5/11/2018 NE019-03

1/25

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR~I TURISMULUI

CALOULUL ~I ALCATUIREA STRUCTURILOR DEREZISTENTA OIN LEMN AMPLASATE iN ZONE SEISMICE(prezenta reglementare tehnica completeaza normativul

pentru proiectarea antiseismica a constructillor delocutnte, social-culturale ,i industriale - Pi 00-92 -la capitolullX, referitor la constructllle din lemn)

INDICATIV NE 019-2003

Elaborat de:Universitatea Tehnica de conslructu - Bucuresti

Facultatea de Constructii Civile, Industriale ~iAgricoleCatedra de constructii civile, inginerie urbana ~i tehnoloqlca

Rector:Responsabil tema:~ef de lucrare:Consultant:

prof. dr. ing. Petre pATRUTprof. dr. ing. Maria DARIEing. Daniela TApU$1prof. dr. ing. Mihai VOICULESCU

Avizat de:DIRECTIA GENERALA TEHNICA - MTC.T.Director general:Responsabil de tema:

ing. Ion STANESCUing. Ion NICULESCU

4

CUPRINS Principii de proiectare antiseismici 7 Alcituirea de ansamblu a constructiilor din lemn 9 Comportarea imbinarilor la actiuui seismice 12Relatii de calcul pentru determinarea incarcarii seismicepentru calculul de rezistenta........... 16

ap. 1. INTRODUCERE 201.1.Concepte de proieetare 20

ap. 2. REGULI CONSTRUCTIVE PENTRUSTRUCTURILE DIN LEMN SITUATE iN ZONESEISMICE 212.1. Continuitatea structurala, 212.2. Simplitatea structurale 252.3. Regularitatea constructiei 25

2.3.1. Criterii de regularitate pentru cladiri regulatesi cu regularitate medie 27

2.3.2. Configuratia pe inaltirne 30.2.4. Uniformitate, simetrie ~iredundanta 32

5

5/11/2018 NE019-03

2/25

2.5. Rezistenta bi-directionala si rigiditatea sistemului. structural.... . 32

2.6. Rezistenta Iatorsiune si rigiditatea sistemuluistructural 32

CALCULUL ~I ALCATUIREASTRUCTURILOR DE REZISTENTA DINLEMN AMPLASATE iN ZONE SEISMICE(prezenta reglementare tehnica completeaziinormativul pentru proiectarea antiseismida construetiilor de loeuinte, social-culturale,i industriale - P 100-92 ~ la cap. IX,refer itor la eonstructiile din lemn)

Indicattv NE 019-2003

Cap. 3. iMBINARILE LA STRUCTURILE DIN LEMNSUPUSE ACTIUNII SEISMICE 333.1. Ductilitatea 343.2. Comportarea ciclica ~i disiparea de energie 363.3. Comportarea diferitelor tipuri de imbinari 383.4. Elemente de lmbinare de tip tije (cuie, agrafe si

suruburi) 393.5. Comportarea seisrnica a tmbinarilor mecanice .; 413.6. Reguli pentru Imbinari 41

1 . PRINCIPII DE PROIECTARE ANTISEISMICA.1.1. Constructiile din lemn trebuie proiectate tinand cont deunul din urmatoarele concepte:a. Comportare structuralii disipativii - este consideratecapacitatea unei part:i structurale (zone de disipare) sa reziste actiunii

seismice prin incursiuni dincolo de Iimita elastica. Cand se folosestespectrul de raspuns elastic, factorul \V este luat mal mic ca 0,66;

Cap. 4. RASPUNSUL STRUCTURII LA ACTIUNI \jI depinde de clasa de ductilitate.44 ZoneJe disipative vor fi localizate in imbinari ~i conectoriSEISMICE metalici, luand in considerare ~i eventualele influente locale datorate4.1. Expresia fortelor seismice de cod 45 tijelor care se deformeaza, iar elementele din lemn raman in domeniul46 d I '-.2. Amortizare e comportare e astica,4.3. Coeficientul de comportare \V 48 _ . .. . _ . ..b. Comportare structurala putin disipativii - efectele actiunu4.4 ..Sernnificatia coeficientului \V ~ 50 sunt calculate pe baza unei analize globale elastice.. tara a lua in

considerare comportarea neliniara a materialului. Cand se folosestespectrul de raspuns elastic, factorul \jJ trebuie luat mai mare ca 0,66.Bibliografie 52 r---------__....----;r-:--~--:-_:__::=-::-==-:-:-::-------,

Ap ro ba t d e: M IN IS TRULTRANSPORTURlLOR,C ON ST RUCT IIL OR ~ ITURISMULUI ,c u o rd in ul n r. 3 04 din 1-6.09.2003

E la b or at d e:U n iv er si ta te a T eh ni ca d eCons tr uc ti i - B u cu re st i

6 7

5/11/2018 NE019-03

3/25

1.2. Proiectarea detaliilor constructive este foarte importapentru constructiile din lemn situate 'in zon.~seismice. Tre~uie asi~~traseul eforturilor in ansamblul structuru de la sol ~I fundatiiacoperis ~i invers (prin forma structurii si conti~~itate)~ ~r~eumexistenta unei rezerve de rezistenta suficienta (ductilitate ~I disipareenergie).

1.3. Principiile care guverneaza proiectarea impotriva hadului seismic sunt:~ continuitate structurala;

~ simplitatea structurala;~ regularitatea constructiei;- uniformitate, simetrie ~i redundanta;- rezistenta bi-directionala si rigiditate;- rezistenta la torsiune si rigiditate.

1.4. Plastificarea si disiparea deenergie poate sa se producaimbinarile diferitelor elemente doar in cazul imbinarilor semirig(irnbinari mecanice realizate cu elemente de imbinare metaliee).

1.5. Lemnul pus in opera se comporta:- fragil , la intindere transversals pe fibre, la forfecare,intindere axiala, la incovoiere;. - semiductil, la compresiune axiala;

- ductil, la compresiune transversala,1.6. 0 clasificare a structurilor este realizata in functie

comportarea lor plastica si de capacitatea lor de disipare de energie.definesc trei clase de ductilitate statica (tabel 1y .

Ductilitatea statica ~s a imbinarilor este definita ca fiiraportul dintre deplasarea corespunzatoare fortei maxime atinsedecursul incercari i sub incarcare monoton crescatoare si deplasacorespunzatoare stari iii mi i: i elastice:

~s ::= 8~ I by [1 ]

8

Tabell.Clase de ductilitate statica

e lase DuctiJ ita te J . L SI Infer io 'ara (arce e ll 2 s au 3 a rtieula~ i, g rin zi e tc.) 1 . ,. 3II M e d i e ( sa rp an te a sa m bla te e u b ulo an e, e ad re e u 3 ... 6im b in ar i e u b ul oa ne e tc .)II I S up erio ara ( s tr uc nir a d in p a no ur i) 6 .. , 12

2. ALCATUlREA DE ANSAMBLUA CONSTRUCTIILOR DIN LEMN2.1. Simplitatea structurala caracterizata prin existenta unorelemente clare ~i directe de transmitere a fortelor seismice, este un

obiectiv important de urmat de cand modelarea, analiza, dimensio-narea, detalierea ~j conceperea unei structuri simple conduce la maiputina incertitudine si astfel predictia unei comportari seismiee estemai sigura.

2.2. Constructi ile se clasifica in functie de regularitatea lorstructural a in:~ structuri regulate;~ strueturi ell regularitate medie;- structuri neregulate.

