ACTIUNI IN CONSTRUCTII

Definitiile actiunilor si incarcarilor.

Tipuri de actiuni.

Clasificarea actiunilor.

Gruparea actiunilor.

Actiuni permanente.

Actiuni din exploatare.

Actiunea vantului.

Actiunea zapezii.

Actiunea seismica

1 Definitiile actiunilor si incarcarilor

1.1. Definitia actiunilor.

Sistemul cladire, situat in amplasamentul ales, se afla, pe intreaga sa durata de existenta si exploatare, supus unei mari diversitati de actiuni provenite din mediul exterior si/sau interior, precum si din componentele, elementele si subsistemele sale, respectiv din sistemul insusi.

Prin actiuni se intelege orice cauza capabila sa genereze stari de solicitare mecanica, eforturi sau deformatii, intr-o constructie.

Actiunile pot proveni din cauze diferite cum sunt: greutatile proprii ale elementelor de constructie, procesul de exploatare si destinatia functionala a sistemului cladire, diversi factori naturali de tip climatic sau seismic sau cauze cu caracter exceptional ca exploziile, schimbarea radicala a configuratiei terenului, ruperea unor elemente de constructie etc.

Actiunile se pot manifesta sub diferite forme: ca sisteme de forte date, deplasari sau deformatii impuse, interactiuni intre sistemul cladire si mediul inconjurator. Actiunile pot avea regim static sau dinamic si pot avea diferite distributii in spatiu.

1.2. Definitia incarcarilor.

In vederea folosirii in calcul, actiunile se schematizeaza in incarcari.

Astfel, prin incarcare se intelege reprezentarea pe baza unor conventii stabilite anterior a unei actiuni utilizata in calculul structurilor.

In cadrul incarcarilor apar: forte sau sisteme de forte, deplasari sau deformatii sau sisteme de deplasari sau deformatii etc., pentru care se precizeaza caracteristici de natura: punctelor de aplicatie, orientarilor, amplitudinilor, frecventelor etc. Incarcarile sunt reprezentate grafic prin scheme de incarcare (STAS 10100/0-75).

2 Tipuri de actiuni

2.1. Tipuri de actiuni.

Precizarea principalelor tipuri de actiuni este foarte importanta pentru calculul si verificarea sigurantei constructiilor, deoarece, pe baza acestora, se vor stabili conformarea, alcatuirea sau costul sistemului cladire.

Un rol important in procesul de precizare a actiunilor il au subsistemele de instalatii si echipamente care, din punct de vedere al structurii de rezistenta, constituie actiuni pentru aceasta. In acest sens, actiunile exercitate de instalatii si echipamente constituie date importante de tema in vederea calculului si verificarii sigurantei constructiilor, precum si a alcatuirii acestora.

Schema principalelor tipuri de actiuni este data in fig. 2.1. Dar actiunile pot avea diferite caracteristici care depind de: evolutia in timp, distributia in spatiu sau modul de manifestare. Aceste caracteristici principale ale actiunilor sunt sistematizate in fig. 2.2.

2.2. Actiunile naturale.

Actiunile naturale sunt independente de activitatea omului, fiind produse de natura la nivel geografic, atmosferic si geoseismic. Actiunile climatice din vant, zapada, variatii de temperatura vara-iarna, zi-noapte, insorire diferita pe diferite fatade sau actiunile provenite din activitatea pamantului, seismica, vulcanica sau alunecari de teren, sunt actiuni naturale.

2. Actiunile artificiale.

Actiunile artificiale sunt produse de activitatea umana fie direct, in exploatare, fie indirect, prin mijlocirea proceselor tehnologice luate in sens general sau transportului, exploziilor etc. Actiunile produse de instalatii si echipamente se incadreaza in aceasta categorie. De asemenea, toate tipurile de actiuni care urmeaza in continuare pot fi produse de instalatii si echipamente, in functie de tipul acestora, destinatie, pozitie, distributie spatiala a volumelor, prinderilor etc.

