Terasamente

1) ALCĂTUIREA DE ANSAMBLU CONFORM P85-2004
1.1.1   Construcţiile cu pereţi structurali sunt cele la care elementele structurale verticale sunt constituite în totalitate sau parţial din pereţi de beton armat turnaţi monolit sau realizaţi din elemente prefabricate.
La aceste structuri este necesară realizarea planşeelor ca diafragme orizontale, care asigură deformarea solidară în preluarea forţelor orizontale (din acţiunea cutremurului sau a vântului) a elementelor verticale structurale – pereţi sau stâlpi.
1.1.2   După modul de participare a pereţilor la preluarea încărcărilor verticale şi orizontale, sistemele structurale se clasifică în următoarele categorii:
A.   Sisteme cu pereţi structurali, la care rezistenţa la forţe laterale este asigurată, practic, în totalitate de către pereţi structurali de beton armat. Structura mai poate cuprinde şi alte elemente structurale cu rol numai în preluarea încărcărilor verticale, a căror contribuţie în preluarea forţelor laterale poate fi neglijată.
B.   Sisteme mixte (duale) la care pereţii structurali conlucrează cu cadre de beton armat în preluarea forţelor laterale.
1.1.3   Pereţii structurali se clasifică în:
-       pereţi în consolă individuali (necuplaţi), legaţi numai prin placa planşeului;
-       pereţi cuplaţi, constituiţi din doi sau mai mulţi montanţi (pereţi în consolă) conectaţi într-un mod regulat prin grinzi (grinzi de cuplare) proiectate, după caz, pentru a avea o comportare ductilă sau în domeniul elastic.
-       o categorie specială o constituie pereţii asamblaţi sub forma unor tuburi perforate sau nu.
        Alcătuirea generală a clădirilor şi dispoziţia elementelor structurale verticale
1.2.1   La stabilirea formei şi a alcătuirii de ansamblu a construcţiilor se vor alege, de preferinţă, contururi regulate în plan, compacte şi simetrice, evitându-se disimetriile pronunţate în distribuţia volumelor, a maselor, a rigidităţilor şi a capacităţilor de rezistenţă ale pereţilor şi a celorlalte subsisteme structurale, în cadrul aceluiaşi tronson de clădire, în vederea limitării efectelor de torsiune generală sub acţiunea seismică şi a altor efecte de interacţiune defavorabile.
Prin alcătuirea structurii se va realiza un traseu sigur cât mai scurt, al încărcărilor verticale şi orizontale, de la locul unde sunt aplicate la terenul de fundare.
La stabilirea configuraţiei structurii şi a pereţilor structurilor se vor respecta prevederile paragrafelor 4.1 şi 4.3 din normativul P100/92 şi prevederile suplimentare prezentate în continuare.
1.2.2 În cadrul aceluiaşi tronson, suprafaţa planşeului la fiecare nivel va fi pe cât posibil aceeaşi, iar distribuţia în plan a pereţilor va fi, de regulă, aceeaşi la toate nivelurile, astfel ca acestea să se suprapună pe verticală. Se admit retrageri la ultimele niveluri, inclusiv cu suprimări parţiale sau totale ale unor pereţi, urmărind să se evite apariţia unor disimetrii importante de mase şi de rigidităţi.
Dimensiunile şi armarea pereţilor se vor păstra, de regulă, constante pe înălţimea clădirii. La clădiri cu înălţimi mari dimensiunile se pot micşora gradat, fără salturi bruşte importante, la unul, două din niveluri.