2.3. Cerintele de alcatuire neeesare pentru structurile regulate ~ieu regularitate medie sunt:1. Structura nu trebuie sa aiba nici un element portantvertical a carei sarcina sa nu se transmits in linie directs lafundatie. Dad contravantuirea este asigurata printr-un numar

sufieient de pereti, se poate aprecia eil acest criteriu esterespectat.

9

5/11/2018 NE019-03

4/25

2. in concordanta cu rigiditatea laterala si distributiamaselor, structura unei cladiri ' trebuie sa fie aproximativsirnetrica in plan d up a d ou a axe ortogonale.

3. Constructia trebuie sa aiba cel putin trei planuri decontravantuire non-concurente ~ide rigiditati comparabile.

4. Rigiditatea in plan a planseului trebuie sa fie suficientde mare in comparatie cu rigiditatea laterala a elementelorstructurale verticale, astfel incat deformatia planseului sa aibaun efect redus in distributia fortelor in elementele structuraleverticale. Formele in plan de L, I', H, I, X trebuie analizateatent, mai ales in ceea ce priveste rigiditatea bratelor laterale,care trebuie sa fie comparabila cu cea a parti i centrale, pentru asatisface conditia de diafragma rigida.

5. Forma constructiei in plan, ca ~i distributia de mase ~irigiditati pe Inaltime trebuie sa satisfaca anumite conditii deregularitate: '

a. Forma constructiei in plan trebuie sa prezinte 0 configu-ratie simetrica in raport cu cele doua directii ortogonale.b. Forma constructiei trebuie sa prezinte 0 continuitate

regulata in sens vertical, in raport cu cele doua directiiortogonale.c. Configuratia in plan trebuie sa fie compacta, adicafiecare planseu sa fie delimitat de un poligon convex. incazul in care in plan exista intninduri ~i iesinduri,conditia de regularitate este indeplinita daca acestea nudepasesc 5 % din aria planseului, _

d. Raportul intre laturile cladirii A =: L, I Ly nu trebuie safie rnai mare de 4. Daca nu este indeplinita aceastaconditie, se prevede introducerea de rosturi.

e. La fiecare nivel si pentru fiecare directie de analiza x ~iy, excentricitatea structuralasi raza de torsiune trebuiesa satisfaca doua conditii (exprimate pentru directia deanaliza.y) (fig. 2.7):

(2]10

[3]eo. . distanta intre centrul de rigiditate ~icentrul maselor,

masurata pe directia x, normals pe directia analizata;r, radicalul 'raportului intre rigiditatea la torsiune ~irigiditatea laterala in directia j;

I. . raza de giratie a planseului in plan.2.4. Uniformitatea este caracterizata printr-o distributie unifor-rna a elementelor structurale in plan ~i pe verticals, care permitetransmiterea directs a fortelor de inertie create in masele distribuite alestructurii. Daca este necesar, uniformitatea poate fi realizata printmpartirea intregii structuri prin rosturi seismice in unitat i dinamice

independente.Uniformitatea este, de asemenea, importanta ~ pe inaltimea

structurii deoarece tinde sa elimine aparitia zonelor sensibile undeconcentrari le de eforturi sau cerintele de ductili tate pot conduce la uncolaps prematur.

2.S.Utilizarea uniforma a elementelor structurale distribuitecreste redundanta ~i permite 0 redistribuire favorabila a efecteloractiunilor ~i0disipare de energie in intreaga structura,2.6. Elementele structurale trebuie distribuite in plan dupa

directii ortogonale, fiind asigurate rezistente si rigiditati comparabilein ambele directii principale.

2.7. Caracteristicile de rigiditate structurala trebuie stabilite inscopul minimizarii efectelor actiunii seismice si limitarea dezvoltariideplasarilor excesive care pot conduce la instabilitate datorita efecte-lor de ordin dol sau la distrugeri locale.

2.8. Pe langa rezistenta laterals ~i rigiditate, structurile trebuies a aiba 0 rezistenta la torsiune ~i rigiditate adecvata pentru a Iimita11

5/11/2018 NE019-03

5/25

efectele de torsiune care au tendinta de a solicita neuniform diferiteelemente structurale. Pentru aceasta, 0solutie 0 constituie pozitionareaelementelor structurale la extrernitati Ie structurii.

3. COMPORT AREA iMBINARILOR LAACTIUNI SEISMICE3.1. Imbinarile mecanice au 0 ductilitate buna, nu sunt sensibilela sarcini repetate si au capacitate de disipare de energie.3.2. Pentru a se evita ruperea prin fisurare prernatura, trebuie

respectate reguli privind distantele dintre ti je ~i dintre tije si capatulelementului din lemn care sunt stabilite astfel Incat sa asigure 0comportare ductila (cf. NP 005/03 - "Cod pentru proiectarea construe-tiilor din lemn"), Majorarea spatiilor dintre pieseie de imbinare ~i fatade limitele elementului din lemn contribuie la cresterea rezistentei lafisurare si, in consecinta, la ductilitatea imbinarii.

3.3. Fisurarea poate fi prevenita prin adaugarea jn zona deimbinare a unor materiale de ranforsare, cu 0 buna rezistenta laintindere transversala, precum contraplacile, in acest fel, fisurarea estemai bine stapanita si este asigurata plastificarea elementelor de otel,Aceste doua concepte pot sa confere lmbinarii 0 comportarepostelastica corespunzatoare (in termeni de ductilitate). Capaeitatea dedisipare de energie poate fi imbunatatita prin alegerea de tije zvelte,care permit forrnarea de articulatii plastiee. Fisurarea este Iimitataatunei cand grosimea lemnului creste in raport cu diametrul tijelor.

3.4. Pentru a evita orice pierdere inacceptabila de rezistenta,trebuie respeetate urmatoarele trei principii:

- proiectarea pieselor de fixare care sa impiedice srnulgereaelementelor din imbinare;

] 2

- prevenirea utilizarii de materiale care au 0 rupere fragiJa;- utilizarea unor materiale cu 0 buna comportare subsarcini repetate.

3.5. Elemente de imbinare de tip tije(cuie, agrafe ~isurubnri)

Cu exceptia elementelor din otel dur, cuiele, agrafele ~iuruburile au 0 comportare plastica, Cresterea lungimii de patrunderetijei in elementul de lernn previne riscul de smulgere. De asernenea,u sunt recomandate cuiele lise. Un coeficient de zveltete al tijei maiare ca 8 garanteaza 0 buna ductilitate.

Pentru imbinarile intre panourile de placaj pe structura de lemn,omportarea ductila se manifests atunci cand coeficientui de zvelteteI t ijei este mai mare ca 4. incercari pe panouri cu structura din lemnmbinate cu euie demonstreaza 0 ductilitate sporita ~i 0 capacitateare de disipare de energie.

