Incarcarea din zapada

Incarcarea din zapada

Se va lua in considerare in zonele geografice in care miscarea este un fenomen periodic. Aceasta este importanta in special la structurile usoare.

Caderea zapezii este un fenomen natural si evolutia ei depinde de temperature si vant.

Daca unghiul de inclinare al acoperisului este:

< 50⁰, zapada se depune in strat uniform;

intre 50 - 70⁰, zapada se depune in starat subtire;

> 70⁰, zapada aluneca de pe acoperis.

Sub greutatea proprie zapada se indeasa crescand greutatea specifica. Pentru constructiile evaluate incarcarea din zapada se determina conform noului Cod de proiectare, indicativ CR-1-1-3/2005. Acest cod este o reglementare tehnica privind evaluarea zapezii asupra constructiilor.

Actiunea zapezii se verifica prin sistemele de forte exterioare distribuite, statice, care actioneaza asupra elementelor de constructie expuse.

Intensitatea normata a incarcarii data de zapada, p_zⁿ este functie de greutatea de referinta a stratului de zapada, niste coeficienti prin care se tine seama de conditiile expuse ale constructiilor si c_c este coeficientul care tine seama de aglomerarea cu zapada pe suprafata constructiei expuse.

p_zⁿ = g_z x c_zi x c_c

g_z se determina pe baza de analiza statica a unor siruri de observatii meteorologice la nivelul terenului plat:

g_z = h_z x _z

in care: _z - greutatea specifica a stratului de zapada;

h_z - inaltimea stratului.

Aceste valori sunt aleatoare.

Codul de proiectare da determinarea valorii de incarcare din zapada rezultand coeficientii partiali de siguranta.

Pentru proiectare aceste valori se iau din zonarea data de STAS.

Valoarea caracteristica a incarcarii din zapada este si functie de forma acoperisurilor. La proiectarea acoperisurilor se utilizeaza doua distributii de incarcare:

din zapada neaglomerata;

din zapada aglomerata.

Zapada actaoneaza vertical pe proiectia orizontala a suprafetei acoperisului.

Valoarea caracteristica a incarcarii de zapada pe acoperis (dupa noul cod):

S_k = x c_e x c_t x S_ok

unde: - coeficient de forma;

c_e - coeficient de expunere;

c_t - coeficient termic;

S_ok - valoare caracteristica a incarcarii de zapada pe sol functie de amplasament (zona) din STAS.

Coeficientii de forma sunt dati in Codul de proiectare functie de acoperisul cu o panta, 2 pante, pentru o deschidere sau mai multe, pentru acoperisuri cilindrice, pentru acoperisuri cu denivelari bruste etc.

Zonarea este prezentata intr-o harta de zonare a incarcarilor, in care se specifica incarcarile pentru fiecare municipiu de judet, la sol.

Incarcarcari exceptionale:

Acestea apar rar cu intensitate mare si sunt:

incarcari seismice;

vantul in regiunea de rezonanta;

efectele deplasarii reazemelor datorita schimbarii radicale a structurii terenului;

incarcari cu caracter de soc.

Cutremurele se clasifica din punct de vedere al originii in: tectonice, vulcanice si produse de explozii. Conform teoriei placilor exista placi si subplaci rigide asezate pe o manta. Deplasarea relativa a placilor este impiedicata de fortele de miscare care apar in aceste placi. Miscarile sunt insotite de eliberarea unei cantitati mari de energie in urma carora se produc ruperi sau vibratii care se transmit sub forma de unde.

Cutremurele pot fi:

de suprafata, cand se produc la adancime < 60 km;

subcrustale, cand se produc la o adancime cuprinsa intre 60 - 300 km;

de adancime, cand se produc la adancimi > 300 km.

Pentru acestea se fac inregistrari si se obtin accelerograme care arata acceleratia absoluta a cutremurului.

Magnitudinea E se obtine pe baza masuratorilor si indica longevitatea seismica. Se masoara in grade pe scara Richter.

Exista diferite criterii de apreciere:

scara Richter inregistreaza magnitudinea E;

scara Mercalli, inregistreaza intensitatea, adica actiunea seismica studiata prin efectul actiunii ei si se cuprind 12⁰ de intensitate seismica.

Scara Richter este scara magnitudinilor si evalueaza intensitatea cutremurului dupa energia totala eliberata in focar, cuantificata prin magnitudine. Are 9⁰.

Daca magnitudinea este mai mica de 5⁰, nu se produc distrugeri.

Mai exista o scara combinata care este veche (1964).

In normativul P100 / 2005, precum si in cele vechi, scarile gradelor de intensitate sunt date in zone specifice.

In tara noastra exista diferite zone seismice, iar zonarea se face functie de un coeficient al zonei respective, iar in calcul se ia incarcarea orizontala si verticala dar in special cea orizontala (cea mai mare).

Incarcarile seismice orizontale care actioneaza asupra constructiilor se determina pentru fiecare mod propriu de vibratii. Rezultanta incarcarilor seismice orizontale este parametrul principal prin care se coreleaza capacitatile de rezistenta ale structurii, infrastructurii, fundatiilor si terenului de fundare si prin aceasta se evalueaza capacitatea de rezistenta la forte orizontale a ansamblului structura - teren.

Coeficientul functie de zona seismica de calcul a amplasamentului reprezinta raportul dintre acceleratia maxima a miscarii seismice a terenului corespunzatoare zonei seismice de calcul si acceleratia gravitationala. Valorile acestor coeficienti sunt specificate in Codul de proiectare functie de zona seismica de calcul.