1.2.3 În cazul când la parter sau la alte niveluri intervine necesitatea de a se crea spaţii libere mai mari decât la etaje curente, se poate accepta suprimarea unor pereţi. Se vor lua măsuri pentru a menţine şi la aceste niveluri capacităţi suficiente de rigiditate, de rezistenţă şi de ductilitate pe ambele direcţii prin continuarea până la fundaţii a celorlalţi pereţi şi prin alcătuirea adecvată a stâlpilor de la baza pereţilor întrerupţi.
1.2.4 La dispunerea pereţilor în plan se va urmări să se evite efectele negative rezultate din apariţia unor excentricităţi suplimentare ca urmare a plastificării nesimultane a unor pereţi la acţiunea cutremurului după anumite direcţii. De asemenea, la poziţionarea pereţilor în plan se va urmări ca cerinţele de ductilitate să fie cât mai uniform distribuite în pereţii structurii.
1.2.5 Amplasarea în plan a pereţilor structurali va urmări cu prioritate posibilitatea obţinerii unui sistem avantajos de fundaţii (incluzând, dacă este necesar, pereţii de la subsol şi/sau de la alte niveluri de la partea inferioară), în măsură să realizeze un transfer cât mai simplu şi mai avantajos al eforturilor de la baza pereţilor la terenul de fundare.
1.2.6 Pereţilor structurali cărora le revin cele mai mari valori ale forţelor orizontale trebuie să li se asigure o încărcare gravitaţională suficientă (să fie suficient “lestaţi”) astfel încât să se poată obţine condiţii avantajoase de preluare a solicitărilor din încărcări orizontale şi de transmitere a acestora la terenul de fundare.
1.2.7 La construcţiile cu forma în plan dreptunghiulară, pereţii structurali se vor dispune, de regulă, după două direcţii perpendiculare între ele. Se recomandă ca rigidităţile de ansamblu ale structurii după cele două direcţii să fie de valori apropiate între ele.
La clădirile de alte forme, aceleaşi cerinţe se pot realiza şi prin dispunerea pereţilor după direcţiile principale determinate de forma clădirii.
1.2.8 Se va urmări ca rezultantele încărcărilor verticale (gravitaţionale) care acţionează pereţii unei structuri să nu ducă la excentricităţi mari cu acelaşi sens faţă de centrele de greutate ale pereţilor respectivi, neechilibrate pe ansamblul structurii la fiecare nivel.
1.2.9 Dintre pereţii interiori, se recomandă să fie folosiţi ca pereţi structurali cu precădere aceia care separă funcţiuni diferite sau care trebuie să asigure o izolare fonică sporită, necesitând ca atare grosimi mai mari şi care, în acelaşi timp, nu prezintă goluri de uşi sau la care acestea sunt în număr redus. Din această categorie fac parte:
-       la clădirile de locuit, pereţii dintre apartamente şi pereţii casei scării;
-       la clădirile administrative, pereţii de la nucleul de circulaţie verticală şi de la grupurile sanitare, etc.
1.2.10 Pereţii exteriori pot fi realizaţi din beton armat şi utilizaţi ca pereţi structurali, cu condiţia asigurării izolării lor termice prin placare, la exterior, cu un material termoizolator. Aceşti pereţi pot fi din beton armat monolit sau din elemente prefabricate.
1.2.11 La proiectarea structurilor cu pereţi structurali se va avea în vedere în afara situaţiei construcţiei în faza de exploatare şi situaţiile care apar pe parcursul execuţiei, în care lipsa unor elemente încă neexecutate (de exemplu, a planşeelor) pot impune măsuri suplimentare în vederea asigurării stabilităţii şi capacităţii de rezistenţă necesare ale pereţilor.