Actiunile deterministe au o variatie complet definita in timp, spre deosebire de actiunile aleatoare;

Actiunile aleatoare au o variatie incomplet definita in timp si de aceea aceste actiuni se definesc pe baze statistice;

2.6.Actiunile directe se aplica fara mijlocirea altor medii, direct, subsistemelor si elementelor portante ale structurii de rezistenta si sunt forte sau sisteme de forte care se manifesta nemijlocit, direct, spre exemplu greutatea proprie a elementelor structurale;

Actiunile indirecte se transmit unor subsisteme sau elemente structurale sau prin mijlocirea unor medii care permit propagarea, cum este aerul, pamantul etc. Astfel de actiuni pot fi seismele, traficul rutier , pe calea ferata sau prin aer, surse de vibratii, incendii si altele. Tot actiuni indirecte sunt deplasarile si/sau deformatiile locale sau configuratiile de deplasari si/sau deformatii din cedari de reazeme, alunecari de pamant, contractii, variatii de temperatura.

Actiunile fixe nu isi modifica pozitia pe intreaga durata de existenta a constructiei. Astfel sunt instalatiile si echipamentele cu pozitii definitive care sunt conectate prin prinderi imobile de elementele structurii de rezistenta. In opozitie cu acestea exista:

2.9. Actiunile mobile care isi schimba pozitia si deci aplicarea acestora nu este fixa. Spre exemplu actiuni mobile sunt produse de podurile rulante cu diferite regimuri de functionare, benzile rulante, transportoare si altele.

Fig. 2.1. Tipuri de actiuni

Fig. 2.2. Caracteristici principale ale actiunilor

2.10. Actiunile concentrate se aplica pe elementele portante de constructii in zone (suprafete) foarte mici, care astfel pot fi considerate punctuale, admitand astfel o abstractizare a realitatii fizice.

2.11. Actiunile distribuite insa se aplica elementelor portante pe suprafete care, datorita dimensiunilor pe care le au, nu mai pot fi neglijate.

Actiunile mai pot fi statice sau dinamice, dupa modul in care variaza intensitatea acestora.

2.12. Actiunile statice sunt considerate orice cauze exterioare subsistemelor si elementelor portante ale caror intensitati cresc constant de la valoarea zero la valoarea finala. In cazul actiunilor statice este exclusa aparitia fortelor de inertie.

2.1 Actiunile dinamice sunt cauze exterioare cu intensitati care variaza repede si foarte repede in timp, determinand aparitia fortelor (efectelor) de inertie.

Precizarea actiunilor.

Cunoasterea acestor tipuri principale de actiuni este esentiala in stabilirea caracteristicilor necesare alcatuirii temei de cercetare-proiectare pentru rezistenta.

Stabilirea actiunilor inseamna precizarea originii acestora, a modului de manifestare, a evolutiei in timp, a distributiei spatiale, a caracteristicilor conditiilor reale si locale de aplicare.

Aceste informatii conduc la precizarea caracteristicilor de calcul ale incarcarilor: statice sau dinamice, concentrate sau distribuite, directe sau indirecte, intensitate, directie, sens etc.

3 Clasificarea actiunilor

1. Scopul si criteriul clasificarii actiunilor.

Scopul principal al clasificarii actiunilor este alcatuirea unor grupari rationale pentru calculul structurilor.

Criteriul dupa care se face aceasta clasificare este frecventa cu care actiunile sunt intalnite in realitate la diferite intensitati (STAS 10101/0-75).

2. Clasificarea si gruparea actiunilor si incarcarilor.

Actiunile in baza criteriului frecventei sunt:

a.    actiuni permanente (AP);

b.    actiuni temporare (AT);

c. actiuni exceptionale (AE).

a. Actiunile permanente (AP) se aplica in mod continuu, cu o intensitate practic constanta in raport cu timpul. Din aceasta categorie fac parte: greutatea proprie a elementelor si subsistemelor de constructii, fundatii, pereti, stalpi, grinzi, placi, elemente de finisaj, greutatea pamanturilor si umpluturilor precum si impingerea acestora, efectul precomprimarii.

b. Actiunile temporare (AT) variaza sensibil in raport cu timpul sau pot sa lipseasca total in anumite intervale de timp. Ca exemple se pot da urmatoarele actiuni: greutatea peretilor despartitori sau de compartimentare purtati de elementele portante, greutatea instalatiilor, echipamentelor si utilajelor specifice exploatarii constructiei in cauza, actiunile dinamice datorate utilajelor, greutatea oamenilor si mobilierului, actiuni datorita mijloacelor de ridicare si transport , actiuni datorita punerii in functiune a utilajelor, regimului tranzitoriu, actiuni aparute in timpul transportului si montajului elementelor de constructii, actiuni climatice din vant, zapada, chiciura, gheata, valuri, presiunea apei, variatii de temperatura, diferite tipuri de socuri cu intensitati moderate si altele.

