme mecanice fixe, iar rezultatele pe care le-am obtinut modeland , de exemplu, folosind in etabs elemente de tip "Link - gap" ma depasesc in privinta interpretarii. In sensul ca lipsa de traditie ma descurajeaza si nu imi pot asuma astfel de solutii de proiectare. 

Tot legat de implementarea acestui tip de modelari este comportamentul foarte diferit al pamantului in functie de tipul de incarcare respectiv : incarcare constanta de lunga durata ( GF) si incarcari dinamice. 

Dvs cum vedeti aceasta problema? 

In proiectarea uzuala abordati astfel de aspecte? 

Pot posta linkuri cu materialele pe care le-am gasit si exemplele pe care am incercat sa le lucrez. 

  

SN2013

Bună ziua,

Puteți să transmiteți atât link-urile cât și cele "experimentate".

Modelarea numerică a proiectelor curente este destul de variată, ține seama de complexitatea temei și de timpul de realizare a acesteia. O parte din aspectele prezentate sunt abordate în proiectarea curentă, dar studii privind interacțiunea teren structură, precum cel prezentat, personal nu am realizat la proiectele avute. Cunosc firme care fac asemenea studii.

Spor și calitate!

cristoff

Buna seara!

Mai intai sa revin cu exemplul concret 

O hala metalica cu 8 cadre transversale la interax de 6m. Cadrul este impartiat in doua deschideri inegale de 4.0m, respectiv 12.0m. Inaltimea la coama 6.80m iar pe contur 5.10m . Cadrul se dezvolta in axa X iar lungimea halei in axa Y. 

 -amplasata in localitatea x, jud Vrancea. 

- Incarcare din zapada 2.5kPa (2.0kPa in calcul) . 

- Presiunea vantului qb=0.6kPa. Presiuni aplicate -vx: 1.25kPa ; +vx: 0.775kPa; vy: 0.23kPa; (pentru cadrele principale)

rezulta incarcarea pe cadre +/-vx: 7.5kN/m cu 4.65 kN/m respectiv vy 3.75kN/m presiune interioara pentru vant pe directia y etc etc 

  - acceleratia seismica 0.4g cu Tc 1.0s . Coef fortei taietoare de baza Sd(T) = 0.7. 

- greutatea din pane 3 kN/m.

 - Elementele structurii : 

- Stalpi: Ax extrem (x=16m)  HEA300 cu inaltimea de 5.1m; Ax median (x=4.0m) HEA320 cu inaltimea de  6.8m; Ax "A" (x=0m) HEA200 cu inaltimea de 5.1m;

- Grinzi: Grinda principala (deschidere 12m) IPE 400 cu inaltime variabila la capete (h.max 700mm); Grinda secundare (deschidere 4m) IPE 200 cu inaltimea variabila la capete (h.max 350mm).

- Longitudinal structura este rigidizata cu tuburi in planul peretilor (orizontale la partea superioara si contrafise in capete) si tije post-intinse in planul acoperisului.  

- Placile de baza au dimensiunile de 640x680mm (HEA300), 650x680mm (HEA 320), respectiv 550x550 (HEA 300). Diametrul tijelor de fixare este D30mm si sunt dispuse cate 3 simetric fata de axul stalpului HEA320 la un interax de 520mm .

 

Datorita faptului ca tot ce-am descris pana acum nu a fost decis sau proiectat de mine personal, ar trebui considerate ca situatie impusa, dar sunt binevenite sugestii. 

Efectele rezultate pentru dimensionarea fundatiilor sunt:

Cazul cel mai nefavorabil rezultat pentru axul extrem (stalp HEA 300)

   -caz 1.05Z+1.5VX+ : M.s=136kNm; N.s = 121kN; Td=82kN; 

Cazul cel mai nefavorabil rezultat pentru axul median (stalp HEA 320)

   -caz 1.5Z+1.05VX- :   M.s=147kNm; N.s = 214kN; Td=55kN;

Astfel , pentru a indeplini conditia de la care am pornit aceasta dicutie, anume ca Aria comprimata a contactului fundatie - teren sa fie egala cu Aria totala a bazei fundatiei ,  cu alte cuvinte diagrama distributiei de presiuni sa fie complet pozitiva (compresiune), este necesara egalitaeta N/A = M/W  ... .