        Alcătuirea elementelor structurale
1.3.1 Pentru elementele structurale verticale, pereţi individuali sau pereţi cuplaţi, se vor alege, de preferinţă, forme de secţiuni cât mai simple (fig.2.1).
Astfel, se va urmări realizarea pereţilor cu secţiuni lamelare sau întărite la extremităţi, în funcţie de necesităţi, prin bulbi şi tălpi cu dezvoltări limitate şi se vor evita, pe cât posibil, secţiunile cu tălpi ample, rezultate din intersecţia pereţilor de pe cele două direcţii principale ale clădirii.

În cazul construcţiilor cu pereţi structurali deşi, dezideratul menţionat mai sus se poate realiza printr-o dispunere judicioasă a golurilor şi prin eventuala fragmentare a pereţilor.
1.3.1 Se vor adopta, când funcţiunea clădirii o impune, şiruri de goluri suprapuse, cu dispoziţie ordonată, conducând la pereţi formaţi din plinuri verticale (montanţi), legate între ele prin grinzi (rigle) de cuplare având configuraţia generală a unor cadre etajate.

1.3.2 Grinzile de cuplare vor avea grosimea egală cu aceea a inimii pereţilor verticali sau, dacă este necesar, dimensiuni mai mari decât aceasta (fig.2.2). În acest ultim caz marginile dinspre gol ale pereţilor vor avea cel puţin grosimea grinzilor (vezi şi 7.2.4).




Grinda de cuplare
 
Fig.2.2
 
1.3.3 În situaţiile în care se urmăreşte obţinerea unor elemente structurale cu capacităţi sporite de rigiditate şi de rezistenţă (de exemplu, pentru realizarea unei comportări de element cu secţiune tubulară închisă la unele nuclee de pereţi) se recomandă decalarea golurilor pe înălţimea clădirii, în mod ordonat, ca în fig.2.3.


Fig.2.3
 




     Planşee
1.4.1 Planşeele vor fi astfel alcătuite încât să asigure satisfacerea exigenţelor funcţionale (de exemplu, cele de izolare fonică), precum şi cele de rezistenţă şi de rigiditate, pentru încărcări verticale şi orizontale.
Modul de alcătuire al planşeelor se va corela cu distanţele dintre pereţii structurali astfel încât planşeele să rezulte, practic, indeformabile pentru încărcări în planul lor.
1.4.2 Planşeele pot fi realizate şi din elemente prefabricate, cu condiţia ca soluţiile de îmbinare să asigure planşeului exigenţele menţionate la 2.4.1.
1.4.3 Se va urmări ca prin forma în plan aleasă pentru planşeu şi prin dispunerea adecvată a golurilor cu diferite destinaţii (pentru scări, lifturi, instalaţii, echipamente) să nu se slăbească exagerat planşeul după anumite secţiuni, în care să apară riscul de rupere la acţiunea unor cutremur de intensitate mare.
    Rosturi
1.5.1 Se vor prevedea, după necesităţi, rosturi de dilatare-contracţie, rosturi seismice şi/sau rosturi de tasare.
Se va urmări ca rosturile să cumuleze două sau toate cele trei roluri menţionate.
1.5.2 În vederea reducerii sub limite semnificative, din punct de vedere structural, a eforturilor din acţiunea contracţiei betonului şi a variaţiilor de temperatură, precum şi a torsiunii generale la acţiuni seismice, lungimea “L” a tronsoanelor de clădire, ca şi lungimea “l” între capetele extreme ale pereţilor (fig.2.4) nu vor depăşi, de regulă, valorile date în tabelul 1.


 


Tabelul 1

Tipuri de planşeu

L (m)
 l (m)
Planşeu din beton armat monolit sau planşeu cu alcătuire mixtă (din predale prefabricate cu o placă de beton armat)
60
50
Planşeu prefabricat cu o suprabetonare de 6-7 cm
70
60