c. Actiunile exceptionale (AE) apar foarte rar sau niciodata in viata constructiei la intensitati semnificative. Exemple de astfel de actiuni se pot da urmatoarele: actiunea seismica, explozii, defectarea utilajelor in timpul procesului tehnologic, ruperea elementelor de constructie, inundatii catastrofale si altele.

Aceasta clasificare a actiunilor poate fi completata si detaliata in prescriptii tehnice speciale, satisfacand cerinte necesare si obiective de calcul. Astfel, actiunile temporare pot fi subclasificate in continuare dupa criteriul duratei, vitezei, frecventei.

4. Gruparea actiunilor

4.1. Definitia incarcarilor

In mod practic, incarcarile folosite in calculul de rezistenta pentru dimensionarea si verificarea elementelor si subsistemelor de constructii sunt cele descrise mai sus, mai avand si urmatoarele semnificatii concrete:

Incarcarea permanenta (P) provine dintr-o actiune care se exercita asupra constructiei pe toata durata de viata a acesteia, datorata greutatii proprii, impingerii pamanturilor si altele. Exemple: grinzi, elemente structurale, stalpi, plansee etc.

Incarcarea temporara (T) este determinata de o actiune ce se aplica intermitent sau are o intensitate variabila in raport cu timpul. Exista doua categorii:

Incarcarea cvasipermanenta (C), determinata de actiuni care pot exista pe o perioada lunga de timp cu intensitati foarte putin variabile sau se aplica foarte frecvent;

Incarcarea variabila (V), provenind dintr-o actiune care are o distributie neuniforma in timp, avand intensitati diferite; poate sa nu existe perioade lungi de timp. Exemple: incarcari provenite din actiuni datorate procesului de exploatare (oameni, mobilier), din diferite tipuri de actiuni tehnologice, incarcari climatice: vant, zapada, presiunea hidrostatica sau hidrodinamica a apei si altele.

Incarcarea exceptionala (E) poate aparea sau nu in viata unei constructii. Exemple: incarcari provenite din actiuni seismice, explozii, ciocnirea autovehiculelor cu elemente de constructii etc.

4.2. Gruparea incarcarilor.

In vederea gruparii practice a incarcarilor sunt necesare cateva precizari. Astfel, deoarece exista fluctuatii ale incarcarilor in functie de natura lor, normativele prevad cate o incarcare de referinta pentru diferite tipuri de actiuni, denumita incarcare normata. Fata de aceasta, variabilitatea actiunii in sens nefavorabil se preia in calcul prin coeficientii incarcarilor (), stabiliti pentru fiecare actiune si pentru diferite stari limita.

Prescriptiile in vigoare (STAS 10101/0-75 si STAS 10101/0A-77) evalueaza incarcarile normate prin aprecieri ingineresti si sunt date pe valori deterministe. Exemple: pentru actiunea permanenta , iar pentru actiunea temporara cvasipermanenta .

Pentru a asigura in mod acoperitor simultaneitatea la intensitati plauzibile tehnic se folosesc coeficientii de grupare a incarcarilor () si coeficientii de simultaneitate () a vantului si a unei singure incarcari exceptionale. Coeficientii (n) permit trecerea de la valori normate la valori de calcul.

Se atinge starea limita pentru un element (subsistem) atunci cand modificarea unei anumite caracteristici scoate din lucru elementul (subsistemul), daca se sporesc actiunile sau se diminueaza performantele elementului. Exista doua tipuri de stari limita:

a. stari limita ultime, reprezinta atingerea unei caracteristici astfel incat este atinsa capacitatea portanta a elementului (de exemplu ruperea in sectiuni critice); fig. 4.1.

b. stari limita la exploatarea normala, reprezinta atingerea acelei limite peste care functionalitatea in exploatare este improprie (exemplu: fisurare), fig. 4.2.

In raport cu starile limita se fac gruparile de incarcari.

