|
DIMENSIONAREA SI ARMAREA GRINZII PRINCIPALE
1. Calculul armaturii longitudinale.
Bara 1 ( camp ).
Latimea activa a placii bp, se stabileste pe baza conditiilor din STAS 10107 / 0 - 90 (vezi anexa A):
;
; ( i )
pentru grinzi facand parte din plansee, rigidizate prin nervuri transversale situate la distante mai mici decat deschiderea acestora:
Dp jumatate din lumina libera a placii intre nervurile transversale: ; ( ii )
; ( iii )
.
In acest caz, dicteaza conditia ( ii ), care conduce la cea mai mica latime activa:
. (vezi figura 1)
Momentul de calcul este: .(vezi figura 5.13)
Acoperirea cu beton de calcul ( distanta de la centrul de greutate al armaturii Aa la marginea intinsa a sectiunii ) se considera: . Se cunosc:
Rc - rezistenta la compresiune a betonului: ; (beton Bc 25)
Ra - rezistenta la intindere a otelului: ; (otel PC 52)
hp - grosimea placii: ;
ho - inaltimea utila: .
Se determina momentul capabil Mp corespunzator situatiei in care inaltimea zonei comprimate x=hp:
.
Deoarece T x<hp
Rezolvarea se efectueaza ca pentru sectiuni dreptunghiulare simplu armate cu latimea bp. Se determina:
;
Se alege:( 7 f 25 )
Modul de dispunere al barelor in sectiune este indicat in figura 2.
Figura 2. Dispunerea armaturii pentru campul marginal al grinzii
principale.
Valoarea efectiva a acoperirii de calcul, "a" , este mai mare decat cea avuta in vedere la dimensionarea armaturii, ca atare calculul efectuat este usor neacoperitor. Totusi, asemenea mici abateri intre ipotezele de calcul si realitate sunt admise in proiectare.
Daca se doreste un calcul absolut riguros, este necesara evaluarea momentului capabil corespunzator alcatuirii efective a grinzii.
Inaltimea zonei comprimate rezulta:
Momentul capabil corespunzator unei bare este aproximativ:
.
Bara 2 ( camp ).
Latimea activa a placii bp rezulta parcurgand urmatoarele etape: ( vezi anexa A )
;
; ( i )
grinda fiind rigidizata transversal prin grinzi secundare situate la distante mai mici decat deschiderea lor:
Dp jumatate din lumina libera a placii intre nervurile transversale: ; ( ii )
; ( iii )
.
Dicteaza deci in acest caz conditia ( i ), care conduce la cea mai mica latime activa:
. (vezi figura 3)
Momentul de calcul este: . (vezi figura 5.15)
Se determina momentul capabil Mp corespunzator situatiei in care inaltimea zonei comprimate x=hp
.
Deoarece T x<hp
Rezolvarea se efectueaza ca pentru sectiuni dreptunghiulare simplu armate cu latimea bp. Se determina:
Se alege:( 6 f 25 )
Armatura efectiva se dispune in sectiune,
ca in figura 4.
Inaltimea zonei comprimate rezulta:
Momentul capabil corespunzator unei singure bare este aproximativ:
1.3.Bara 1 (reazem stanga)
In zonele de reazem, solicitate la moment negativ (care intind fibra superioara a grinzii), sectiunea de calcul este de forma dreptunghiulara. Pentru determinarea armaturii necesare de la partea superioara a grinzii, Aa, este necesar cunoasterea armaturii comprimate de la partea inferioara a grinzii, Aa', care a fost determinata dintr-o etapa de calcul anterioara. Tinand seama de faptul ca o parte din armaturile de la partea inferioara a grinzii se ridica in dreptul reazemelor, pentru reducerea numarului de iteratii se poate admite in mod acoperitor sa nu se tina seama de aportul armaturii din zona comprimata.
Se cunosc:
momentul de calcul: ;(vezi fig. 5.13 si tabelul 5.1)
a distanta de la centrul de greutate al armaturii Aa la marginea comprimata a sectiunii:; (vezi figura 3)
ho - inaltimea utila: ;
Aa' - armatura din zona comprimata: ;(vezi figura 19)
1.4.Bara 1 (reazem dreapta)
Se cunosc:
momentul de calcul : (vezi fig. 5.13 si tabelul 5.1)
si ;
;
; (o parte din armaturile de la partea inferioara a grinzii se ridica in zona reazemului, vezi figura 19);
.
;
;
.
Se alege:( 8 f 25 )
1.5.Bara 2 (reazem stanga).
