pereti forfecare
TRANSCRIPT
![Page 1: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/1.jpg)
Date generale pereti forfecare:
• ductilitate ridicata si o capacitate mare de disipare a energiei ;
),,( 5280h
L L – distanta libera dintre stalpi;
h – distanta libera dintre grinzi;•Panourile sunt eficiente daca raportul
•In functie de capacitatea de rezistenta la voalare, peretii de forfecare se impart in 3
categorii:
(6) Perete de forfecare
nerigidizat
(6`) Perete cu panoul prevazut
cu gol bordat de rigidizari
PANOURI DE FORFECARE
![Page 2: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/2.jpg)
(7) Perete de forfecare cu panoul rigidizat (7`) Perete de forfecare rigidizat + gol bordat
(8) Perete de forfecare compozit
![Page 3: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/3.jpg)
Sisteme structurale folosind pereti de forfecare
Pereti de forfecare singulari
– peretele de forfecare este
singurul element ce preia
forta taietoare de etaj
Sistem dual cu pereti de
forfecare – peretele de
forfecare este proiectat sa
preia toata forta seismica;
cadrele preiau cel putin 25%
din actiunea seismica de
proiectare;
Sistem dual cu grinzi de
cuplare
![Page 4: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/4.jpg)
(6) Perete de forfecare cu panou nerigidizat panoul de otel este nerigidizat si zvelt;
inima peretelui de forfecare este capabila sa reziste la intinderi mari; capacitate la compresiune neglijabila;
Actiunile laterale (actiunea vantului, actiunea seismica) sunt preluate de acesti pereti prin intermediul campului de diagonale intinse;
actiunile laterale sunt transmise de eforturile principale de intindere orientate dupa un unghi determinat in functie de geometria peretelui si de proprietatile elementelor de bordare (AISC 341-05):
)(
)(
LI
h
Aht
A
Lt
tg
cb
w
c
w
360
11
21
3
4
tw – grosimea panoului de inima;
Ab - aria elementului de bordare orizontal;
Ac - aria elementului de bordare vertical;
Ic - momentul de inertie al elementului de bordare vertical;
L - distanta dintre axele elementelor de margine verticale;
h - distanta dintre axele elementelor de margine
orizontale;
zveltetea panoului de otel este limitata astfel:
yw F
E
t
hL25
),min(
![Page 5: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/5.jpg)
elementele de bordare sunt proiectate sa ramana in domeniul elastic, cu exceptia capetelor elementelor orizontale de bordare unde se pot dezvolta articulatii plastice;
starea de eforturi, ca urmare a fortelor aplicate, este prezentata in figurile ce urmeaza :
Fortele si reactiunile peretelui de forfecare Starea de eforturi corespunzatoare panoului
de inima si elementelor de bordare
Starea de eforturi corespunzatoare elementelor de
bordare pentru cazul unei grinzi intermediare
![Page 6: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/6.jpg)
Rigiditatea elementelor de bordare verticale va fi limitata astfel : L
htI wC
4
003070.
Relatia de verificare a capacitatii stalpilor sub incarcari seismice (AISC 341-05):
maxPPnc unde 90.c
AFP crn
daca yF
E
r
LK714. atunci
y
F
F
cr FF E
y
6580.
daca yF
E
r
LK714. atunci Ecr FF 8770.
2
2
)(r
Lk
EFE
r – raza de giratie;
K=1 (AISC 360 - 05, C2)
L – inaltimea stalpului
Intr-un sistem dual cu panouri de forfecare,
pentru elementele ce bordeaza panoul (stalpi si
grinzi) trebuiesc respectate urmatoarele conditii
( conform AISC Seismic Provisions ) :yi
c
yf
f
F
E
t
h
F
E
t
b
452
3002
,
,
![Page 7: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/7.jpg)
Relatia de verificare a panourilor de forfecare este:
modelarea peretelui pentru calculul in domeniul elastic se face cu
elemente de tip shell, iar pentru cazul unei analize neliniare push-over se
inlocuieste panoul de metal cu o serie de diagonale paralele ce lucreaza
doar la intindere (Thorburn et. al, 1983).