Gruparile de incarcari pot fi:

Grupari fundamentale: se considera in calculul incarcarilor din:

actiuni permanente;

actiuni temporare (cvasipermanente si variabile) a caror prezenta este practic posibila simultan.

Grupari speciale: se considera in calcul incarcarile din:

actiuni permanente;

actiuni temporare a caror actiune prezenta in timpul aparitiei unei singure actiuni exceptionale este posibila cu o intensitate redusa.

= actiuni variabile care nu produc efect la oboseala;

= actiuni variabile care produc efect la oboseala.

Fig. 4.1. Stari limita ultime. Gruparea actiunilor.

pentru o singura incarcare variabila;

pentru doua sau trei incarcari variabile;

pentru patru sau mai multe incarcari variabile.

Fig. 4.2. Stari limita de exploatare normala. Gruparea fundamentala.

5 Actiuni permanente

5.1. Definitia actiunilor permanente .

Standardul care reglementeaza actiunile permanente este STAS 10101/1-75 'Actiuni in constructii. Greutati tehnice si actiuni permanente'.

Incarcarile permanente sunt incarcari gravitationale (actionand vertical). Ele sunt date de produsul dintre volumul elementelor pe componente si greutatile specifice ale fiecarei componente. Se obtine incarcarea (P) pe unitatea de lungime (grinzi) sau pe unitatea de suprafata (placi).

Pentru elemente de suprafata avand grosimea cu mai multe componente, incarcarea permanenta va fi:

unde: = incarcarea permanenta, [daN/m²];

= valori normate, [daN/m³];

= dimensiunea stratului considerat, [m].

Incarcarile permanente (P) sunt uniform distribuite si eventualele variatii sunt provenite din conditiile de executie fata de cele prevazute in proiect. Evaluarea incarcarilor permanente este afectata de incertitudini in ceea ce priveste caracterul geometric (stabilit prin proiect) si greutatile specifice ale materialelor.

In practica actuala din Romania incarcarile permanente se considera ca fiind de natura nealeatoare si se exprima prin valori deterministe, anume valori normate, corespunzatoare valorilor medii.

Efectele defavorabile ale abaterilor de la valorile medii sunt acoperite prin coeficientul incarcarilor permanente.

5.2. Exemple.

Evaluarea incarcarilor permanente in cazul unui planseu.

In fig. 5.1. este reprezentat modul practic de calcul al valorii de calcul.

Evaluarea incarcarilor permanente pentru un cadru cu doua nivele in care incarcarile permanente de calcul sunt luate pentru toate nivelele si pentru toate deschiderile (traveele), fig. 5.2.

Fig. 5.1. Evaluarea incarcarilor permanente in cazul unei placi din b.a.m.

Fig. 5.2. Evaluarea incarcarilor permanente in cazul unui cadru din b.a.m.

6. Actiuni din exploatare

6.1. Definitia actiunilor din procesul de exploatare.

Standardele care reglementeaza actiunile datorate procesului de exploatare sunt:

STAS 10101/2-75 - 'Actiuni in constructii. Incarcari datorate procesului de exploatare ';

STAS 10101/2A1-75 - 'Actiuni in constructii. Actiuni datorate procesului de exploatare pentru constructii civile si industriale'.

Incarcarile utile generate in procesele de exploatare provin din:

greutatea oamenilor;

greutatea mobilelor;

materiale depozitate;

pereti despartitori;

actiunea podurilor rulante;

actiuni tehnologice (vibratii).

In tema de proiectare alcatuita de specialitatea instalatii sunt cuprinse in mod obligatoriu date tehnologice referitoare la instalatii si echipamente.

Concret, incarcarile sunt repartizate uniform pe suprafata planseelor (elementelor). Prescriptiile prevad insa o exprimare simplificata-echivalenta, uniform repartizata. Valorile normate folosite sunt acoperitoare. La evaluarea incarcarilor utile trebuie sa se ia in consideratie destinatia constructiei si conditiile de exploatare.

Precizari referitoare la modul de evaluare al actiunilor din procesul de exploatare.

Trebuie sa se tina seama de:

modul de manifestare a incarcarilor datorate procesului de exploatare ca sisteme de forte sau deformatii;

evolutia in timp a incarcarilor, deci de caracterul lor static sau dinamic;

distributia in spatiu a incarcarilor;

aspecte particulare legate de conditiile de lucru si structurile calculate.