Se cunosc:
momentul de calcul : . (vezi fig. 5.15 si tabelul 5.1)
si ;
;
; (vezi figura 19)
.
;
;
;
Se alege:.( 8 f 25 )
Dispozitia adoptata preliminar pentru barele longitudinale, pe baza dimensionarii la momentele incovoietoare si a respectarii prevederilor constructive, este aratata in figura de mai jos. Se constata ca pe zonele dintre nervuri, unde forta taietoare variaza relativ putin s-a adoptat o dispozitie uniforma a barelor inclinate.
2 f
25 2 f
25 Figura 19. Dispozitia armaturilor longitudinale
pentru grinda principala.
Calculul la forta taietoare urmareste in acest caz numai dimensionarea etrierilor. Calculul se face pentru jumatate din grinda principala si anume in sectiunile semnificative pentru dimensionare. Sunt identificate urmatoarele tipuri de sectiuni:
Sectiunea de tipul (D) de la reazemul din stanga al grinzii (unde armarea este realizata numai cu etrieri);
Sectiunea de tipul (A) de langa stalpul central;
Sectiunea de tipul (B) careia ii corespunde o fisura inclinata care intersecteaza al doilea plan de armaturi inclinate;
Sectiunea de tipul (C) din zona centrala a grinzii unde forta taietoare este mult mai mica decat in zonele de reazem.
Fisurile inclinate se identifica prin sectiunile "piciorului fisurii" situate la partea inferioara a grinzii
3.1.Bara 1 (reazem stanga).
3.1.1.Sectiunea D (armare cu etrieri).
Se cunosc:
Rt - rezistenta la intindere a betonului:; (beton Bc 25)
Ra - rezistenta de calcul a etrierilor: ; (otel OB 37)
Ra - rezistenta de calcul a armaturii inclinate: ; (otel PC 52)
a acoperirea cu beton de calcul: ; (vezi armarea longitudinala)
ho - inaltimea utila: .
Forta taietoare de calcul este in acest caz:
Ordinea operatiilor este urmatoarea [8]
;
Daca T nu este necesar calculul etrierilor.
Daca T se mareste sectiunea de beton sau clasa betonului astfel ca .
procentul de armare longitudinala:, unde:
Aa - suma ariilor sectiunilor barelor drepte din zona intinsa, intersectate de fisura inclinata din sectiunea de verificare;
(2 f 25) T
procentul de armare transversala necesara corespunzator etrierilor:
se verifica: .
Daca lungimea proiectiei fisurii critice este mai mare decat se ia .
pe calculat anterior este corect .
Daca pe < 0,1 % se ia pe 0,1 %.
se alege etrier f 8 cu aria sectiunii unei ramuri: ;
se propune (numarul de brate verticale ale unui etrier);
distanta intre etrieri ;
Diametrele minime ale etrierilor si distantele maxime intre acestia se aleg pe baza regulilor detaliate in paragraful 4.2.
Astfel:
T
se stabileste: Tf 8 / 100.
3.1.2.Sectiunea C.
Se cunosc:
(vezi armarea longitudinala)
Forta taietoare de calcul este in acest caz:
Se parcurg urmatoarele etape:
T armatura transversala se dispune constructiv
se stabileste Tf 8 / 300
3.2.Bara 1 (reazem dreapta).
3.2.1.Sectiunea A (armare cu etrieri si bare inclinate).
Se cunosc:
(vezi armarea longitudinala)
Valorile fortelor taietoare de calcul se gasesc in diagrama infasuratoare de forte taietoare din figura 5.14. Forta taietoare de calcul este :
In cazul grinzilor obisnuite din cladirile civile si industriale, prin respectarea regulilor constructive curente privind distantele intre punctele de coborare a armaturilor inclinate de la fata reazemelor (vezi figura 11), se poate admite ca fisura inclinata cea mai periculoasa intersecteaza un singur plan de armaturi inclinate (ipoteza acoperitoare), aceasta fisura fiind cea in lungul careia se obtine capacitatea minima betonului si etrierilor (Qeb). Forta taietoare ce urmeaza sa fie preluata de beton si etrieri este:
,
in care Aai reprezinta suma ariilor sectiunii barelor inclinate aflate intr-un plan inclinat cu unghiul a la axa grinzii.
In continuare, calculul etrierilor se face pe schema aratata anterior la sectiunile cu armare transversala formata exclusiv din etrieri.
Ordinea operatiilor este urmatoarea [8, 10]:
Se calculeaza:
Rezulta:
; ;
, unde:
( 8 f 25 ) (barele de marca 4, 5, 6, 8)
.