3.6. Brose (dornuri)Imbinarile cu tije metal ice zvelte au capacitatea de a plastifica

acelasi timp otelul !1i lemnul din imbinare, ceea ce permite 0isipare buna de energie. Coeficientul de zveltete al domului trebuiea fie mai mare ca 8, ca sa se obtina 0 ductilitate bun a , Pentru tijeasive si distante normale intre tije, plasticitatea depinde numai deapacitatea portanta a lemnului,

3.7. BuloanePentru irnbinarile cu buloane, tolerantele din pregaunre

,rovoaca neregularitati in distributia eforturilor. Suprasarcinile carefecteaza, in consec int a , anum ite buloane pot provoca fisuri in pieselein lernn, reducand distributia eforturilor in imbinare. in zonele

13

5/11/2018 NE019-03

6/25

3.8. Inele

seismice se recornanda realizarea cu precizie a acestor _imbinari ~~utilizarea de preferinta a buloanelor zvelte. Buloanele eu dl~~etru malmare de 16 mm se deformeaza putin si, prin urmare, disiparea deenergie este scazuta, Este recomandata utilizarea buloanelor impreunacu crampoanele eu dinti,

Din cauza capac iHiti ireduse de def~rm.are _plastid., u~tili~~~acestor mijloace de imbinare nu este indicata pentru imbinaridisipative.

3.9. Crampoane (inele cu dinti)Daca sunt bine coneepute, acestea sunt eapabile de 0 buna

comportare plastica, Pentru prevenirea fisurarii lemnului, trebuierespectate distantele dintre dinti.

3.10. Conectori cu dinti ambutisatiIn cazul utilizarii conectorilor cu dinti , exista eventualitatea

unei rupturi fragile a placii ~i a smu~ge!ii ~inti.lo~.. i n :onsecinlii, nusunt recomandati pentru utilizarea lor in imbinari disipative,3.11. Reguli pentru Imbinari1. Se recomanda evitarea utilizarii de elemente comprimate ~i airnbinarilor acestora (imbinarile prin chertare), care pot ceda

din incarciiri alternante.2. Buloanele ~idornurile vor fi fixate prin prega~ri:e. ~Bul?a~~lle~idomurile mari (d> 16 mm) nu vor fi felosite in imbinari e

14

lemn pe lernn si metal pe lemn, exceptand combinatiile cualti conectori,3. Dornurile, cuiele netede ~i scoabele nu vor fi folosite rara

rezerve aditionale (piese suplimentare de s tran gere - buloane-care se dispun in noduri sau pe lungimea elementuluicompus pentru a strange pachetul de bare) impotrivaretragerilor. .

4. in eazul incarcarii perpendiculars .pe fibre, rezervele aditio-nale vor f folosite pentru evitarea despicarii lemnului.5. Panourile cu structura din lemn imbinate cu cuie prezinta 0cornportare ductila, superioara. Trebuie ca panoul sa fie

produs din lemn sau pe baza de lemn cu grosimea tl > 4d,d fiind diametrul cuiului < 3,1 mm.6. 1mbinarile cu cuie ~i dornuri, lemn pe lemn sau metal pe

lemn sunt suficient de ductile atunci cand grosimea minimaa lemnului irnbinat este de 8d~i diametrul brosei d < 12 mm.7. Toate reazemele trebuie sa aiba 0 legatura mecanica,

Elementele de fixare si suporturile trebuie eoneepute astfellncat sa se evite ea elementele sa iasa din suportul lor.8. Zonele disipative trebuie sa indeplineasca u rma to ar el e c er in te :

a. in imbinarile eu cuie, buloane si domuri de tip lemn pelemn ~i lemn pe metal, grosimea minima a elementelorimbinate este de I O d , iar diametrul minim al elementului deimbinare d nu trebuie s , i i depaseasca 12mm.b. In peretii smicturali si diafragme orizontale,elementele de placaj vor fi pe baza.de lernn.cu 0 grosime deminim 4d si diarnetrul cuiului d nu trebuie sa depaseasca3,1 mm. -

Daca aeeste cerinte nu sunt indeplinite, dar este asiguratao grosime minima de 8d pentru cazul a. ~i 3d pentru eazul b..se vor uti Iiza valorile reduse pentru coeficientul de cornpor-tare \ji, date in tabelul 3.

15

5/11/2018 NE019-03

7/25

9. Sunt considerate ca zone disipative in noduri, numai acemateriale ~i imbinari mecanice care au 0 comportare corepunzatoare la sol icitarea de oboseala,

10. Imbinarile incleiate sunt considerate zone ne-disipative,11. Imbinarile prin chertare pot f folosite atunci cand

capacitate suficienta de disipare de energie, Tara a prezenriscul cedarii la forfecare sau intindere perpendicularafibre.

12. Pentru materiale de finisaj (placaje) pentru pereti ~i planstrebuie satisfacute urmatoarele conditii:

a. Placile din produse aglomerate derivate au densitatspecifica de eel putin 650 kg/rrr';

b. Placile din placaje au grosimea de eel putin 9 rnrn;c. Placile din PFL ~i PAL au grosimea de eel putin 13 m

4. RELATII DE CALCUL PENTRUDETERMINAREA iNCARCARII SEISMICEPENTRU CALCULUL DE REZSITENTA4.1. Relatia de calcul pentru determinarea incarcarilor seismi

statice echivalente corespunzatoare directiei de rniscare considerpentru teren ~i modului propriu de vibratie r se determine cu rela(PI 00/92):

S, = crGc, = a. . k, . 1 3 , . Er . \V

[3][4]

unde: c, eoeficient seismic global corespunzator moduluide vibratr;

G -rezultanta Incarcarilor gravitationale pentru intreaga structura;0:. coefieient de importanta a structurii, in functie de clasa

importanta a cladir ii;

16

k, coeficient in functie de zona seismica de calcul a amplasa-mentului;1 3 , coeficient de amplificare dinarnica in modul r de vibratie, infunctie de cornpozitia spectrala a miscarii seismice deamp Iasament;

E, coeficientul de e ch iv ale nta l ntre sistemul real si un sistem euun grad de libertate corespunzator modului de vibratie r ;

\V coeficient de reducere a efectelor actiunii seismice tinandseama de ductilitatea structurii, de capacitatea de redistri-butie a eforturilor, de ponderea cu care intervin rezervele de.rezistenta neeonsiderate in calcul, preeum si de efeetele deamortizare a vibratiilor, altele decat cele asociate structuriide rezistenta.

Coeficientii din expresia fortei seismiee echivalente au aceleasisemnificatii ea pentru toate tipurile de constructii, eu exceptiacoeficientului \V pentru care se rae 0 ser ie de precizari in eontinuare.

4.2. Factorul de amortizare l; (%) pentru strueturi din lemn(strueturi cu purine elemente secundare), in functie de tipul imbinariiare urmatoarele valori:

- din lemn lamelat incleiat S = 4;-lmbinate ell buloane S = 4;-'imbinate cu cuie S = = 5.

4 .3 . D aca coeficientul de arnortizare S "" 5 %, spectrele dedimensionare trebuie corectate eu coeficientul p:, p = [5/~t,4 [5 ]

4.4. CoeficientuI de corect ie p pentru structuri din lemn cuputine elemente secundare:

- din lemn lamelat incleiat p = = 1.09;- imbinate cu buloane p = = 1,08;- imbinate cu cuie p = 1.

17

5/11/2018 NE019-03

8/25

4.5. Valorile eoeficientului de redueere \jJ sunt asoeiatespeetrelor de dimensionare si tin eont de influenta eoeficientului deamortizare propriu fiecarei constructii. In concordanta cu eomportarealor ductila ~i eapaeitatea de disipare de energie sub actiuni seismice,strueturile din lemn trebuie sa apartina uneia dintre eele trei elase deductilitate in care eoefieientul de reducere \j J are valorile din tabelul 2.