Distanţa dintre rosturi poate fi mai mare decât cea din tabelul 1, dacă se iau măsuri constructive speciale (utilizarea de betoane cu contracţie foarte mică, armări puternice, adoptarea unor rosturi de lucru deschise timp suficient etc.) şi/sau se justifică prin calcul că se poate controla adecvat procesul de fisurare.
1.5.3 Dispunerea rosturilor seismice şi lăţimea acestora vor respecta prevederile din paragraful 4.4 al normativului P100/92.
În cazul unor tronsoane de clădire vecine, cu înălţime şi alcătuire similare, lăţimea rostului poate fi redusă până la dimensiunea minimă realizabilă constructiv.
1.5.4 În cazul în care construcţia este alcătuită din corpuri cu mase pronunţat diferite (de exemplu, au înălţimi foarte diferite), sau când acestea sunt fundate pe terenuri cu proprietăţi substanţial diferite, rosturile vor traversa şi fundaţiile, constituind şi rosturi de tasare.
    Infrastructura
1.6.1 Pereţii structurali, individuali (în consolă) sau cuplaţi vor fi prevăzuţi la partea lor inferioară cu elemente structurale care să permită transmiterea adecvată a solicitărilor  pereţilor la terenul de fundare.
Ansamblul acestor elemente structurale, care pe lângă fundatii, poate include, atunci când există, pereţii subsolului sau a mai multor niveluri de la baza structurii, alcătuieşte infrastructura construcţiei.
În raport cu mărimea solicitărilor care apar la baza pereţilor structurali şi configuraţia pereţilor subsolului se pot prevedea diferite soluţii, dintre care cele mai importante sunt:
a)    Fundaţii izolate de tipul celor adoptate în cazul stâlpilor structurilor în cadre, dar cu proporţii şi dimensiuni corelate cu mărimea eforturilor din pereţii structurali.
Un tip special de fundaţii din această categorie îl constituie fundaţiile realizate sub pereţi care se pot roti liber la bază (vezi fig.9.8), de exemplu fundaţii cu cuzinet şi bloc de beton simplu.
b)    Grinzi de fundaţii pe una sau două direcţii, constituind fundaţiile comune pentru mai mulţi pereţi.
c)    Infrastructuri realizate sub forma unor cutii închise cu mare rigiditate şi cu mare capacitate de rezistenţă la încovoiere, forţă tăietoare şi torsiune, alcătuite din planşeul peste subsol, pereţii subsolului, fundaţiile şi radierul (eventual placa pardoseală de beton armat).
       Alcătuirea elementelor nestructurale
1.7.1 Se recomandă utilizarea elementelor de compartimentare uşoare, care să poată fi modificate sau înlocuite pe durate de exploatare a construcţiilor şi care să fie cât mai puţin sensibile la deplasări în planul lor.
1.7.2 În cazul pereţilor executaţi din materiale rezistente (de exemplu, din zidărie de cărămidă) se va urmări, ca prin alcătuirea lor (dimensiuni, poziţia şi dimensiunea golurilor) şi modul lor de prindere de elementele structurale, să se evite realizarea unor interacţiuni nefavorabile şi să se asigure limitarea degradărilor în pereţi în conformitate cu prevederile normativului de proiectare antiseismică.

2) EXIGENŢE GENERALE DE PROIECTARE

        Probleme generale
Proiectarea construcţiilor cu pereţi structurali trebuie să urmărească satisfacerea tuturor exigenţelor specifice de diferite naturi (funcţionale, structurale, estetice, de încadrare în mediul construit, de execuţie, de întreţinere şi de reparare/consolidare, etc), în funcţie de condiţiile concrete pe amplasament (geotehnice, climatice, seismice, vecinătatea cu alte construcţii, etc.) şi de importanţa construcţiei. Astfel se poate asigura o comportare favorabilă în exploatare, cu un nivel controlat de siguranţă.
Satisfacerea exigenţelor structurale referitoare la preluarea acţiunilor de diferite categorii, în particular a celor seismice, se realizează prin:
-       concepţia generală de proiectare a structurii privind mecanismul structural de deformare elasto-plastica (si implicit de disipare de energie);
-       o modelare fidelă în raport cu comportarea reală şi utilizarea unor metode de calcul adecvate pentru determinarea eforturilor şi dimensionarea elementelor structurale;
-       respectarea prevederilor prezentului Ghid şi ale celorlalte prescripţii sub incidenţa cărora se află construcţia, referitoare la calculul, alcătuirea şi execuţia tuturor elementelor structurale şi nestructurale.

        Exigenţe privind mecanismul structural de disipare a energiei
       (mecanismul de plastificare)
     Obţinerea unui mecanism structural de disipare a energiei favorabil sub acţiuni seismice de intensitate ridicată în cazul construcţiilor cu pereţi structurali de beton armat implică:
-       dirijarea deformaţiilor plastice în grinzile de cuplare şi la baza pereţilor;
-       cerinţe de ductilitate moderate şi cât mai uniform distribuite în ansamblul structurii;
-       capacităţi de deformare postelastică substanţiale şi comportare histeretică stabilă în zonele plastice;
-       eliminarea ruperilor premature, cu caracter fragil, datorate pierderii ancorajelor, acţiunii forţelor tăietoare, etc.;
-       eliminarea apariţiei unor fenomene de instabilitate care să nu permită atingerea capacităţilor de rezistenţă proiectate.
De regulă, prin proiectarea structurală trebuie să se asigure o comportare în domeniul elastic pentru planşee şi sistemul infrastructurii cu fundaţiile aferente.
        2.1 Exigenţe de rezistenţă şi de stabilitate 
         
