Constructii in mediul rural

Actiuni specifice constructiilor agricole

Curs 5

Solicitări ce acţionează asupra unei

construcţii zootehnice şi condiţii ce trebuie îndeplinite de către elementele de construcţie

 Acţiunile în construcţii construcţii SR EN 1990-2004, CR 0-2005  provin de regulă din • gre greuta utatea tea pro propri priee a elem element entelo elorr şi suba subansa nsamb mblur lurilo ilorr structurale şi nestructurale, • din con condiţ diţiil iilee de expl exploat oatare are şi din din mediu mediull înconj înconjură urător tor (acţiunea vântului, acţiunea zăpezii, acţiunea variaţiilor de temperatură) sau • ac acţiu ţiuni ni exce excepţi pţiona onale le (acţ (acţiun iunea ea seis seismu mului lui,, impac impact,t, explozii).

Clasificarea acţiunilor După variaţia lor în timp: • Acţiuni permanente (G): • Se aplica in mod continuu, cu o intensitate practic constanta in raport •

cu timpul (sunt constante pe toata durata de exploatare) Acţiuni variabile (Q) :

• intensitatea lor variază sensibil în raport cu timpul sau pot lipsi total pe •

intervale lungi de timp Accidentale (A):

• Intervin foarte rar pe perioada de exploatare a unei construcţii cu intensităţi semnificative ; • Acţiunea seismică, încărcări din inundaţii catastrofale, încărcări cu caracter de şoc datorate exploziilor sau ciocnirii autovehiculelor de elementele de construcţii. După natura răspunsului structural : • Acţiuni statice • Acţiuni dinamice

Acţiuni permanente, G, Gk  Se aplica in mod continuu, cu o intensitate practic constanta in raport cu timpul (sunt constante pe toata durata de exploatare)

Acţiuni directe din greutatea proprie a elementelor structurale, a elementelor fixate  pe construcţii (a elementelor de închidere, a elementelor de izolare, egalizare, finisaj)

Acţiuni indirecte datorate contracţiei betonului, tasărilor diferenţiate şi  precomprimării

Evaluarea greutăţii elementelor de construcţii şi a încărcărilor  permanente cu valori caracteristice se determină astfel :

Gk   V      Gk  -

Încărcarea permanentă cu valoare caracteristică, [kN; kN/m; kN/m2]

V -

volumul de material ce a cţionează - într -un punct (încărcare concentrată) - pe o lungime de 1 metru - pe o suprafaţă de 1 m2

γ – greutatea specific ă [N/m3] a materialului respectiv

Acţiuni variabile, Qk  Variabile – intensitatea lor variază sensibil în raport cu timpul sau pot lipsi total pe intervale lungi de timp

• Încărcări climatice, utile pe planşee, pe acoperişuri, (tehnologice, animale, furaje, materiale depozitate, utilaje,

greutatea pereţilor despărţitori, a utilajelor, a lichidelor din conducte)

Incărcări utile - tehnologice se datorează procesului de exploatare

Adăposturi pentru animale

Încărcare caracteristică [KN/m2]

Pasari

1,5

Ovine

2,0

Animale mici (porcine, vitei)

4,0

A i

l

i ( b li

b

i

)

50

Încărcări variabile - climatice • Încărcări din zăpadă, • Încărcări din vânt, • Încărcări din diferenţe de temperatură

CR 1-1-3-2005, Cod de  proiectare. Evaluarea actiunii zapezii asupra constructiilor 

SR EN 1991-1-3-2005, Eurocode 1: Acţiuni asupra structurilor. 1-3: Acţiuni generale – Încărcări

date de zăpadă

Încărcarea din zăpadă este o încărcare statică ce acţionează vertical pe metru  pătrat de proiecţie orizontală a suprafeţei acoperişului. Valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe acoperiş, se determină astfel :

 sk    i C eC t  s0,k 

 s   i C eC t sk 

 μi - coeficientul de formă pentru încărcarea din zăpadă pe acoperiş ; stabileşte distribuţia încărcării din zăpadă pe acoperişuri de diferite forme. C e

- coeficientul de expunere al amplasamentului construcţiei ; reduce sau creşte

C t 

încărcarea din zăpadă pe acoperiş funcţie de topografia locală a amplasamentului şi de obstacolele de lângă construcţie - coeficientul termic; reduce încărcarea din zăpadă pe acoperiş în funcţie de fluxul termic ce poate cauza topirea zăpezii la nivelul acoperişului. valoarea caracteristică a încărcării din zăpadă pe sol [KN/m2] în amplasament

 s

T/2

T/2

Sasm

Sasc

Sasm

T/2

T/2

L/2

L/2

 Nsm Msm=Nsm e1

L/2

L/2

 Nsc

 Nsm Msm

 NP 082-2004 Cod de proiectare. Bazele  proiectarii si actiuni asupra constructiilor. Actiunea vantului.