Pentru satisfacerea acestei conditii am ajuns la o un bloc de beton simplu de 4.0x2.0x1.5m si un cuzinet de 1.5x1.0x0.6m, pentru axul stalpilor HEA300.   Adaugand incarcari din placa, umpluturi si cel mai important, greutatea fundatiei, fortele ajung la baza cu valorile urmatoare:

N.e = 454.75 kN respectiv M.e = 341kNm.

S.max 120.7kPa ; S.min=-7.09kPa .  

Restul fundatiilor ies mai mici. 

Varianta fundatiilor izolate a fost alesa datorita costului mai redus. Desi cantitatea de beton este foarte mare , se obtin cantitati mici de cofraj si mai ales armatura. 

cristoff

... continuare

A doua varianta prin care am putut obtine rezultate ceva mai reduse (max -30%) a fost proiectarea unei fundatii izolate excentrice. Prin pozitionarea excentrica a stalpului, forta axiala impune un moment de sens contrar momentului initial. Aceasta abordare este posibila datorita faptului ca dimensionarea in cazul cel mai defavorabil rezulta dintr-o combinatie unica de efecte asimetrica, anume 1.05Z+1.5VX+ . Efectele vantului din VX- sunt mult mai mici. Insa acesta solutie "pica greu" in ochii multora. Rezultatul a fost o fundatie cu dimensiunile 3.4x1.8x1.2m si cuzinet 1.3x0.8x0.8m. Excentricitatea fortei N fata de centrul fundatiei este 0.9m. In acest caz s-a distrubuit momentul rezultat din execntricitatea fortei N,  dupa  raportul dintre rigiditatea terenlui si rigiditatea stalpului. 

A treia varianta studiata a fost folosirea in model a unor resoarte elastice sub stalpi ( Kz+Krot) . Resorturile elastice fiind estimate pe baza modului dinamic de deformare transversala al pamantului G.s si geometria fundatiilor, din care rezulta raze de influenta. 

Aceasta varianta nu s-a aplicat din cauza problemelor pe care le-am subliniat in postul anterior. Lipsa unor cercetari de teren riguroase, lipsa de modele similare, etc .

Voi posta cat de curand si materialele mentionate.

SN2013

Bună ziua,

S-a considerat greutatea proprie a structurii si a panourilor de acoperiș (adica 1,35G+1,05Z+1,5Z)?

Cu cât crește înălțimea fundației, crește și momentul, datorită lui Td. Inicat fundații cu desfășurare în plan și mai puțin înalte. 

Fundația excentrică este utilă doar pentru încărcări unidirecționale, console în zone neseismice.

În această variantă, cel mai frecvent, prinderile la nivelul fundației se fac articulate, grinzile sunt vutate și au rigiditate mare și cu prindere rigidă de stâlp. Dezavantaj la deplasări, în mod curent sunt îndeplinite, drift adm. SLS 1/1000.

O să incerc să fac ceva numeric pe aceste date transmise.

cristoff

Buna ziua

Multumesc pentru raspuns.

Da , greutatea panourilor este inclusa in GF si toata grupa GF este inmultita cu 1.35. 

Momentul dat de actiunea fortei Td in cazul de fata , era depasit de aportul dat de greutatea fundatiei. Mai mult inaltimea mai mare a fundatiei trecea de un strat de pamant sensibil la umezire. 

Sunt perfect de acord cu prinderile articulate, numai ca, dupa cum am spus in cazul de fata nu a tinut de mine. 

SN2013

Acum am înțeles de ce s-a preferat o înălțime mai mare. Abordarea nu este eronată sau greșită, personal o considere corectă. Faptul că normele nu sunt corelate te pot duce la situații aberante, în care nu se proiectează la un maxim (sau minim de rezistență a materialului), ci la toate stările maxime posibile cumulate. Aceasta am observant că este valabil pentru toate specialitățile ingineriei.