Incarcarile utile prevazute in STAS 10101/2A1-78 pentru o serie intreaga de incarcari nu tin seama de urmatoarele aspecte:

greutatea obiectelor grele situate in incaperi (sobe, case de bani, aparate speciale medicale);

incarcari date de utilaje speciale ale cladirilor (cazane, ascensoare etc.);

pereti despartitori.

Pentru o anumita destinatie a constructiei, incarcarile utile sunt diferentiate pe incaperi de locuit si spatiu de acces (coridoare, vestibuluri, scari, podeste). In tabelul de mai jos sunt date valori pentru incarcarile normate sistematizate dupa criteriul destinatiei cladirii sau incaperii, pentru incaperi de locuit sau spatii de acces.

Observatii:

O modelare mai corecta a incarcarilor utile date de exploatare se obtine prin reprezentarea lor ca procese aleatoare:

procese Poisson in unde dreptunghiulare;

procese Poisson filtrate.

In acest caz, incarcarea utila se poate separa, simplificand, in doua componente:

o componenta temporara de lunga durata care corespunde destinatiei constructiei in conditii normale de exploatare;

o componenta extraordinara care corespunde unui eveniment neobisnuit de incarcare de varf.

*Conform incarcarii maxime in conditii date de exploatare dar nu mai putin decat valoarea scrisa in tabel.

Fig. 6.1. Incarcari din exploatare.

7. Actiunea vantului

7.1. Mod de producere al actiunii vantului.

Vantul reprezinta miscarea maselor de aer in raport cu suprafata pamantului si este un fenomen variabil in spatiu si timp. Vantul este produs de incalzirea neuniforma de catre Soare a atmosferei terestre. Miscarea este initiata de diferentele de presiune in punctele cu aceeasi altitudine.

7.2. Caracteristicile actiunii vantului.

Datorita masei si vitezei sale, aerul in miscare poseda energie cinetica. La impactul cu diverse obiecte existente la suprafata solului energia cinetica se transforma in energie potentiala de presiune.

La o anumita inaltime de sol, unde aerul nu intalneste nici un obstacol, miscarea se face in straturi paralele, sub actiunea gradientului de presiune.

Suprafata pamantului, rugoasa, exercita asupra maselor de aer in miscare forte de franare. Efectul acestor forte descreste cu inaltimea si devine neglijabil la o anumita inaltime (inaltime de gradient). Peste aceasta inaltime, deplasarea maselor de aer se face cu o viteza constanta.

Zona de la suprafata pamantului pana la inaltimea de gradient () se numeste strat limita atmosferic. Inaltimea acestui strat depinde de intensitatea vantului si rugozitatea terenului. In acest strat, miscarea maselor de aer este turbulenta.

7. Presiunea dinamica de baza (g_v).

Presiunea dinamica de baza notata cu se calculeaza cu relatia:

[kN/m²]

Notatiile sunt:

= presiunea dinamica de baza;

r = densitatea aerului in tone pe metru cub;

= viteza mediata pe doua minute, cu perioada de revenire de 10 ani, in metri pe secunda.

7.4. Fortele aplicate constructiilor

Pentru determinarea intensitatii fortelor date de vant aplicate constructiilor se va tine seama de componentele fortelor generate de miscarea aerului.

Componenta normala.

Intensitatea normata a componentei normale este actiunea uniform distribuita pe unitatea de suprafata inclinata, actionand perpendicular pe aceasta, fig. 7.1.

unde:

= componenta normala [kN/m²], [daN/cm²];

b = coeficient de rafala; pentru constructii curente b = 1, exceptie facand pilonii, cosurile de fum, stalpii liniilor electrice si constructiile cu H > 40 m;

= coeficientul aerodinamic pe suprafata i, fig. 7.3;

= coeficient de variatie a presiunii dinamice de baza in raport cu inaltimea z deasupra terenului liber;

= presiunea dinamica de baza stabilizata la inaltimea H=10m deasupra terenului [kN/m²], [daN/cm²].