Tabel2.Coeficienti de reducere \jJ pentru structuri

0 ,2 0 . .. 0 ,3 3

T ip d e s tr ue tu ra StruclurireQulaleS t ruc lur i non -d is ipa t ive :

- c o ns o le- g rin zi e u im b in ar i in c on so ta

S t rue tu ri eu 0 c ap acita te r ed usa d e d isip ar e d e e ne rg ie : sa rp an te a sa m bla te e u b ulo an e ( duc tilit ate II)- sa ro arte a sa mb la te e u e uie

0 ,5 0 ... 0 ,8 0- ~ ar pa nle a sa m bla te cu b ulo an e ( du ct ilita le I II)- sa rp an te a sa m bla le cu e uie ( duc lilila le III ) 0 ,3 3 .. . 0 , 66

C a dr e cu im b in ar i e u b ulo an e ( du ctilila te I II ) 0 ,25S t ru et ur i e u 0 c ap acita te r ecu sa d e d is ip ar e d e e ne rg ie( d uc ti li la t e I II )

- g r in z i- a re e e u 2 sa u 3 a rticula ~i sa rp an te a sa m bla te e u co ne eto ri sa u in ele str uc tu ra d in p an ou ri e u f ete lip ile

0,66

S tr uc lu ri e u 0 ca pa cit ate m e die d e d isip ar e d e e ne rg ie : ca dre cu im bin ari e u b ulo an e (d uctilita te II)

0 ,40 . .. 0 ,50S t ruct ur i c u 0 c ap acita te m a re d e d isip ar e d e e ne rg ie :

s fr uc tu ra d in p a no ur i ( du et il it at e I II )

Pentru strueturi eu regularitate medie, coeficientul \jJ sernajoreaza cu 15 % fata de valorile din tabel. Pentru strueturi neregu-late, eoefieientul \j J se majoreaza eu 40 % fata de valorile din tabel.Elementul structural eel mal putin duetil din ansamblulstructurii de rezistenta determina valoarea coeficientului \jJ.

18

4.6. Daca elementele zonelor disipative nu indeplinesc eondi-tiile cerute in paragraful 3.6, punctul b., eoeficientul \j J se ia conformvalorilor din tabelul 3.

Tabel3.Tipuri structurale si coeficient urredus. T i p u ri d e s tr uc tu ri Coef ic ientd e c ompor ta r e 1 . 1 1

P o rta I e e u n od ur i im b in at e e u b ulo an e ~ i d o rn ur iP er e\ i d in p an our i im b in ati c u c uie 0.400.25

!

19

5/11/2018 NE019-03

9/25

Cap. 1. - INTRODUCEREAbordarea rnoderna a proiectari i cladirilor situate in zone

seismice consta in aceea ca structurile sa reziste la un seism "deserviciu" (moderat, cu 0perioada de revenire de 50 de ani) Taraa aveadeforrnatii sau degradari importante. De asemenea, structurile trebuiesa reziste si la un seism ultim (cu 0 perioada de revenire de 250 deani), suferind degradan importante, dar sa nu intre in colaps.Capacitatea portanta de rezistenta a unei structuri de a suporta defor-matiile plastice ale componentelor sale si de a disipa energie tara a serupe reprezintii factorul esential al capacitatii portante de a rezista la 0actiune seism ica (Cecotti, 1989).

1.1. Concepte de proiectareConstructiile din lemn trebuie proiectate tinand cont de unul dinurmatoarele concepte:a. Comportare structurald disipativd - este considerata capaci-tate a unei parti structurale (zone de disipare) sa reziste actiuniiseismice prin incursiuni dincolo de limita elastica. Cand se foloseste

spectrul de raspuns elastic, factorul \jJ este luat mai mic ca 0,66;\I f depinde de clasa de ductilitate.

Zonele disipative vor fi localizate in imbinari ~i conectorimetalici, luand in considerare si eventualele influente locale datoratetijelor care se deformeaza, iar elementele din lemn raman in domeniulde comportare elastica.

h. Comportare structurald putin disipativd - efectele actiuniisunt calculate pe baza unei analize globale elastice, Tara a lua inconsiderare comportarea neliniara a materialului. Cand se folosestespectrul de raspuns elastic, faetorul \I f trebuie luat mai mare ea 0,66.Acest concept este corespunzator clasei de ductilitate I, caracteristicunor tipuri de structuri.20

Cap. 2. - REGULI CONSTRUCTIVE PENTRUSTRUCTURILE DIN LEMN SITUATEiN ZONE SEISMICE

Experienta arata ca, pentru constructii de mici dimensiuni,egulate in plan ~i in elevatie, care se pot proiecta rapid, este necesaraespectarea catorva principii de alcatuire si de realizare a imbinarilorentru ca constructia sa reziste unui seism. Din aceasta cauza,umeroase coduri seismice dau 0 lista de exigente minime insotite dexemple explicative pentru structuri mici, la care calculul nu estebligatoriu.

Proiectarea detaliilor constructive este foarte importanta pentruonstructiile din lemn situate in zone seismice. Trebuie asigurataseul eforturilor in ansamblul structurii de la sol si fundatii lacoperis ~i invers (prin forma structurii ~icontinuitate), precum sixistenta unei rezerve de rezistenta su icienta (ductilitate si disipare denergie).

Principiile care guverneaza proiectarea impotriva hazarduluieismic sunt:- continuitate structurala;- simplitatea structural a;- regularitatea constructiei;- uniformitate, simetrie si redundanta;- rezistenta bi-directionala ~irigiditate;- rezistenta la torsiune si rigiditate.

2.1. Continuitate structuralaActiunea seismica constituie 0 actiune orizontala care actio-eaza pe ansamblul structurii, spre deosebire de actiunile verticale

are I1U actioneaza decat asupra elementelor situate direct sub incarcariIg.2.1).

2 1

5/11/2018 NE019-03

10/25

= J : : = ~ .J . . .r = < ! ' 2 f W - = ~ < l > ' , . , l I t .~ -,-__C -, - , - --" - ~ , l - - , - - - , , 1 ~ ~ . ,c__ _ '~ , , ~ -

5/11/2018 NE019-03

11/25

mare ca 2/3h, pentru a limita riscul de despicare. Este necesalegaturile din figura 2.3 b, d si e sa nu fie excentrice.

a bFig. 2.3. Detalii de proiectare a imbinarilor solicitate la intindere

perpendiculara pe fibre (a) ~i(c) comportare nefavorabila;(b), (d) ~i(e) comportare favorabila

imbiniirile trebuie sa fie capabile sa lucreze pe douaperpendiculare. De aceea irnb inarile cu contact direct pe 0 sindirectie nu sunt recomandate. I n figura 2.4 sunt exemplifieate imbieu transmitere pe d ou a d ire cti i a eforturilor. Fundatiile trebuie Ieintre ele, pentru a lucra ca un tot unitar, ca un radierdeformare a terenului.

Fig: 2.4. Dispozitii constructive pentru prevenirea pierderii contactuluipe reazeme in constructii vechi si modeme

24

2.2. Simplitatea structuralaSimplitatea structurala caracterizata prin existenta unor ele-

mente clare si directe de transmitere a fortelor seismice, este unabiectiv important de urmat avand in vedere ca modelarea, analiza,dimensionarea, detalierea si conceperea unei structuri simple conducela r na i p ut in e incertitudini ~i astfel p red ic ti a co rnpor ta ri i seismice esternai s i gu ra,

2.3. Regularitatea constructieiRegularitatea in plan si in elevatie este indispensabila pentru a

asigura 0 buna comportare la seism (efectul de torsiune rezultat inu rr n a ne regular it at il o r este greu de calculat). Este reeomandabil saconstruim cladiri regulate, chiar rara 0 simetrie perfecta, dar cu 0dispo~itie regulata sau ornogena a eomponentelor de rezistenta (fig.2.5). In cazul unor deschideri disimetrice importante, trebuie redusatendinta la torsiune a cladirii, iar metodeJe indicate de a restabili 0simetrie structurala sunt:

- creand elemente de contravantuire necesare;- rn arin d grosimea peretilor structurali.

