PROIECTAREA PLACII GRINZILOR LA REZEMAREA PE STALPII CADRELOR COMPOZITE

G.1.Generalitati

Acesta anexa se refera la proiectarea placii din zona stalpilor din otel sau compoziti in cazul cadrelor alcatuite din grinzi din otel compozite cu placi din beton armat.

Pentru a se asigura ductilitatea la incovoiere a zonelor disipative ale acestor grinzi sunt necesare indeplinirea a doua conditii:

-sa se evite flambajul componentei din otel .

-sa se evite zdrobirea betonului placii

Prima conditie limiteaza superior aria de armatura longitudinala intinsa A_S din latimea efectiva a placii si impune limitarea supletei peretilor comprimati ai sectiunii din otel.

A doua conditie limiteaza inferior aria de armatura transversala A_T care trebuie dispusa in placa in imediata vecinatate a stalpului.

G.2. Reguli pentru prevenirea zdrobirii premature a betonului placii grinzii compozite (fig 7.2)

G.2.1 Grinda compozita transmite un moment negativ stalpului marginal (exterior)

G 2.1.1 Nu exista grinda transversala de fatada si nici placa in consola fata de stalp spre exterior .

In acest caz momentul maxim ce se poate transfera de la grinda la stalp este cel capabil al grinzii din otel

G.2.1.2 Nu exista grinda de fatada transversala dar exista placa in consola .

In acest caz momentul maxim ce se poate transfera stalpului este momentul capabil al grinzii compozite. Barele din latimea efectiva de placa se vor ancora in placa in consola prin bucle care inconjoara stalpul

G.2.1.3 Exista grinda transversala de fatada dar nu exista placa in consola spre exterior.

Cand exista grinda transversala singurul mod de transfer al momentului este preluarea de catre aceasta grinda a fortelor de intindere din armaturile din placa.

Barele de armatura ale placii se vor ancora cu ciocuri de conectorii grinzii transversale .

Aria de armatura As care se va dispune pe o latime egala cu latimea efectiva definita in tabelul 7.5 va fi determinata de relatia:

As F_Rd3 / f_sd (G.1)

F_Rd3 = n P_Rd (G.2)

unde:

n este numarul de conectori din latimea efectiva a placii

P_Rd efortul capabil al conectorului

Grinda transversala de fatada solicitata la fortele orizontale aplicate conectorilor trebuie verificata la incovoiere , forta taietoare si torsiune.

G.2.1.4. Exista grinda de fatada si placa in consola.

In acest caz se aplica G 2.1.2

G.2.2 Grinda compozita transmite un moment pozitiv stalpului marginal (exterior)

G.2.2.1. Nu exista grinda de fatada transversala si nici placa in consola

Transferul momentului este posibil prin transmiterea directa a compresiunii de la placa la talpa stalpului.

Forta maxima transmisa de placa este data de relatia:

F_Rdl = b_c d_eff (0,85f_cd) (G.3)

unde

d_eff este in cazul placilor din beton armat inaltimea totala a placii iar in cazul placilor compozite cu tabla cutata reprezinta grosimea betonului de peste tabla cutata

b_c este latimea stalpului

Daca sunt prevazute dispozitive suplimentare de preluare a compresiunii, sudate de talpa stalpului b_eff poate creste dar nu mai mult decat valorile date in tabelul 7.5

Betonul din vecinatatea talpii stalpului trebuie fretat cu armatura transversala A_T .Aria acestei armaturi trebuie sa satisfaca relatia:

A_T 0,21 d_eff b_c(0,15l -b_c ) f_cd / ( 0,15l f_sd) (G.4)

Aceasta armatura se va distribui uniform pe o lungime egala cu b_eff . Prima bara nu va fi la o distanta mai mare de 30 mm de talpa stalpului.

Armatura transversala poate fi si armatura determinata din incovoierea placii

G.2.2.2. Nu exista grinda de fatada transversala , exista placa in consola

Momentul poate fi transferat in acest caz prin doua mecanisme:

Mecanismul 1 : prin compresiune directa asupra stalpului.Forta de transfer prin acest mecanism va fi data de relatia (G.3)

Mecanismul 2 : prin diagonale comprimate din beton care actioneaza inclinat pe partile laterale ale stalpului . Inclinarea acestor diagonale este de 45^o . Forta de

transfer prin acest mecanism va fi data de relatia:

F_Rd2=0,7 h_c d_eff (0,85) f_cd (G.5)

unde h_c este inaltimea sectiunii stalpului

Armatura transversala cu rol de tirant A_T trebuie sa satisfaca relatia :