Componenta tangentiala

Intensitatea normata a componentei tangentiale pe suprafata expusa este o incarcare in planul acoperisului, fig. 7.2. Relatia de calcul este:

unde:

= componenta tangentiala [kN/m²], [daN/cm²];

= coeficientul componentei tangentiale a actiunii vantului;

= coeficient de variatie a presiunii dinamice de baza in raport cu inaltimea medie deasupra terenului a suprafetei considerate.

Observatie.

a. Coeficientii aferenti relatiilor de calcul sunt prezentati in fig. 7.

b. Tema de proiectare alcatuita de specialitatea Instalatii, Tehnologie etc. va preciza obligatoriu:

date de gabarit;

conditii specifice in cazul unor instalatii exterioare aflate la inaltime si deci supuse actiunii vantului.

Fig. 7.1. Fortele aplicate constructiilor.

Componenta normala conform STAS 10101/20 - 90

Fig. 7.2. Fortele aplicate constructiilor.

Componenta tangentiala conform STAS 10101/20 - 90

Fig. 7. Coeficienti

8. Actiunea zapezii

Incarcarea la sol si greutatea de referinta (g_z) a stratului de baza.

Actiunea zapezii se manifesta prin forte statice exterioare, actionand pe verticala asupra elementelor de constructii. Modul de dispunere al zapezii este ilustrat in fig. 8.1.

Procedeul pentru determinarea incarcarilor din zapada are doua etape:

a. Incarcarea la sol si greutatea de referinta () a stratului de baza;

b. Evaluarea incarcarilor din zapada pe acoperis.

Prima etapa consta in evaluarea incarcarilor la sol in straturi de grosime constanta. Greutatea de referinta () este:

= greutatea specifica a zapezii (2500 daN/cm²);

= inaltimea stratului la sol [m].

Conform STAS 10101/21-90, teritoriul Romaniei este impartit in:

patru zone geografice (A, B, C, D) pana la 600 m altitudine fig. 8.1.;

o zona geografica (E) peste 600 m altitudine fig. 8.2.

8.2. Evaluarea incarcarilor din zapada pe acoperis

Aceasta etapa consta in trecerea de la incarcarea la sol la cea de pe acoperis, prin intermediul unui coeficient de spulberare aglomerata.

Intensitatea normala a incarcarilor din zapada intr-un punct oarecare al acoperisului este:

unde:

= coeficient de aglomerare prin care se tine seama de aglomerarea cu zapada pe suprafata constructiei expusa zapezii;

= coeficient prin care se tine seama de conditiile de expunere a constructiei;

= greutatea de referinta a stratului de zapada, [kN/m²]

8. Alegerea coeficientului de aglomerare (c_zi).

Coeficientul de aglomerare sau spulberare depinde de:

forma cladirii;

forma acoperisului;

viteza vantului;

unghiul de atac fata de cladire;

microrelieful natural inconjurator si cel artificial.

Aceasta din urma se refera la pozitia relativa a cladirilor si forma lor, regimul de inaltime etc.

Factorii de aglomerare sunt determinati in prescriptii in functie de forma acoperisului pentru diferite variante de aglomerare a zapezii.

Fig. 8.1. Greutatea de referinta la sol conform STAS 10101/21 - 92

Fig. 8.2. Greutatea de referinta la sol si coeficientul ,

conform STAS 10101/21 - 92

Fig. 8. Forme de variatie a coeficientului

conform STAS 10101/21 - 92

9. Actiunea seismica

9.1. Caracteristici ale actiunii seismice.

Reprezentarea schematica a structurii interne a Pamantului este ilustrata in fig. 9.1. In capitolul Pamantul de fundare din monografia Constructii si mediu Editura MATRIX ROM, Bucuresti, 2004, sunt detaliate mai multe aspecte referitoare la structura pamantului.

Seismul este un fenomen de natura geologica, cu efecte distructive, avand o natura aleatoare din punct de vedere al cauzelor si al modului de manifestare.

Din punct de vedere al naturii lor, seismele pot fi:

vulcanice;

tectonice (modificari ale scoartei terestre).

9.2. Mecanismul de producere al actiunii seismice

Litosfera este formata din placi si subplaci care se reazema pe manta, fig. 9.2. Mantaua se afla in stare de presiune, iar aceste placi sunt intr-o continua miscare. Deplasarea relativa dintre doua placi in lungul faliilor este impiedicata de fortele de frecare care iau nastere la suprafata de contact, rezultand acumularea unor cantitati mari de energie de deformare. La ruperea echilibrului are loc alunecarea brusca a acestor placi. Fenomenul este insotit de eliberarea unei mari cantitati de energie.