860 2,30 570
Figura 20. Suma ariilor barelor drepte si inclinate luate in considerare
pentru calculul la forta taietoare din sectiunea A.
procentul de armare transversala necesara corespunzator etrierilor: .
se verifica:
pe calculat anterior este corect.
se aleg etrieri f 8 cu aria sectiunii unei ramuri: ;
se propune (numarul de brate verticale ale unui etrier);
distanta intre etrieri ;
se stabileste: Tf 8 / 200.
3.2.2.Sectiunea B (armare cu etrieri si bare inclinate).
Se cunosc:
; (vezi armarea longitudinala)
;
(vezi figura 5.14)
Se parcurg urmatoarele etape:
Se calculeaza: ;
Rezulta: ;
;
( 6 f 25 ) (barele de marca 5, 6, 8) ;
;
910 860 2,30 570
Figura 21. Suma ariilor barelor drepte si
inclinate luate in considerare pentru calculul la forta taietoare din sectiunea B.
pe calculat anterior este corect .
se aleg etrieri f 8 cu aria sectiunii unei ramuri: ;
se propune (numarul de brate verticale ale unui etrier);
distanta intre etrieri ;
se stabileste: Tf 8 / 200.
3.2.3.Sectiunea C (armare cu etrieri).
Se cunosc:
;
.
.
Se parcurg urmatoarele etape:
;
( 7 f 25 ) T;
;
se verifica: ;
se ia T ;
se ia ;
se aleg etrieri f 8 cu si ;
distanta intre etrieri ;
se alege Tf 8 / 300
3.3.Bara 2 (reazem stanga).
3.3.1.Sectiunea A (armare cu etrieri si bare inclinate).
Se cunosc:
; (vezi armarea longitudinala)
;
Ordinea operatiilor este urmatoarea:
;
;
;
( 8 f 25 ) (barele de marca 3, 4, 6, 8) ;
;
;
pe calculat anterior este corect.
se aleg etrieri f 8 cu aria sectiunii unei ramuri: ;
se propune (numarul de brate verticale ale unui etrier);
distanta intre etrieri ;
se stabileste ae efectiva Tf 8 / 300
850 2,30 640
Figura 22. Suma ariilor barelor drepte si inclinate luate in considerare
pentru calculul la forta taietoare din sectiunea A.
3.3.2.Sectiunea B (armare cu etrieri si bare inclinate).
Se cunosc:
;
;
Ordinea operatiilor este urmatoarea:
;
;
;
( 6 f 25 )(barele de marca 3, 4, 8) ;
;
;
pe calculat anterior este corect.
se aleg etrieri f 8 cu aria sectiunii unei ramuri: ;
se propune (numarul de brate verticale ale unui etrier);
distanta intre etrieri ;
se stabileste ae efectiva Tf 8 / 300
850 970 640 2,30
Figura 23. Suma ariilor barelor drepte si
inclinate luate in considerare pentru calculul la forta taietoare din sectiunea
B.
3.3.3.Sectiunea C (armare numai cu etrieri).
Se cunosc:
; (vezi armarea longitudinala)
.
Se parcurg urmatoarele etape:
;
( 6 f 25 ) T ;
;
se verifica: ;
se ia T ;
se ia ;
se aleg etrieri f 8 cu si ;
distanta intre etrieri ;
se stabileste Tf 8 / 300
640 2,30 850 Figura 24. Suma ariilor barelor drepte luate in
considerare pentru calculul la forta taietoare din sectiunea C.
4. Calculul etrierilor de suspendare.
Deoarece grinzile secundare nu transmit incarcarile aferente la stalpi sau pereti, ci prin intermediul zonei comprimate a grinzilor principale, apare o tendinta de despicare a inimii grinzii principale si de desprindere a partii inferioare a acesteia [10]. Pentru a evita o astfel de cedare este necesara suspendarea incarcarii aduse de grinda secundara de zona superioara a grinzii principale. In prezentul proiect aceasta suspendare s-a realizat prin dispunerea de etrieri suplimentari dimensionati la intindere centrica pentru a prelua reactiunea maxima a grinzii secundare. Zona in care etrierii se considera activi se precizeaza in figura de mai jos.
Figura 25. Lungimea
, pe care se dispun etrierii suplimentari.
In figura 19 s-au identificat 4 zone distincte in care se prevad etrieri de suspendare. Reactiunea maxima se determina din diagrama infasuratoare de forta taietoare a grinzii principale, ca diferenta dintre valorile fortele taietoare de la stanga si dreapta unei nervuri.