Codul de proiectare, indicativ P100 / 2005

Pentru proiectarea la actiunea seismica, imparte teritoriul in zone de hazard seismic. Nivelul de hazard seismic la fiecare zona se considera constant (pentru simplificare). Hazardul seismic pentru proiectare este descris de valoarea maxima a acceleratiei orizontale a terenului a_g, determinata pentru un interval mediu de recurenta corespunzator starii limita ultime.

Miscarea seismica intr-un punct pe suprafata terenului este descrisa prin spectrul de raspuns dinamic pentru acceleratii absolute.

Actiunea seismica orizontala asupra constructiei este descrisa prin doua componente orizontale, considerate independente intre ele. In proiectare spectrul de raspuns elastic pentru acceleratii absolute se considera acelasi pentru cele doua componente. Spectrele normalizate, de raspuns elastic, pentru acceleratii se obtin din acestea prin impartirea ordonatelor spectrale cu valoarea de varf a acceleratiei terenului . Conditiile locale de teren sunt descrise prin valorile perioadei de colt numita perioada de control T_c. Acestea sunt perioadele spectrului de raspuns pentru zona amplasamentului considerat. Perioadele de colt ale spectrului de raspuns se exprima in secunde. Teritoriul Romaniei este zonat de colt pentru componentele orizontale ale miscarilor seismice.

Craiova are perioada de colt de 1 secunda si acceleratia terenului de proiectare este de 0,16 g.

Formele normalizate ale spectrelor de raspuns elastic pentru componentele orizontale ale acceleratiei terenului, sunt notate cu β_(T) si sunt pentru o fractiune din amortizarea critica ξ = 0,05. Perioada de colt reprezinta granita dintre zona de valori maxime in spectrul de viteze relative si zona de valori maxime in spectrul de deplasari relative.

Spectrele nominalizate de raspuns pentru acceleratii functie de conditiile seismice si de teren din Romania sunt pe baza datelor obtinute de valorile perioadelor de colt intr-un tabel din Codul de proiectare.

Componenta verticala a actiunii seismice este reprezentata prin spectrul de raspuns elastic pentru acceleratii functie de miscarea terenului, functie de fractiunea de amortizare ξ si de perioadele de colt.

In calculul dinamic al structurilor, miscarea seismica este deschisa prin variatia in timp a acceleratiei terenului, adica printr-o accelerograma.

Spectrul de proiectare pentru aceleratii se noteaza S_d(T), este un spectru de raspuns inelastic si este functie de perioada si de un factor notat cu q, care este factorul de comportare al structurii, aceasta avand valori functie de tipul structurii si de capacitatea acesteia de disipare a energiei. Aceasta valoare a lui q poate fi diferita pe directii orizontale diferite de ale structurii.

Aceste spectre de proiectare nu sunt utilizate pentru proiectarea structurilor care utilizeaza izolarea barelor sau sistemelor de disipare a energiei.

Pentru proiectarea la starea limita ultima a constructiilor amplasate in zone seismice, valoarea pentru proiectare se determina din gruparile de incarcari conform STAS-urilor.

Conditiile de amplasare ale constructiilor

Amplasamentele se vor alege de regula in zone in carestructura geologica si alcatuirea straturilor superficiale de teren, permit realizarea protectiei seismice in conditii economice fara masuri costisitoare.

Conceptia de proiectare este bazata pe realizarea unei constructii sigure in raport cu hazardul seismic asociat amplasamentului, care sa indeplineasca in conditii acceptabile de cost, cerintele fundamentale de rezistenta si stabilitate.

Aspectele de baza se refera la:

simplificarea structurii;

geometria structurii si a cladirii in ansamblul ei, cu conditia considerarii modului de distribuire a elementelor structurale, nestructurale si a maselor.

Nivelul de asigurare al constructiilor se diferentiaza functie de clasa de importanta si de expunere la cutremur, din care constructia face parte.

Importanta constructiilor depinde de consecintele prabusirilor asupra vietii oamenilor, de importanta pentru siguranta publica, de protectia civila, in perioada imediat dupa cutremur.

Clasa de importanta si de expunere la cutremur se caracterizeaza printr-un fator de importanta notat cu

Sunt 4 clase de importanta functie de tipul cladirii si de structura. Cladirile de tip curent sunt in clasa 3 si factorul

In calcul se iau prevederile privind evaluarea fortelor seismice si efectele structurale care sunt eforturi si deplasari. In calculele ingineresti se vor considera in functie de modul de actionare a seismului, fotele de inertie generate de miscarea structurii produsa de acceleratiile seismice de la interfata teren-constructie si fortele seismice transmise de sistemele de rezemare si de conectare cu structura suport a componentelor nestructurale, echipamentelor si instalatiilor.

Pentru determinare se utilizeaza modele de calcul. Cladirea se schematizeaza prin sisteme rezistente la actiuni verticale si laterale.

Metoda fortelor seismice statice echivalente se poate aplica la constructiile care pot fi calculate prin considerarea a 2 modele plane pe directii ortogonale si al caror raspuns seismic total nu este influentat semnificativ de nodurile proprii superioare de vibratii. In acest sens se determina forta taietoare de baza, se determina distributia fortelor seismice orizontale si se iau in calcul si efectele de torsiune.