En VV
21
250
,
)sin(, cfwy
n
LtFV (AISC 341-05)
90, (AISC 360)
VE – forta taietoare corespunzatoare panoului
![Page 8: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/8.jpg)
(7) Perete de forfecare cu panoul rigidizat
zveltetea panoului de inima este redusa prin introducerea de rigidizari;
rigidizarile au rolul de a preveni voalarea inimii panoului si de a permite atingerea intregii capacitati la forta taietoare a panoului;
rigidizarile constau in placi sudate pe una sau pe ambele fete;
verificarea stabilitatii locale a panoului de forfecare nu este necesara daca este indeplinita conditia:
yw F
Ek
t
H11, 2
55
)(H
ak
unde
H - inaltimea libera a panoului;
a - distanta dintre rigidizari
![Page 9: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/9.jpg)
rezistenta nominala a panoului rigidizat este:
w
y
t
H
F
Ek
C
11,
y
w
Ft
H
kEC
2
511
)(
,
Ewyn VCAFV 60,
unde Aw = Htw
yw F
Ek
t
H11, 01,C
ywy F
Ek
t
H
F
Ek 37111 ,,
yw F
Ek
t
H371,
daca atunci
daca atunci
daca atunci
VE – forta taietoare corespunzatoare panoului rigidizat
![Page 10: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/10.jpg)
(8) Perete de forfecare compozit
este format dintr-un panou metalic si un perete de beton armat prevazut pe una sau pe
ambele fete; conlucrarea este realizata prin intermediul conectorilor;
pentru aceeasi capacitate la forta taietoare, se obtin grosimi si greutati mai mici comparativ
cu peretele realizat integral din beton armat;
peretii de beton suplimenteaza capacitatea la forta taietoare; dar la determinarea capacitatii
panoului de forfecare se tine cont doar de capacitatea panoului de otel;
peretele de beton are rolul de a rigidiza panoul de otel , impiedicand voalarea acestuia;
AISC 341 recomanda o grosimea a peretelui de beton de min. 10 cm, daca peretele de beton
este dispus pe ambele fete, respectiv min 20 cm daca peretele de beton e dispus pe o singura
fata a panoului de otel;
•Intre elementele de bordare si peretele de beton se prevede un gol ce asigura o performanta
sesmica mai buna a peretelui de forfecare compozit; elementele de beton nu vor fi active
decat de la un anumit nivel al driftului;
![Page 11: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/11.jpg)
Capacitatea nominala a peretelui este data de formula cfwyyns LtFRV 60,
Ry = 1.1 (conform AISC 1997);
Fy – limita minima de curgere;
tw – grosimea panoului de otel;
Lcf – lumina peretelui de forfecare
nyprNSE VRCV , undey
upr
F
FC
21
Capacitatea probabila la forta taietoare a panoului de otel este data de relatia:
La proiectarea peretilor compoziti de forfecare se recomanda ca panoul de otel sa preia
intreaga forta taietoare, iar peretele de beton sa reziste la combinatia (incarcari
gravitationale, moment incovoietor);
Fiecare conector trebuie sa fie capabil sa reziste la o forta de intindere rezultata din
voalarea inelastica a placii in timpul ultimelor cicluri de incarcare;
Elementele de bordare orizontale si verticale trebuie sa respecte, conform AISC Seismic
Provisions, urmatoarele conditii:
yi
c
yf
f
F
E
t
h
F
E
t
b
103
3102
,
,
![Page 12: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/12.jpg)
Rezultatele analizei statice neliniare
(a) Curba de
capacitate din
ipoteza PUSH 1
(directia y)
(b) Curba de
capacitate din
ipoteza PUSH 2
(directia x)
![Page 13: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/13.jpg)
PUSH 1 - pasul 5 PUSH 1 - pasul 6(final)
![Page 14: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/14.jpg)
PUSH 2 - pasul 5 PUSH 2 - pasul 6
PUSH 2 - pasul 7 (final)
![Page 15: Pereti Forfecare](https://reader034.vdocuments.mx/reader034/viewer/2022050710/5571f96b49795991698f8855/html5/thumbnails/15.jpg)
Concluzii
O crestere a rigiditatii in cazul structurii cu pereti de forfecare fata de structura cu contravantuiri excentrice: dmax = 0,0458 m (structura cu pereti de forfecare); dmax = 0,08 m (structura cu contravantuiri excentrice);
Ductilitate mai mare in cazul structurii cu pereti de forfecare fata de structura cu contravantuiri excentrice: driftmax = 0.00123 (structura cu pereti de forfecare); driftmax = 0.00218 (structura cu contravantuiri excentrice);
Perioada proprie de vibratie mai redusa in cazul structurii cu pereti de forfecare fata de structura cu contravantuiri excentrice: T1= 1,045 s (structura cu pereti de forfecare); T1= 1,927 s (structura cu contravantuiri excentrice);
Consumul de otel realizat pentru fiecare tip de structura in parte : structura cu contravantuiri excentrice: 88,5 kg/mp x 1,15 ≈ 102 kg/mp structura cu pereti de forfecare compoziti: 98,6 kg/mp x 1,15 ≈ 114 kg/mp structura cu pereti de forfecare rigidizati: 98,6 kg/mp x 1,20 ≈ 119 kg/mp
Varianta cu pereti de forfecare compoziti reprezinta o solutie avantajoasa din punct de vedere al comportarii la actiuni orizontale, dar si din punct de vedere al consumului de material.