Dimensiunile sectiunilor de beton

Dimensiunile sectiunilor de beton

1.1. Inaltimea paharului H_P

Inaltimea paharului H_P se stabileste respectand urmatoarele cerinte:

- asigurarea lungimii de ancoraj (l_ancoraj) a armaturilor longitudinale din stalp: H_P l_ancoraj + 250mm;

H_P se poate reduce daca armatura este intoarsa la baza stalpului;

- l_ancoraj se determina conform STAS 10107/0-90 considerand conditii normale de solicitare;

- conditiile de aderenta sunt stabilite functie de modul de realizare a stalpului prefabricat;

- limitarea efectului fortei taietoare pe lungimea de stalp introdusa in pahar:

unde: M_ST.cap  - momentul capabil al stalpului in sectiunea de la fata paharului;

l_S, b_S - dimensiunile sectiunii transversale a stalpului;

R_t - rezistenta de calcul la intindere a betonului din stalp.

Conditii constructive generale:

H_P 1.2l_s in cazul stalpilor cu sectiune dreptunghiulara cu dimensiunile l_s si b_s, l_s b_s;

H_P 500 mm in cazul stalpilor la constructii etajate;

H_P H_S/11 la fundatiile stalpilor de hale cu poduri rulante si ai estacadelor; H_S este inaltimea libera a stalpului de la fata superioara a fundatiei pana la rigla acoperisului.

1. Grosimea H_f

Grosimea fundului paharului (H_f) rezulta in urma verificarii la strapungere; in calcul se va considera situatia cea mai defavorabila de solicitare la strapungere, din faza de montaj sau exploatare  a constructiei.

In faza de montaj, cu paharul nemonolitizat, verificarea la strapungere este data de conditia (10):

unde: N _ST.montaj este forta axiala maxima in stalp in faza de montaj a structurii prefabricate;

U = 2l_S+2b_S+4H_f este perimetrul sectiunii de forfecare;

R_t rezistenta de calcul la intindere a betonului din fundatia pahar;

N_av = s_avA_av; s_av = 100 N/mm² si A_av = aria de armatura verticala dispusa pe fata interioara a   paharului, ancorata corespunzator pe fiecare parte a planulului de cedare la strapungere;

In faza finala, forta axiala maxima N_ST,max (valoare de calcul) trebuie sa respecterelatiile (11 si12):

unde: N_1cap - este forta axiala transmisa la pahar prin betonul de monolitizare (Fig. 7);

A_S - aria laterala a stalpului pe inaltimea paharului: A_S = (2l_S+2b_S)H_p;

R_t - rezistenta de calcul la intindere a betonului de monolitizare;

m_bt - coeficientul conditiilor de lucru, cu valoarea m_bt = 0,30 in cazul constructiilor fara poduri rulante sau cu poduri rulante cu regim usor de lucru; m_bt = 0 in cazul halelor cu poduri rulante cu regim mediu sau greu de lucru sau al constructiilor solicitate dinamic din incarcarile curente de exploatare.

Fig. 7 Transmiterea fortei axiale din stalpul prefabricat la fundatia pahar

1.3. Verificarea paharului (b_P)

Verificarea peretilor paharului in plan orizontal

Eforturile transmise peretilor paharului de solicitarile din stalp (M si Q) sunt reprezentate in  figura 8. Momentul incovoietor (M₁) transmis paharului prin presiuni pe peretele frontal se determina cu relatia (13):

Rezultanta presiunilor (P) pe peretele frontal este:

Fig. 8 Solicitari in peretii paharului

Momentele incovoietoare rezultate in plan orizontal aplicate partii superioare a peretelui frontal:

Forta de intindere in peretii longitudinali (N_P) rezulta:

Sectiunea de beton si de armatura in peretii paharului trebuie sa repecte urmatoarele:

a)     Peretele frontal se verifica la actiunea momentelor incovoietoare M_r si M_c stabilite cu relatia

(15), respectiv (16). Armatura rezultata se dispune in treimea superioara a peretelui si se prelungeste cu lungimea de ancorare masurata de la jumatatea grosimii peretelui lungitudinal al paharului (fig. 10).

b)Verificarea peretelui frontal la forta taietoare implica limitarea eforturilor principale in peretele paharului, conditie care impune:

c) Peretii longitudinali se verifica la intindere centrica cu forta N_P. Armatura rezultata se dispune simetric pe fetele peretelui, distribuita in treimea superioara a paharului (fig. 10).

d) Verificarea peretilor longitudinali la forta taietoare considera sectiunea activa cu   dimensiunile b_p'a₀ sau b_p'b₀ (fig. 9), in functie de directia actiunii in stalp siforta taietoare de calcul cu valoarea N_P.