Fig. 2.5. Exemple de repartitie a contravantuirilor ~ia elementelorde intarire. (a) ~i(e) mediocre; (b) ~i(f) medii; (e)?i (d) bune.

25

5/11/2018 NE019-03

12/25

Constructiile din lemn pot fi clasificate In functie detatea lor structural a in:- structuri regulate;_ structuri cu regularitate medie;

- structuri neregulate.Cerinlele de alcatuire necesare pentru structurile regulate ~i

regularitate medie sunt:1. Structura nu trebuie sa aiba nici un element portant vertical

carei sarcina sa nu se transmita In linie directa laDaca contravantuirea este asigurata printr-un nurnarde pereti, se poate aprecia ca acest criteriu este respectat

2. In concordanta eu rigiditatea lateral a si distributia masestructura unei cladiri trebuie sa fie aproximativ simetricaplan dupa doua axe ortogonale.

3. Construetia trebuie sa aiba eel putin trei planuri de contratvantuire non-concurente ~ide rigiditati comparabile.4. Planseele trebuie sa aiba 0 rigiditate suficientii in raport

contravantuirile verticale.5. Rigiditatea in plan a pianseului trebuie sa fie suficientmare in comparatie cu rigiditatea laterala a eleme

structurale verticale, astfel incat deformatia plan~euluiaiba un efect redus in distributia fortelor instructurale verticale. Formele In plan de L, I', H, I, Xanalizate atent, mai ales in ceea ce prive~te rigidbratelor laterale, care trebuie sa fie comparabilii cu ceapartii centrale, pentru a satisface conditia derigida.6. Forma constructiei 'in plan, ca -? i distributia de rnaserigiditati pe ina.l!ime trebuie sa satisfaca urrnatoarelc condde regularitate:6.1. Forma constructiei in plan trebuieconfiguratie simetrica in raport cu celeortogonale.

26

6i2._F?rma constructiei trebuie sa prezinte 0 continuitateregu ata In sens vertical, in raport cu cele doua di tiiortogonale. trectu2.3.1. Criterii de regularitate pentru clad] . I. a Inegu ate ~icu regularitate medieCodul de proiectare antiseismica francez PS 92 .~UR:0CODE ~, prezinta cateva criterii de regularitate In I~ncaj ~t

1~i1lt!me,reguli care sunt analizate, prelucrate ~ipropuse a ~ ~I pe~tde codul romanesc. 1 pre uatePS92 1. Forma unei constructii trebuie sa fie compacta sa . tconfiguratie sensibil simetrica pe do di tii ' prezm e 0if ." ua irec 11 ortogonale si trebuie ~ven Ice cnteru Ie din tabelul 2.1 (fig. 2.6): sa

2. R~ de .t~rs.iune (r) es~edefinit printr-un raport:A r - L rigiditate la torsiune I L rigiditate la translatie [2.1]In cazul contrav~~tuirii ve~icaJe cu pereti (fig. 2.7):

r, - (L Ixi Xi + L IYi y?) I I .2 (2 .nA r, = L t;Xi + L Iy , y /) t t; [2.2]

de' In.cazul.contravantuirii cu cadre, trebuie determinate momentelerel:;~~t[;.;~~tValente a planurilor de contravantuire si apoi aplicate

Tabel2.1

C r it e n 'i g e o m e t r ie e ( fig . 2,6)Z v e l t e t e a T J = L xi L yT o t a li ta t e a in t ra r i l o r s a u e o l lu r il o rn u t re b u ie s a d e p a se a sc a , p ef ie c a r e '

Consl ruc~ i r e g u l a t e Constructi i e ur eg u la r it a t e m e d i e: : : : ; 4

s0 , 2 5 i,s a u s0 , 2 5 L y

: : : ; 0 , 2 5 i,s a u s0 ,2 5 L y

27

5/11/2018 NE019-03

13/25

Criterii C ri te rii m e ca n ic eE x ce n tr ic il at ea s tr uc fu ra la e o

. t re bu ie s a f ie , p en tr u f le ca ren iv el ~ i f ie ca re d ir ec fie ( fig . 2 .7 )A n sa m blu l e en tr elo r d e g re ut at eG ~ i a o en tr elo r d e to rsiun e T at ut ur or e ta je lo r t re bu ie s a s ep ro ie cte ze in in te rio r p e und re pt un g hi d e la lu raR az a d e to rsiun e tre buie save r if ie e r e la f ia

t

28

I

Const ruc~ i regu la te

e o . : : ; 0,25 r~i < : : ; 0,25 L

C o n str uq ii c ur e gul a rt ta t e med i e

e o . : : ; 0;30 rI !

_~. i 'I ! i Y ," I Ii i e~1--_)(-"--++--_: -0-' .-.-.-.-.-.-.-.---I I._.~_~~_ .. _._. .__ x

!TI

0,20 t 0,30 r

(2 ~ (U -+ - Lll I 8 - e r i (2 ~ (U -+ - L;l 112- e r l -

D DJLL,_~. . . .---------------------------------~10 c = J iI!

I C 3 c:J!,!MOtU lI :0 :\ i! !L _ _ . . .. ._ . . _ , _ . . . ~ ~ _ _ . . .. _ _ . . . . .. _ _ ~ . . ._ . _ . . .. ~ _ . . .. . . .JFllJl:lnlC;L:"III1 nlldlinsii~'-II,ti

Fig. 2.6. Forme de cladiri

IiY 2

I~ I J C 2 Ix 3'"~

I Fig. 2.7. Dispunerea planurilor de contravantuire: cazul peretilor

1. Configuratia in plan trebuie sa fie compacta, adica fiecareplanseu s a fi e delimitat de un poligon convex. in cazul in care in plane x is ta i nt ra n du ri lii i es in du ri , c on di ti a de regularitate este indeplinitadaca acestea nu depasesc 5 % din aria planseului. '

2. Raportul intre laturile cladirii A =L, / Ly nu trebuie s a fie maimare de 4.3. La fiecare nivel ~ipentru fiecare directie de analiza x ~i y,excentricitatea structural a ~i raza de torsiune trebuie s a satisfaca doua

conditii (exprimate pentru directia de analiza y):eo . . : : ; ; 0,30 r,

EC8

[2.3][2.4J

(

- ,

29

. . . .

5/11/2018 NE019-03

14/25

unde:e o x - distanta intre centrul de rigiditate ~I centrul maselor,

masurata pe directia x, normala pe directia analizata;r x radicalul raportului intre rigiditatea la torsiune ~i rigiditatea

laterala in directia y;1 , 1 ' raza de giratie a planseului in plan.

2.3.2. Configuratia pe inaitimein continuare sunt prezentate criteriile de regularitate dupa

PS 92 ~iEC 8.

PS92Forma unei constructii trebuie sa prezinte 0 continuitate sen sibil

regulata In sens vertical, pe doua directii ortogonale si trebuie saverifice criterii le din tabelul 2.2.