SR EN 1991-1-4/2006 1: Acţiuni asupra structurilor. 1-4: Acţiuni generale – Acţiuni ale vântului.

Acţiunea vântului se manifestă prin forţe exterioare distribuite, orientate, în mod preponderent, normal la suprafaţa expusă. Din punct de vedere al efectului asupra construcţiilor, acţiunea vântului se consideră ca sumă a două componente: statică şi fluctuantă.

Acţiunea vântului Acţiunea vântului este evaluată fie de presiunea vântului fie de forţele  produse de vânt pe construcţii şi pe structuri. Presiunile sau forţele acţionează normal pe suprafaţa expusă. Presiunea totală a vântului  pe un element este suma algebrică a  presiunilor (orientate către suprafaţă) şi sucţiunilor  (orientate dinspre suprafaţă) pe cele două feţe ale elementului.

Presiunile sunt considerate cu semnul (+) iar sucţiunile cu semnul (-).

Acţiunea vântului (NP082-04) Presiunea vântului la înălţimea z deasupra terenului, w(z), pe suprafeţele rigide exterioare sau interioare ale structurii se determină cu relaţia :

w z   q ref   c e ( z )  c p unde: qref 

- presiunea de referinţă a vântului

ce(z)

- factorul de expunere la înălţimea z deasupra terenului

cp

- coeficientul aerodinamic de presiune

SR EN 1991-1-4 / 2006 Presiunea vântului, w(z), la  înălţimea z deasupra terenului, pe suprafeţele rigide ext. sau int. ale structurii se determină cu relaţia:

w z   q p ( z e)  c pe

q p ( z )  ce ( z )  qb qb ( z ) 

1 2

unde: qp(ze)

- presiunea dinamică de vârf

cpe

- coeficientul aerodinamic de

ce(z)

- coeficientul de expunere la

pentru înălţimea de referinţă, z e presiune (pentru presiunea exterioară)  înălţimea z deasupra terenului (depinde şi de categoria de teren) qb

ρ =1,25 kg/m3 vb

2 b

   v

( z )

vb  cdir c seasonvb 0

- presiunea vitezei de referinţă - densitatea aerului

- viteza de referinţă a vântului

cdir  =1 - coeficient de direcţie cseason =1- coeficient de anotimp vb,0

- valoarea fundamentală a vitezei

de referinţă a vântului

cp

cp

cp

cp cpE

cpD

h

cpA,B,C

cpD

cpE b

cn3 l

1: Acţiuni asupra structurilor  1-5: Acţiuni generale – Acţiuni termice SR EN 1991-1-5 / 2007, 2008  Diferenţele de temperatură conduc la apariţia efectelor de alungire sau scurtare a elementelor structurale.

Δl = α*L*ΔT

Deformatiile liniare datorate eforturilor de compresiune sau de întindere, (Δl) se obţin cu relaţia: unde: - coeficientul de dilatare termică L - lungimea elementului structural; ΔT - diferenţa de temperatura caracteristică.

Δ

Δ

F

F

L



 Mm

→F

Coeficienţi de dilatare liniară Material

αT (x10-6/°C)

Aluminiu, aliaj de aluminiu

24

Oţel inoxidabil Oţel laminat, oţel forjat sau fontă Beton cu agregate uşoare

16

Beton

10

Zidărie de cărămidă Lemn, în lungul fibrei Lemn, perpendicular pe fibră

6 … 10

12 7

5

30 … 70

Acţiunea seismică se stabileşte conform normativului P-100/2006 şi depinde de:

- Amplasarea geografică şi geologică a clădirii; - Clasa de importanţă a clădirii în funcţie de destinaţie; - Natura sistemului structural; - Caracteristicile dinamice ale clădirii şi ale zonei; - Greutatea clădirii şi modul de distribuţie a masei pe structură.

