Ipoteze generale de proiectare

Tehnic | Scris de AICPS | Publicat pe 11.07.2019

  1. Dl. Ing. Dan Iancu a întocmit și pus la dispoziția comunității AICPS, un material intitulat "Ipoteze generale de proiectare" conținând un set de reguli recomandate a fi urmărite la proiectarea structurală, respectiv un tablou al obiectivelor de performantă avut în vedere la proiectarea clădirilor (în conformitate cu recomandările ASCE(American Society of Civil Engineers).

    Materialul furnizat de câtre Dl. Ing. Dan Iancu este prezentat în continuare.

 Ipoteze generale de proiectare

  • - alegerea sistemului structural și proiectarea structurii se efectuează de personal cu calificare și experiență adecvată;
  • - execuția se efectuează de un personal care are calificare și experiență adecvată;
  • - se asigură supravegherea și controlul calității adecvate în timpul execuției lucrării, de exemplu în unități de proiectare, fabrici, uzine și pe șantier;
  • - materialele și produsele de construcții sunt utilizate conform specificațiilor EN 1990 sau alte standarde EN 1991 până la EN 1999 sau după standarde de execuție corespunzătoare sau în specificațiile citate ca referințe pentru materiale și produse;
  • - structura beneficiază de mentenanță adecvată;
  •  -structura se utilizează în conformitate cu ipotezele admise de proiectare.

           

  • Limite de aplicare
  • - Orice ipoteză de mai sus invalidată din rațiuni tehnologice, economice sau prin modificarea funcțiunilor din tema de proiectare atrage după sine necesitatea realizării unei expertize tehnice sau a unei reproiectări adecvate.
  • - Orice modificare adusă proiectului fără știrea proiectantului atrage după sine exonerarea de răspundere a acestuia și a verificatorului de proiecte.
  • - Proprietarul este obligat să păstreze un exemplar complet al proiectului pe tot parcursul vieții construcției, atașat la Cartea Construcției.

           

  • Conform SR EN 1990-2004 punctul 2.2.(1)P, fiabilitatea cerută pentru structuri trebuie obținută:

 

  1. a) prin proiectare conform EN 1990 până la EN 1999.

           

  1. b) prin execuție adecvată și măsuri de managementul calității.

 

 

  • Durata de viață proiectată

 

            Conform SR EN 1990-2004 punctul 2.3.(1) durata de viață trebuie specificată în tema de proiectare.

Categoria duratei de viață proiectate

Durata de viață proiectată (ani)

Exemple

1

10

Structuri tranzitorii(1)

2

De la 10 până la 25

Părți structurale înlocuibile, de exemplu grinzi șevalet, reazeme

3

De la 15 până la 30

Structuri agricole similare

4

50

Clădiri și alte structuri obișnuite

5

100

Structuri monumentale, poduri și alte structuri de lucrări inginerești

(1)     Structuri sau părți ale structurilor care pot fi dezmembrate pentru a fi refolosite nu sunt considerate tranzitorii

 

Durata de viață proiectată a construcției a fost considerată 50 de ani.

 

  • Proiectarea la stări limită

 

            Stările limită sunt corelate cu situațiile de proiectare.

           

            Conform SR EN 1990-2004 punctul 6.4.1.(1)P  se definesc 4 stări limită ultime:

            STR –   Pierderea capacității de rezistență a elementelor structurale/structurii sau                                   deformare excesivă a structurii sau elementelor sale componente.

            GEO –   Pierderea capacității de rezistență a terenului de fundare sau deformarea excesivă a                 acestuia.

            EQU –   Pierderea echilibrului static al structurii sau al unei părți a acesteia considerată ca                      solid rigid.

            FAT –   Oboseala structurii și a elementelor structurale.

 

            Stările limită de exploatare implică:

  • funcționarea structurii sau a elementelor structurale în condiții normale de exploatare
  • confortul oamenilor
  • aspectul lucrărilor de construcții
  • vibrații

 

            Conform ASCE 41-13: Seismic Evaluation and Retrofit Rehabilitation of Existing Buildings, funcție de stările limită avute în vedere la proiectare, în urma cutremurelor de pământ sunt așteptate degradări în structuri și elementele neportante. O descriere a acestora este tradusă în tabelul de mai jos.