-       Exigenţele de rezistenţă impun ca acţiunile seismice de intensitate mare să nu reducă semnificativ capacitatea de rezistenţă a secţiunilor celor mai solicitate ale structurii.
-       Practic, se consideră că cerinţele de rezistenţă sunt satisfăcute, dacă în toate secţiunile capacitatea de rezistenţă, evaluată pe baza prevederilor din STAS 10107/0-90, cu precizările din prezentul Ghid şi în condiţiile respectării regulilor de alcătuire prevăzute de acestea, este superioară, la limită egală, cu valorile de calcul maxime ale eforturilor secţionale.
-       Elementele structurale trebuie înzestrate cu rezistenţă necesară în toate secţiunile astfel încât să fie posibil un traseu complet, fără întreruperi şi cât mai scurt, al încărcărilor de la locul unde sunt aplicate până la fundaţii.
-       Exigenţele de stabilitate impun evitarea pierderii stabilităţii formei (voalării) pereţilor în zonele puternic comprimate şi eliminarea fenomenelor de răsturnare datorate unei suprafeţe de rezemare pe teren insuficiente.
-       Tot în categoria fenomenelor de instabilitate, care trebuie evitate, se încadrează şi situaţiile în care distribuţia în plan a pereţilor duce la excentricităţi exagerate ale centrului maselor în raport cu centrul de rigiditate al pereţilor structurali, în absenţa unor pereţi care să preia în mod eficient momentele de torsiune generală
2.2 Exigenţe de rigiditate
Construcţiile cu pereţi structurali vor fi prevăzute prin proiectare cu o rigiditate la deplasări laterale în acord cu prevederile normativului de proiectare seismică.
De asemenea, rigiditatea pereţilor structurali trebuie să fie suficient de mare pentru a asigura şi condiţia de necoliziune la rosturi a tronsoanelor de clădire vecine, cu caracteristici de vibraţie pronunţat diferite.
2.3 Exigenţe privind ductilitatea locală şi eliminarea ruperilor cu caracter neductil 

Condiţia de ductilitate în zonele plastice ale structurilor cu pereţi de beton armat are în vedere asigurarea unei capacităţi suficiente de rotire postelastică în articulaţiile plastice, fără reduceri semnificative ale capacităţii de rezistenţă în urma unor cicluri ample de solicitare seismică.
În mod practic condiţia de ductilitate locală se exprimă printr-un criteriu de limitare a înălţimii relative a zonei comprimate a secţiunilor sau, în cazul elementelor verticale, pentru evaluări preliminare, printr-un criteriu echivalent, mai aproximativ, de limitare a efortului unitar mediu de compresiune.
În vederea mobilizării capacităţii de ductilitate la solicitarea de încovoiere cu sau fără efort axial, se va asigura, prin dimensionare, un grad superior de siguranţă faţă de ruperile cu caracter fragil sau mai puţin ductil, cum sunt:
-       ruperea la forţă tăietoare în secţiunile înclinate;
-       ruperea la forţele de lunecare, în lungul rosturilor de lucru sau în lungul altor secţiuni  prefisurate;
-       pierderea aderenţei betonului la suprafaţa armăturilor în zonele de ancorare şi de înnădire;
-       ruperea zonelor întinse armate sub nivelul corespunzător eforturilor de fisurare.
În acelaşi scop sunt necesare măsuri pentru evitarea fenomenului de pierdere a stabilităţii zonelor comprimate de beton şi a armăturilor comprimate
      2.4  Exigenţe specifice structurilor prefabricate
-       Proiectarea structurilor rezultate din asamblarea unor elemente prefabricate de perete, de suprafaţă sau liniare, trebuie să urmărească obţinerea unei comportări practic identice cu cea structurilor similare realizate din beton armat monolit.
-       În acest scop, îmbinările verticale, orizontale sau după alte direcţii între elementele prefabricate vor trebui să fie solicitate în domeniul elastic, sub încărcările care corespund stadiului ultim pentru structura în ansamblu.
-       Valorile forţelor de lunecare şi ale celorlalte forţe care intervin la dimensionarea elementelor de îmbinare vor fi cel puţin egale cu valorile asociate mecanismului de plastificare structural.