Bazele proiectării structurilor  • Situaţii de proiectare • Permanente • Tranzitorii • Accidentale

• Stări limită • Stări limită ultime, SLU • Securitatea oamenilor  • Securitatea structurii • Stări limită de exploatare, SLEN • Funcţionarea structurii sau a elementelor structurale în condiţii normale de exploatare • Confortul oamenilor  • Aspectul lucrărilor de construcţii

Proiectarea la stări limită • Porneşte de la modele utilizate pentru structură şi încărcări  pentru stări limită relevante • Trebuie să se verifice ca nici o stare limită să nu fie depăşită • Metoda coeficienţilor parţiali • SLU • EQU – pierderea echilibrului static a structurii sau a unei părţi a acesteia considerată ca un corp rigid • STR – cedarea internă sau deformarea excesivă a structurii sau elementelor structurale, fundaţii, piloţi, pereţi de subsol, unde rezistenţele materialelor de construcţie a structurii sunt decisive • GEO – cedarea sau deformarea excesivă a solului unde rezistenţa  pământului sau rocii sunt semnificative în asigurarea rezistenţei • FAT – cedarea la oboseală a structurii sau elementelor structurale

Stări limită ultime Verificarea structurilor se face la următoarele stări limită ultime: Verificarea la starea limită de cedare structurală a unei secţiuni sau a unui element se face cu relaţia:

 E d   Rd 

 E d   Rd 

- este valoarea de calcul a efectelor acţiunilor în secţiune pentru

starea limită ultimă considerată; - este valoarea de calcul a rezistenţei secţionale de aceeşi natură cu efectul acţiunii în secţiune;

Verificarea la starea limită de echilibru static a structurii se face cu relaţia:

 E d  dst   E d  stb ,

,

 E d , dst  - este valoarea de calcul a efectelor acţiunilor ce conduc la pierderea  E d   stb

echilibrului static; - este valoarea de calcul a efectelor acţiunilor ce se opun pierderii

Bazele proiectării structurilor

Gruparea efectelor structurale ale acţiunilor pentru verificarea structurilor la SLU

şi terenul de fundare vor fi proiectate la stări limită ultime, astfel încât efectele acţiunilor  de calcul in secţiune, luate conform următoarelor combinaţii favorizate să fie mai mici decât rezistenţele de calcul în secţiune. Structura, infrastructura

Gruparea încărcărilor  n

m

1,35 Gk , j  1,5Qk ,1  1,5 0,i Qk ,i  j 1

i 1

Gruparea

fundamentală

În relaţia de mai sus simbolul “+” înseamnă “în combinaţie cu” sau ”efectul combinat al”.

Gk , j

- efectul pe structură al acţiunii permanente i, luată

Qk ,1

- efectul pe structură al acţiunii variabile, ce are ponderea predominantă între

Qk ,i

- efectul pe structură al acţiunii variabile i, luată cu valoarea sa caracteristică;

 0,i

- factor de simultaneitate al efectelor pe structură al acţiunilor variabile i

cu valoarea sa caracteristică;

acţiunile variabile, luată cu valoarea sa caracteristică;

(i=1,2,3,...) luate cu valorile lor caracteristice, având valoarea:

 0,1

 0,7

cu excepţia încărcărilor din depozite şi a acţiunilor provenind din împingerea  pământului, a materialelor pulverulente şi a fluidelor /apei unde:    1 0

Gruparea încărcărilor  n

m

 Gkj   I AEk   2,i Qk ,i  j 1

Gruparea specială

i 1

 A Ek 

-

valoarea caracteristică a acţiunii seismice ce corespunde intervalului mediu de recurenţă, IMR adoptat de cod (IMR =100 ani în P100-2006)

 2,i

-

coeficient pentru determinarea valorii cvasipermanente a acţiunii variabile

   I 

-

coeficient de importanţă a construcţiei în funcţie de clasa de importanţă a construcţiei

Transferul încărcărilor la structură Zăpadă, vânt  Acoperiş +

 încărcări permanente

 Încărcări utile planşeu +  încărcări permanente

grinzi + încărcări permanente

 Încărcări din vânt

stâlpi + încărcări permanente

fundatii

pereţi

Criterii in proiectarea constructiilor agricole Destinatia constructiei va coincide cu cea din proiectare? Cladirea va putea fi

eficacitate extindere

adaptabilitate

adaptată uşor

Cladirea va fi capabila sa acopere mai multe necesitati ?

pentru o

producţie mai mare?

Constructia va fi realizata la preturi rezonabile?

eficienţă

durabilitate economie

Investiţiile şi costurile de funcţionare

Va rezista cladirea la intemperii pe intreaga durata de viata?

Proiectarea şi verificarea structurii

Alegerea elementelor str ucturale şi a materialelor  Verificarea şi asigurarea rezistentei, rigidităţii şi stabilităţii elementelor structurale.

Durata de viata a constructiilor agricole (HG no.964, 23 Dec., 1998) Durata de viata - ani Cladire agrozootehnica

30

Cladiri agrozootehnice provizorii

10

(Baraci, magazii, soproane, cabane) Silozuri, depozite pentru cereale

30-35

Sere (otel sau aluminiu).

30

Sere temporare

5

Durata de viaţă a structurii/construcţiei pentru  proiectare