A_T F_Rd2 / (2 f_sd ) =0,3h_c d_eff f_cd /f_sd,T (G.6)

Aria de armatura A_T se va distribui pe o latime egala cu h_c si va fi ancorata corespunzator . Rezulta o lungime totala a barelor de armatura

L=b_c+4h_c+2 l_b (G.7)

unde l_b este lungimea de ancoraj a barei

Forta maxima de compresiune ce poate fi transmisa de placa va fi:

F_Rd1 + F_Rd2 = b⁺_eff d_eff (0,85 f_cd ) in care b⁺_eff =0,7h_c +b_c (G.8)

Momentul capabil pozitiv al grinzii compozite se va calcula considerand o latime efectiva de placa egala cu b⁺_eff

G.2.2.3 Exista grinda transversala de fatada

In acest caz compresiunea din placa actioneaza asupra grinzii de fatada.

mobilizand al treilea mecanism de transfer si o forta F_Rd3 data de relatia (G.2)

Pentru a se transmite forta de compresiune maxima a placii trebuie respectata conditia :

F_Rd1+ F_Rd2+ F_Rd3 ≥b_eff d_eff (0,85f_cd) (G.9)

unde b_eff este latimea efectiva data in tabelul 7.5

La limita , pentru un momentul capabil al sectiunii grinzii compozite se poate determina F_Rd3 si numarul de conectori n .

G.2.3 Grinzi compozite transmit momente de ambele semne stalpului central (interior)

G.2.3.1 Nu exista grinda transversala

In acest caz , transferul compresiunii din placa se realizeaza prin doua mecanisme 

Mecanismul 1 : prin compresiune directa asupra stalpului. Forta F_Rdl este data de relatia (G.3)

Mecanismul 2 : prin diagonale comprimate din beton care actioneaza inclinat pe partile laterale ale stalpului . Inclinarea acestor diagonale este de 45^o .Relatia pentru

calculul fortei F_Rd2 este data de (G.5)

Armatura transversala cu rol de tirant A_T trebuie sa satisfaca relatia (G.4)

Aceeasi cantitate de armatura A_T trebuie dispusa in ambele parti ale stalpului pentru a se tine cont de inversarea sensului momentelor.

In acest caz rezultanta compresiunilor din beton nu poate depasi :

F_Rd1 + F_Rd2 =(0,7h_c +b_c )d_eff (0,85 f_cd) (G.10)

Rezultanta fortelor din placa este suma dintre forta de intindere din barele de armatura din zona de moment negativ F_St si forta de compresiune din beton din zona cu moment pozitiv F_Sc

F_Sc +F_St=A_Sf_yd +b⁺_eff d_eff (0,85 f_cd) (G.11)

unde:

A_S este aria armaturii din zona de latime efectiva b^-_eff definita conform tabelului 7.5

b⁺_eff este latimea efectiva de placa definita in tabelul 7.5

Daca prin proiectare se urmareste ca otelul talpii inferioare a grinzii sa ajunga la curgere fara ca betonul placii sa se zdrobeasca trebuie sa se indeplineasca conditia:

1,2(F_Sc+F_St) F_Rd1+F_Rd2 (G.12)

Daca conditia nu este indeplinita , capacitatea de transmitere a compresiunii din placa poate marita fie prin introducerea unei grinzi transversale (F_Rd3),fie prin marirea fortei de compresiune directa asupra stalpului prin sudarea unor dispozitive aditionale de stalp.

G.2.3.2 Exista grinda transversala

In cazul existentei unei grinzi transversale se manifesta al treilea mecanism de transmitere a fortei de compresiune F_Rd3 dat de relatia (G.3)

Pentru ca mecanismul 2 sa functioneze trebuie prevazuta armatura transversala cu rol de tirant A_T determinata conform G.3.2.2.(2)

Forta de compresiune maxima care poate fi transmisa in acest caz este:

F_Rd1+ F_Rd2+ F_Rd3=(0.7h_c +b_c )d_eff (0.85 f_cd ) + n P_Rd (G.13)

unde n este numarul de conectori din zona de latime max ( b^-_eff , b⁺_eff)

Daca prin proiectare se urmareste curgerea talpii inferioare a grinzii ,fara zdrobirea betonului placii trebuie sa fie indeplinita conditia:

1,2 (F_Sc+F_St) F_Rd1 + F_Rd2 + F_Rd3 (G.14)