4.1.Zona 1.
Se cunosc:
(reactiunea maxima);
(aria unei ramuri pentru etrieri f 8);
(numarul de brate verticale ale unui etrier).
(rezistenta de calcul a etrierilor).
Etrierii se dimensioneaza la intindere centrica: .
T .
Pe zona activa de suspendare se insumeaza etrierii suplimentari cu cei din calculul obisnuit la forta taietoare.
T
Se aleg etrieri f 10 cu aria unei ramuri: . Se reface calculul la forta taietoare din sectiunea de tip D, obtinandu-se etrieri f 10 / 150
Pentru etrierii suplimentari se obtine:
;
T ;
pe lungimea s se dispun etrierif 10 / 100
4.2.Zona 2.
Se cunoaste reactiunea maxima: .
T .
Pe zona activa de suspendare se insumeaza etrierii suplimentari cu cei din calculul obisnuit la forta taietoare.
T
T pe lungimea s se dispun etrierif 8 / 150
4.3.Zona 3.
Se cunoaste reactiunea maxima: .
T .
Pe zona activa de suspendare se insumeaza etrierii suplimentari cu cei din calculul obisnuit la forta taietoare.
T
T pe lungimea s se dispun etrierif 8 / 100
4.3.Zona 4.
Se cunoaste reactiunea maxima: .
T .
Pe zona activa de suspendare se insumeaza etrierii suplimentari cu cei din calculul obisnuit la forta taietoare.
T
T pe lungimea s se dispun etrierif 8 / 125
5. Plan cofraj si armare grinda principala.
Dispozitia armarii longitudinale a grinzii se prezinta in plansa 5, unde se dau si sectiunile caracteristice ale grinzii, constituind un identificator al armaturii.
Barele de acelasi diametru si aceeasi forma se noteaza cu o cifra care, de obicei, se pune intr-un cerc si care poarta numele de "marca" a barei.
In planul de armare prezentat in plansa 6, marcile , constituie armatura longitudinala principala de rezistenta alcatuita din trei categorii de bare:
bare drepte (de marca sau ), care sunt totdeauna in numar de cel putin doua, si anume cele de la colturile inferioare ale sectiunii transversale a grinzii, deoarece indeplinesc si rolul de armaturi de montaj;
bare inclinate la 45 fata de axa elementului (de marca si ) care se ridica in sectiunile in care nu mai sunt necesare pentru preluare a momentului incovoietor pozitiv din campul grinzii;
calareti (denumirea provine din modul de dispunere al acestora: de o parte si de alta a reazemelor intermediare, "incalecand reazemul"), la partea superioara a grinzii (de marca si ) care preiau momentul incovoietor negativ si care au de asemenea si rol de montaj.
Pe langa armaturile principale de rezistenta, in grinda se dispune si o armatura de montaj (marca ) cu rolul de legare a etrierilor in partea lor superioara, in vederea formarii unei carcase cu legaturi de sarma moale. Etrierii care impreuna cu barele inclinate formeaza armatura transversala, au forma de cadre deschise sau inchise si au atat rol de rezistenta cat si de montaj.
Totalitatea armaturilor din grinda formeaza o carcasa spatiala indeformabila ca urmare a solidarizarilor barelor intre ele la intersectii.
Respectarea regulilor privind distantele maxime intre armaturi, a condus la adoptarea unei armari cu bare dispuse pe doua randuri Prin modul de dispunere al armaturilor in sectiuni s-a urmarit sa se realizeze o montare simpla a armaturilor, respectandu-se indicatiile date la § 2.
Asa cum s-a aratat anterior fiecare marca este caracterizata de forma barei, lungimea fiecarui tronson si lungimea totala a barei care constituie lungimea de taiere a armaturii. Lungimile partiale se determina prin relatii geometrice simple, tinand seama de pozitia armaturii (randul pe care se dispune), distanta intre randurile de bare si acoperirea de beton a armaturilor. In cazul barelor longitudinale cotele se refera la distanta interioara (lumina) intre ramurile etrierului.
In figura de mai jos, se exemplifica modul de calcul al lungimii zonei inclinate a unei bare aflate pe randul doi pe reazem si pe randul un in camp.
Figura 25. Modul de calcul a lungimii tronsonului inclinat al unei bare
inclinate.
In planul de armare se vor indica si lungimile partiale si finale ale etrierilor. Cotele care apar in dreptul fiecarui tronson al etrierului dau lungimile partiale ale acestuia, reprezentand lumina intre ramurile etrierului (figura 26).