Energia eliberata este transformata in energie cinetica, cea care duce la aparitia zguduiturilor si vibratiilor. Vibratiile se transmit in toate directiile sub forma unor unde, numite unde seismice.

Undele seismice sunt:

a. Unde seismice de adancime:

longitudinale (de dilatare sau primare);

transversale (de forfecare sau secundare);

b. Unde seismice de suprafata:

Raylegh (R);

Love (Q);

lungi (L).

Focarul cutremurului este punctul in care are loc declansarea alunecarii dintre placi.

Epicentrul cutremurului reprezinta punctul de pe suprafata Pamantului situat pe verticala focarului.

Din punct de vedere al adancimii focarului (), seismele pot fi:

crustale (de suprafata) - km - sunt actiuni violente, distructive, dar cu suprafata de actiune restransa: detin 90% din totalul cutremurelor pe glob;

subcrustale - km - aceste seisme au suprafata de actiune si perioada de revenire mai mare;

de adancime - km.

Severitatea miscarilor seismice depinde de:

magnitudinea si adancimea focarului;

situatia amplasamentului constructiilor;

densitatea cladirilor din zona;

conditiile locale de teren.

Magnitudinea (M) reprezinta masura obiectiva de evaluare a miscarilor seismice, cu ajutorul careia se poate stabili cantitatea de energie eliberata in focar (E).

erg M = grad Richter

Scari.

Severitatea unui cutremur se masoara in grade care apartin unor scari ce pot fi obiective sau subiective. Se numeste scara subiectiva, deoarece severitatea cutremurului este stabilita in functie de efectul pe care-l are acesta asupra oamenilor, cladirilor si mediului inconjurator (de exemplu: scara Mercalli Modificata MM = 12 grade). Scara obiectiva apreciaza severitatea seismului dupa energia de focar, cuantificata prin magnitudine (de exemplu: scara Richter R = 9 grade). Scara MKS = 64 grade imbina caracterul obiectiv cu cel subiectiv ale celor doua tipuri de scari.

9. Conformarea antiseismica a constructiilor.

Conformarea reprezinta masurile pe care le luam la proiectarea structurilor, urmarind cresterea si imbunatatirea structurilor la actiunile seismice.

Alegerea formei in plan a constructiei:

a. forme regulate, contururi inchise;

b. daca aceste conditii nu sunt indeplinite, cladirile trebuie tronsonate.

Stabilirea rosturilor antiseismice impuse de conditia ca in timpul unui cutremur doua cladiri alaturate sa nu intre in coeziune.

Asigurarea unei variatii continue a rigiditatii pe inaltime, fara salturi bruste de la un nivel la altul.

Asigurarea prin alegerea materialelor (materiale cu comportari ductile).

9.4. Evaluarea actiunilor seismice.

Efectele produse de excitatii se determina cu ajutorul unei metode simplificate, prevazute in normativul pentru proiectare antiseismica a cladirilor de locuit, socio-culturale, agro-zootehnice si industriale.

Datorita acceleratiilor la care sunt supuse masele unui sistem structural, iau nastere forte de inertie care, pentru acea structura reprezinta incarcarea seismica. Metoda simplificata pleaca de la ideea ca fortele seismice actioneaza static pe structura. O structura are mai multe moduri proprii de vibratie, egale cu numarul gradelor de libertate elastice ale structurii. Pentru fiecare mod, acea metoda determina forte seismice orizontale care actioneaza asupra constructiei. Rezultanta fortelor seismice pentru modul "r" (mod propriu de vibratie) este:

,

unde:

a = coeficient de importanta;

= coeficient de amplificare dinamica;

y = factor de reducere a incarcarilor seismice;

= coeficient de echivalenta intre sistemul real si un sistem cu un grad de libertate corespunzator gradului "r" de vibratie;

= coeficient seismic global corespunzator modului de vibratie "r";

G = rezultanta incarcarilor gravitationale pe intreaga structura;

= coeficient functie de zona seismica.

Fig. 9.1. Structura interna a Pamantului

Fig. 9.2. Mecanismul de producere a seismului