Cri ter i iTabel2.2

Con s tr uc tl l r e gu la te Const ruc tn cur eg ula rit at e m e d ia

B ' IB? _ 0,67 B ' /8 ?_ 0 ,5 0 1e H /6 Pe HI 48 ' / B 5; 1,25 B '/8 $ 1,50 'IPe H/ 6 Pe HI 4

~0,67 $ k i/k i-l $ 1,33 0,50 skif ki - 1$ 1,50

C r ite r ii g e o me tr ic eR e tr ag er ile u nic e ~ i s im e tr ice lap a rt ea s up e rio a ra s au in fe rio a ras un l a cc ep ta bile d acaL a rg ir il e u nic e ~ i s im e tr ic e s it ua tela p ar te a in fe rio ar a su nta cc ep la te d a ca C r it er ii m e ca n ic eO is tr ib ut ia r ig id it at il or t re b uie s afie v er if ica ta p en tr u f ie ca re n iv el ~ if ie ca re d ir ec lie d e c al cu l (ki ~iki-ls un l r ig id it a~ d e ccntravanfure

, la d ou a e la je c on se cu tiv e)

30

Cri ter i i C o n s tr uc tl l r e gu la te C o nstr uC fii c ur eg ul ar it at e m e d ieD is tr ib u! ia m a se lo r t re b uie s a f iev er ific ala p en tr u f ie ca re n iv el ~ if ie ca re d ir ec lie d e c al cu l (m i ~ im-l sun t m a se le la d oua e ta jeco nse cutiv e ~ i m m asa m ed iea unui e l aj )

0 , 8 5 5; m J m i - 1 $ 1 , 1 00 ,805 ; m lm 5; 1 , 2 0

0 ,755; m lm i- l $1,150,67 s mlm 5; 1,33

unde:B -Iatimea cladirii la baza;B ' -Iatimea cladirii in zona retragerii ;H- inaltimea cladirii,

EC8 !1. Rigiditatea lateralasi mase Ie n ivel uri lor tre bu i e sa famana

.constante sau sa se reduca gradual, Tara schimbari bruste, de la primulla ultimul nive!.

2. Daca retrageri le sunt prezente, trebuie indepl inite urmatoareleconditii suplimentare:

a. Pentru retrageri graduale simetrice, retragerea la oricenivel nu trebuie sa fie mai mare de 20 % din dimensiuneaplanului anter ior pe directia retragerii.

b. Daca retragerile nu pasrreaza simetria, pe fiecare fata,suma retragerilor la toate nivelurile nu trebuie SJ fie mai marede 30 % din dimensiunea planului la primul nivel si fiecareretragere individuals nu trebuie sa fie mai mare de 10 % dindimensiunea planului anterior .

31

. .

5/11/2018 NE019-03

15/25

2.4. Uniformitate, simetrie ~i redundanta1. Uniformitatea este caracterizata printr-o distributie unifo

a elementelor structurale care permite transmiterea directa a forte Ide inertie create in masele structurii. Daca este necesar, uniformitatpoate fi realizata prin i m pa rt ir ea i nt re gi i structuri prin rosturi seisrniin unitati cu earacteristici dinamiee independente.

2. Uniformitatea este, de asemenea, importanta ~i pe inaltimstructurii deoarece tinde sa elimine aparitia zonelor sensibile unconcentrarile de eforturi sau cerintele de ductilitate pot conduce la u,colaps prematur.

3 . U tilizarea uniform s a elementelor structurale distr ibuicreste redundanta ~i permite 0 redistribuire favorabila a efecteldactiunilor ~i0 disipare de energie in intreaga structura,

2.5. Rezistenta bi-directionala si rigiditatea1. Elementele structurale trebuie aranjate in plan d up a d ir ec ti iortogonale, fiind asigurate rezistente si rigiditati comparabile iu

ambele directii principale.2. Alegerea caraeteristicilor de rigiditate structurala in scopul

rninimizarii efectelor actiunii seismice ~ilimitarea dezvoltarii deplasa-rilor excesive care pot conduce la instabilitate datorita efectelor d eordin doi sau la distrugeri locale.

2.6. Rezistenta la torsiune ~i rigiditateaPe langa rezistenta laterala si rigiditate, structurile trebuie 51

aiba 0 rezistenta la torsiune si rigiditate adecvata pentru a l i r n i t aefectele de torsiune care au tendinta de a solicita neuniform diferiteelemente structurale. Pentru aceasta, 0 solutie 0 constituie pozitionareaelementeJor structurale de rigidi zare la extrem it.WIe structuri i,

32

Cap. 3. - IMBINARILE LA STRUCTURILE DINLEMN SUPUSE ACTIUNII SEISMICEComportarea structurilor din lernn supuse la actiuni seismice

depinde in mare parte de comportarea imbinarilor supuse unui numarmic de cic1uri de incarcare. In acest capitol sunt evaluate diversemecanisme de disipare de energie, ca deformatia plastica a iemnului ~imetalului, freearea intre elemente ~iamortizarea vascoasa,Sub actiunea incarcarilor altemante, elementele din lemn au, ingeneral, 0 eomportare Iiniara, Ruperea lor este fragila, in specialdatorita defectelor de material. Disiparea de energie este slaba, cuexceptia cazurilor de eompres line transversala, Imbinarile ineleiateau, de asemenea, 0 comportare elastica si nu contribuie la deformatiaplastics a strueturii , nici la disiparea de energie. Aceasta inseamna eastructurile din lem n avand im binari incleiate sau din bare perfectarticulate pot fi considerate non-disipative, eu niei 0 posibjlitate deplastificare.

Plastificarea si disiparea de energie poate sa se produca inimbinarile diferitelor elemente doar in cazul imbinarilor semirigide(imbinari mecaniee realizate eu elemente de imbinare metal ice).

Lernnul pus in opera se comporta:- fragil, la intindere transversals pe fibre, la forfecare, laintindere axiala, la incovoiere;- semiductil, la compresiune axiala;- duetil, la eompresiune transversals.o clasificare a structurilor este realizata in functie de compor-

tarea lor plastica si de eapacitatea lor de disipare de energie.Ducti litatea statics a lmbinarilor este definita ca fiind raportul

dintre deplasarea corespunzatoare fortei maxime atinse in deeursulincercarii sub incarcare monoton crescatoare si deplasarea eorespun-zatoare stari j limita elastiee:

[3 .1 ]33

5/11/2018 NE019-03

16/25

Se definesc trei clase de ductilitate statics (tabel 3.1):TabeI3.1.

Clase de ductilitate staticaC l a s a D u c t i l i t a t e Jl SI S i a b a 1 ... 3II M e d i e 3 ... 6II I M a r e 6 ... 12

Se defineste prin aeeasta un aspect fundamental al coneepti~iseismice eare permite realizari mai economice decat eele r~~ultate dinipoteza de eomportare elastica In totalitate a structur~1. Aceastacorespunde eu impartirea actiunii seismice c~ un coe.ficient q ca~ereflecta comportarea inelastica si ductilitatea sistemului structural. InEe 8 si PS 92, coefieientul q este numit "coeficient ?e reducere aactiunii" sau coeficient de comportare", fiecare categone de structurafii~d caracterizata printr-un coeficient q. Pentru structurile din lemn,q = 1 ... 5. Pentru 0 structura perfect elastica, q =.1. Pent~u ~ ~uaun qsuperior, trebuie sa se asigure capacitatea de plastificare ~l disipare deenergie a structurii. . . .Este avantajos de a retine un coeficient de comportare ~ot~~Vlt,ceea ce necesita demonstrarea existentei ductilitatii ~ia capacitatu dedisipare de energie a imbinarilor. Aceasta ~oat~ ~. efectuata p:inreeurgerea 1a incercari specifiee sau, pentru _'mbmanle uzual: bmecunoscute, la aplicarea unor reguli constructive, care urmeaza a fprezentate in paragraful 3.6.