 

 

           

Niveluri de performanță țintă ale clădirilor civile conform ASCE 41-17 Tabel C2-3:

 

PC – precolaps

SV – siguranța vieții

OI – ocupare imediată

O – operațional

Degradări generale ale clădirii

Severe

Moderate

Ușoare

Nesemnificative

Degradări ale elementelor structurale

Elementele structurale mai au puțină rigiditate și rezistență pentru a putea rezista încărcărilor orizontale însă pereții și stâlpii pot prelua în continuare încărcările gravitaționale. Deformate remanente mari. Unele dintre ieșirile de urgență pot fi blocate. Clădirea este aproape de prăbușire și nu mai poate fi folosită.

Elementele structurale mai au ceva rigiditate și rezistență la fiecare nivel. Elementele verticale de preluare și transmitere a încărcărilor gravitaționale funcționează. Nu se constată cedarea pereților prin ruperea în plan perpendicular pe aceștia. Se pot constata unele deformate remanente. Degradări ale pereților de compartimentare. Înainte de revenirea ocupanților, clădirea trebuie consolidată. Este foarte posibil ca punerea acesteia în siguranță să implice costuri mari.

Nu există deformații remanente. Structura păstrează în mare măsură rigiditatea și rezistența inițială. Clădirea poate fi în continuare locuită în condiții convenabile.

Nu există deformații remanente. Structura păstrează în mare măsură rigiditatea și rezistența inițială. Fisuri minore apărute în fațade, pereți de compartimentare și tavane false precum și în elementele structurale. Toate sistemele necesare pentru funcționarea normală sunt funcționale. Clădirea poate fi locuită în condiții foarte convenabile.

Degradări ale elementelor nestructurale

Deteriorări majore. Elementele de umplutură și parapeții necontravântuiți au cedat sau sunt în prag de cedare.

Există riscul de cădere a unor elemente cum ar fi parapeții, iar multe din elementele arhitecturale, mecanice și electrice sunt avariate.

Echipamentele sunt în general în siguranță însă este posibil să nu funcționeze din cauza avariilor din sistemele de utilități. Este posibil să apară câteva fisuri în elementele fațadelor, pereților despărțitori, tavanelor false și a elementelor structurale. Lifturile pot fi repornite. Sistemele de stingere a incendiilor sunt funcționale

Pot apare degradări neglijabile. Curentul electric și alte utilități pot fi disponibile din surse de rezervă.

Comparația cu performanțele cerute pentru clădirile calculate la seismul de proiectare, conform codurilor și normativelor pentru clădiri noi

Clădirile au degradări semnificative și un risc ridicat de siguranță a vieții.

Clădirile au degradări ceva mai mari și prezintă un risc mai ridicat în ceea ce privește siguranța vieții.

Clădirile au puține degradări și risc mic în ceea ce privește siguranța  vieții.

Clădirile au foarte puține degradări și un risc foarte scăzut în ceea ce privește  siguranța  vieții.

 

 

 

În P100-3/2008 se recomanda considerarea a trei niveluri de performanță ale clădirii și anume:

  1. Nivelul de performanță de limitare a degradărilor, asociat stării limită de serviciu (SLS)
  2. Nivelul de performanță de siguranță a vieții, asociat stării limită ultime (ULS)
  3. Nivelul de performanță de prevenire a prăbușirii, asociat stării limită de pre-colaps (PP)

 

Conform P100-1/2013 capitolul 2 în proiectarea curentă se verifică doar două categorii de stări limită:

  1. Starea limită ultimă, ULS, asociată cu ruperea elementelor structurale și alte forme de cedare care pot pune în pericol siguranța vieții oamenilor. Valoarea de proiectare a acțiunii seismice considerată pentru cerința de siguranță a vieții corespunde unui interval mediu de recurență de 225 ani (probabilitate de depășire de 20% în 50 de ani).
  2. Starea limită de serviciu, SLS, care are în vedere dezvoltarea degradărilor până la un nivel, dincolo de care cerințele specifice de exploatare nu mai sunt îndeplinite. Acțiunea seismică considerată pentru cerința de limitare a degradărilor corespunde unui interval mediu de recurență de 40 ani (probabilitate de depășire de 20% în 10 de ani).

 

            Pentru o imagine a degradărilor așteptate se pot avea în vedere pentru ULS descrierile  ASCE41-17 la nivelul SV (siguranța vieții) iar pentru  și pentru SLS – nivelul de performanță OI (ocupare imediată).