Daca:

armatura pentru preluarea fortei taietoare nu este necesara si se dispune pe considerente de armare minima. In situatiile in care conditia 18 nu este respectata se dimensioneaza armatura pentru preluarea fortei taietoare cu relatia (19) sau se dimensioneaza ca etrieri;armatura se distribuie in peretii longitudinali pe directia corespunzatoare dimensiunii mai mici a peretilor longitudinali (fig. 9).

Fig. 9 Directia armaturii pentru preluarea fortei taietoare in peretii longitudinali ai paharului

Daca armatura se dispune pe directie verticala in peretele paharului (a₀ H_P D), aria totala necesara (A_av) intr-un perete rezulta:

Daca: b_o < H_P D armatura se dimensioneaza ca etrieri, conf. STAS 10107/0-90.

e) Verificarea in sectiunea orizontala de la baza paharului considera sectiunea chesonata cu dimensiunile exterioare a₀b₀ si grosimea peretilor b_p'. Sectiunea se verifica la compresiune excentrica cu valori ale eforturile de calcul N si M, determinate astfel:

Forta axiala N = N_1.cap (valoare calculata cu relatia (12)).

Momentul incovoietor :

f) Armatura rezultata din calculul paharului la compresiune excentrica se dispune pe directie verticala, uniform distribuita pe laturile sectiunii.

g) Grosimea minima a peretilor paharului (b_P) este de

- 200 mm in cazul paharelor din beton armat monolit;

- 150 mm la paharele din beton armat prefabricat.

h) Armatura dispusa in peretii paharului trebuie sa respecte si urmatoarele cerinte minimale:

- procentul minim de armatura orizontala este 0.10% pentru armaturi OB37 si 0.075% pentru armaturi PC52;

- procentul minim de armatura verticala este 0.10% pentru armaturi OB37 si 0.075% pentru armaturi PC5

Monolitizarea paharului

Dimensiunile golului paharului se aleg mai mari decat ale sectiunii stalpului pe fiecare directie si sens cu 50 75 mm la baza paharului si cu 85 120 mm la partea superioara a paharului.

Imbinarea dintre stalp si fundatie se realizeaza prin betonarea spatiului din pahar. Betonul de clasa minima C16/20 va avea dimensiunea maxima a agregatelor de 16 mm. Suprafetele stalpului si paharului se curata si se umezesc inainte de montare in pahar si monolitizare.

Daca intr-un pahar se monteaza mai multi stalpi (in dreptul unui rost), distanta intre acestia va fi cel putin 50 mm pentru a se asigura betonarea completa a spatiului dintre stalpi si a paharului.

3. Armarea paharului

Schema de armare recomandata a paharului este data in figura 10a.

Varianta de armare din figura 10b corespunde situatiilor in care nu rezulta armatura pentru preluarea fortei taietoare in peretii longitudinali si din verificarea sectiunii de la baza paharului  (la compresiune excentrica) nu rezulta necesara o armatura verticala.

Armaturile orizontale se ancoreaza sau, dupa caz, se innadesc, ca bare intinse (fig. 10c).

Armaturile verticale se ancoreaza in talpa fundatiei (fig. 10a si b).

Armatura orizontala din pahar trebuie sa respecte urmatoarele conditii:

- diametrul minim f10 mm in treimea superioara a paharului si f8 mm in restul paharului;

- cel putin 2x3 bare orizontale in treimea superioara a paharului;

- distanta maxima intre armaturi este 250 mm.

Barele verticale din pahar au diametrul minim f8 mm si se dispun la cel mult 250 mm distanta.

4. Verificarea talpii fundatiei pahar

Talpa fundatiei pahar se verifica la moment incovoietor si la forta taietoare.

Verificarea la moment incovoietor si forta taietoare se face in sectiunile de la fata paharului si din axul stalpului prefabricat.

Calculul momentelor incovoietoare se face cu relatii de tipul (1) si (2), pe fiecare directie principala a fundatiei. Se recomanda ca inaltimea H_t sa fie stabilita astfel incat armatura calculata in sectiunea din axul stalpului, cu inaltimea H_f, sa fie suficienta pentru preluarea momentului incovoietor din sectiunea de la fata paharului. Se vor respecta si conditiile (fig. 6):

. H_t H_f +100mm

. H_t 0,6 l₁

Procentul minim de armatura in talpa fundatiei este 0.10% pentru armaturi tip OB37 si   0.075% pentru armaturi tip PC5

Diametrul minim al armaturilor este 10 mm.

Distanta maxima intre armaturi este 250 mm.

Armatura se distribuie uniform pe latimea talpii si se prevede la capete cu ciocuri avand lungimea minima de 15f

Verificarea la forta taietoare este semnificativa in sectiunile de la fata paharului.

Daca inaltimea sectiunii (H_t) si lungimile consolelor (l₁, b₁ fig. 6) respecta:

forta taietoare este preluata de beton.

Daca conditiile (22) nu sunt realizate se dimensioneaza armatura transversala din bare inclinate.

Fig. 10 Armarea paharului