3.1. Ductilitateaimbinarile mecanice prezinta, in general, 0 eomportare plastics

atunei cand valorile diametrelor tijelor ~i distantele dintre randurile detije si dintre tije si rnarginea elementului din lemn sunt respectate.

34

Aceasta provine din eornportarea lemnului la eapaeitatea portanta10eal1:isociata eu plastieitatea si disiparea de energie a metalului.Curba incarcare/deplasare pentru 0 incarcare statica monotona

este caracterizata de 0 panta initiala mare (fig. 3.1, a, I). 0 datadepa~jta limita de elasticitate a elementului de imbinare si/sau acapaeitatii portante a lemnului, panta eurbei descreste pana candrezistenta limita Fmax este atinsa (fig. 3.1, a, II). Apoi, curba estedescrescatoare, (fig. 3.1, a, III), ceea ee indica ca distrugereaelementului se produce, de exemplu, prin fisurarea lemnului sauruperea otelului,

in figura 3.1 se poate distinge un eaz de comportare cvasi-liniara ~ialtul de comportare non-liniara.

in al doilea caz, se considera tg j3 = 1/6 tg u.Impreeizia deterrninarii lui Vy poate fi neglijata in calcululcoeficientului D.,. Daca eurba are 0 parte descendents dupa ce a atinsefortul maxim, inseamna ca irnbinarea mai poate prelua un procent din

eforturile sectionale care 0 solicita, I n general, se poate considera unefort cu 20 % mai mic decat efortul maxim atunei cand este luata incalcul 0ductilitate mai mare.

F F -~F I t U J X -:.:III F m a x- _F y _ , B t8~=!tga(a ) Vy VII v y (b) vy vu v(a) Cele doua pante sunt (bj'Curbura este continuuasernanatoare variabila

Fig. 3.1. Criterii de evaluare a ductilitatii statice:exemple de diferite curbe incarcare/deplasare

D s - ductilitatea;v" - deplasarea ultima,Vy - deplasarea la limita de plasticitate.

35

5/11/2018 NE019-03

17/25

3.2. Comportarea ciclica si disiparea de energieBuclele caracteristiee ale curbei lncarcare/deplasare pentru

deformatii reduse, medii sau mari, sunt inguste ~i ascutite (fig. 3.2).Ele sunt diferite de buc1ele rotunde caracteristice otelului ductil,pentru care fortele necesare pentru anularea deforrnatiilor plastice suntegale cu fortele care le-au produs in prealabil (fig. 3.3, c).

F F F.. . ---- . . . . ~-- .. .,,,v v v

- - - _ . . . .

~

v/I../I

a) b) c)Fig. 3.2. Bucle caracteristice pentru diferite niveluri de incarcarepentrutmbinari de tip tijeFig. 3.3, a - reprezinta alura buc1elor unei imb~n~ri c,u tije b~ne

conceputa, care disipa energie prin strivirea lem.nulUl ~1 p~m pla~tlfi-carea otelului, Daca tija este prea rigida ~irezrstenta la mCOVOIere,disiparea de energie se produce numai prin infundarea in lemn (fig.3.3, b).Curba anvelopa a tncarcarilor ciclice este independenta de"istoria" lncarcarii. Diferenta lntre curba anvelopa a incarcarilorciclice si curba incarcarilor monotone este mai mica de 10%, in afaracazurilor de alterare a configuratiei nodurilor (efect de smulgere).

36

F F

\I

- @ - @ t r t + c .ij~'a) t F t F (b) t F t F

Fig. 3.3. Disipareade energie Winimbinari de conceptie diferita(I - intindere; c - compresiune)

in domeniul inelastic, disiparea de energie prin plastificare estedata, pentru un semi-ciclu, de aria hasurata Ed (fig. 3.4). Raportul intreenergia disipata prin histerezis ~i energia potentiala disponibila E p senumeste "procent de amortizare vascoasa echivalent" Veq. Energiadisipata prin histerezis Ed creste cu amplitudinea buclei, in acelasilimp ce Veq ramane constant. Sunt obtinute procente intre 8 si 10%pentru imbinari bine concepute ~ipentru panouri placate.

F ~ EdI ! I l ] Ep

E"-ihq- 1 1:v P

Fig. 3.4. Disiparea de energie prin histerezisPentru vibratii le dinamice de mica amplitudine ~i in absentaelementelor secundare, coeficientul de amortizare vascoasa este

inferlor la 1%. in acelasi timp, coeficientul de amortizare vascoasa37

5/11/2018 NE019-03

18/25

datorat frecari i in imb inarile diferitelor elemente ili acorn presi uniitransversale, poate atinge 4 %; este cazul structurilor de rezistentaunde numarul de elemente de imbinare este mare. Pentru domeniulelastic, se admite un coeficient de amortizare vascoasa de 5 %.

3.3. Comportarea diferitelor tipuri de imbinariImbinarile mecanice au 0 ductilitate bun a , nu sunt sensibile lasarcini repetate si au capacitate de disipare de energie.Pentru a se evita ruperea prin fisurare prematura trebuierespectate reguli privind distantele dintre tije 9i dintre tije ~i capatul

elementuJui din lemn care sunt stabilite astfel incdt sa asigure 0comportare ductila, Majorarea spatiilor dintre piesele de lmbinare sifata de limitele elementului din lemn contribuie la cresterea rezistenteila fisurare si, in consecinta, la ductilitatea Imbinarii,

Fisurarea poate fi prevenita prin adaugarea in zona de imbinarea unor materiale de ranforsare, cu 0 buna rezistenta la intinderetransversala, ca contraplacile, In acest fel, fisurarea este mai binestapanita 9i este asigurata plastificarea elementelor de otel. Acestedoua coneepte pot sa confere imbinarii 0 comportare postelasticacorespunzatoare (in termeni de ductilitate). Este evident ea folosireaunui otel ductil, a carui capacitate de deformare este mare, este maifavorabila pentru crearea unei irnbinari ductile si disipative decatfolosirea unui otel mai dur, cu ductilitate mica. Capacitatea de disiparede energie poate fi imbunatatita prin alegerea de tije zvelte, carepenn it formarea de articulatii plastice. Fisurarea este limitata atuncicand grosimea lemnului creste in raport cu diametrul tijelor.Pentru a evita orice pierdere inacceptabila de rezistenta, trebuierespectate urmatoarele trei princi pii:- proiectarea de piese de fixare care sa impiedice smulgerea

elementelor;- prevenirea utilizarii de materiate suspecte au 0 ruperefragila;- utilizarea unor materiale cu 0 buna comportare subsarcini repetate.

38

3.4. Elemente de imbinare de tip tije(euie, agrafe sisuruburl)

Cu exceptia elementelor din otel dur, cuiele, agrafele ~i suru-burile au 0 comportare plastica, Cresterea lungirnii de patrundere atijei in elementul de lemn previne riscul de smulgere. De asemenea,nu sunt recomandate cuiele lise. Un coeficient de zveltete at tijei maimare ca 8 garanteaza 0 buna ductititate.

F(kN)0,4

v (mm)

Fig. 3.5. Comportamentul ciclic al unei imbinari eu cuie

~200I . < . 100

o

,, ~J WINII~ rl"I J e >171

f V 1 7 l-t-100200-150 o v (mm)

Fig. 3.6. Ductilitatea unei case cu structura din lemn~ipanouri de placaj

39

5/11/2018 NE019-03

19/25

Pentru imbinarile intre panourile de placaj pe structura de Iecomportarea ductila se manifesta atunci cand coefieientul de zveltal tijei este mai mare ca 4. Incereari pe panouri eu struetura din Ieimbinate eu cuie dernonstreaza 0 dueti litate sporita si 0 capacimare de disipare de energie.

Brose (dornuri)imbinarile cu ti je metalice zvelte au eapaeitatea de a plastifi t

in acelasi timp otelul si lemnul din imbinare, ceea ce p~rmite ~disipare buna de energie. Coeficientul de zveltete al dornului trebll lsa fie mai mare ea 8, ca sa se obtina 0 ductilitate buna, Pentru tfmasive ~i distante normale intre tije, plastici tatea depinde numai capaeitatea portanta a lemnului.

BuloanePentru imbinarile cu buloane, tolerantele din pregaurire provoacl

neregularitati in distributia eforturilor. Suprasare~nile ear~ afec.tea~, ~consecinta, anumite buloane pot provoca fisuri, redueand distribuaeforturilor in imbinare. in zone seismice se recomanda realizarea CI Iprecizie a acestor imbinari ~i uti Iizarea, de preferinta, a bul~ane~zvelte. Buloanele eu diametru mai mare de 16 mm se deformeaza pu1i~i, prin urmare, disiparea de energie este seazut~. ~ste recomandaliutilizarea buloanelor impreuna eu erampoaneie cu dinti.

IneleDin cauza capac itii tii recluse de deformare plastics, utilizars

acestor mijloace de imbinare nu este indicata pentru irnbinari disipative.

Crampoane (inele co dinti)Daca sunt bine concepute, acestea sunt capabile de 0 bu~comportare plastid. Pentru prevenirea fisurarii lemnului, trebule

respeetate distantele dintre dinti,

40

Conectori ell dinti ambutisatiin eazul utilizarii conectorilor Cll dinti, exista eventualitateaunei rupturi fragile a placii si a smulgerii dintilor.

3.5. Comportarea seismiea a lmbtnartlor mecaniceStadiul actual al cunostintelor sugereaza cii imbinarile secomporta mai rigid si mai rezistent pentru incarcar! instantanee decatpentru Incarcarile de scurta durata de acelasi nivel. in Iiteratura despecialitate nu este pusa in evidenta d im in ua re a s er nn ifi ca ti va deductil itate referitoare la incarcarile instantanee eomparabile cu celeseismice. Incarcarile ciclice sunt considerate ca fiind suficiente pentruobtinerea cu precizia do rita a parametriJor necesari predictieicornportarii unei structuri supuse [a un seism real.

Este suficienta cunoasterea .forrnei" de comportare ciclica aimbinarii pentru a se putea efectua calcule teoretice utilizand unprogram de calcul neliniar de analiza seisrnica, Acest calcul permitedeterminarea rezistentei unei structuri supuse la un cutremur dat, adicaa acceleratiei de ruina.

Un alt punct de subliniat este ca in cazul unui seism ciclurilesunt mai putin regulate ea in incercarile de laborator deoarece actiuneaeste v aria bila s i n ereg ula ta , astfel lncat numarul de cicluri completedescrise cu deplasare maxima este mai rnic, pe cand ciclurile mai micisunt mai numeroase.

3.6. Reguli pentru imbinariI. Elementele comprimate ~i imbinarile lor (imbinarile prin

chertare), care pot ceda din incarcar! alternante, trebuie proiectateastfel incat sa se previna separarea lor $isa ramana in pozitia initiala.

2. Buloanele si dornurile vor f fixate prin pregaurire. Buloanele~idornurile mari (d> 16 mm) nu vor f folosite in imbinarile lemn pelemn si metal pe lemn, exceptand combinatiile cu alti conectori.

41

5/11/2018 NE019-03

20/25

3. Dornuri1e, cuiele netede si scoabele nu vor fi folosite tararezerve adit ionale (piese suplimentare de strangere - buloane - care sedispun in noduri sau pe lungimea elementului compus pentru a strangepachetul de bare) impotriva retragerilor.

4. in eazul incarcarii perpendieulare pe fibre, rezervele aditionalevor fi folosite pentru evitarea despicarii lemnului.5. Panourile eu structura din lemn imbinate cu cuie prezinta 0comportare ducti la, superioara. Trebuie ca panoul sa fie un produs pebaza de lemn cu grosimea I) > 4d, d fiind diametrul cuiului < 3,1 mm.

6. Imbinarile cu cuie si dornuri, lemn pe lernn sau metal pelemn sunt suficient de ductile atunci cand grosimea minima a lemnuluiimbinat este de 8d ~idiametrul brosei d < 12 mm.

7. Toate elementele trebuie sa aiba 0 legatura mecanica,Detaliile de realizare a pieselor de fixare trebuie concepute astfel incatsa se evite deplasarile excesive (iesirea elementelor din suportul lor)ce pot conduce in final la pierderea stabilitatii ansamblului structural.

8. Zonele disipative trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte:a. In imbinarile cu cuie, buloane si dornuri de tip lemn pe

lemn si lemn pe metal, grosimea minima a elementelorirnbinate este de I O d , iar diametrul minim al elementului deimbinare d nu trebuie sa depaseasca 12 mm.

b. In peretii structurali si diafragme orizontaie, elementelede placaj vor fi pe baza de lemn cu 0 grosime de minim 4d sidiametrul cuiului d nu trebuie sa depaseasca 3,1 mm.Daca aceste cerinte nu sunt indeplinite, dar esteasigurata 0 grosime minima de 8d pentru cazul a. si 3d pentrucazul b., se vor utiliza valorile reduse pentru coeficientul decomportare ,+ " date in tabelul4.2 (cap. 4).

9. Sunt considerate ca zone disipative in nodu ri numai acelemateriaie si imbinari mecanice care au 0 comportare corespunzatoarela solicitarea de oboseala.

42

10. Imbinarile incleiate sunt considerate zone ne-disipative..11. imbinarile prin ehertare pot fi foJosite atunei cand dovedesc

cap~c.l~ate suficienta de disipare de energie, tara a prezenta risculcedarll la forfecare sau intindere perpendiculara pe fibre ... 12. :entru materiale de finisaj (placaje) pentru pereti si planseetrebUle satisfacute urmatoarele conditii:

. a: Placile din produse aglomerate derivate au densitateaspecifica de eel putin 650 kg/rrr';b. Placile din placaje au grosimea de eel putin 9 mm;c. Placile din PFL si PAL au grosimea de eel putin 13 mm.

43

5/11/2018 NE019-03

21/25

Cap. 4. - RASPUNSUL STRUCTURIILA ACTIUNI SEISMICE

Mecanismul de rezistenta al structurii la orice a cti un e d in am ic aeste bazat pe capacitatea de absorbtie a energiei induse. Deformatiileau un rolla fel de important ca si eforturile. in domeniul plastic decomportare, absorbtia (prin disiparea) de energie este eficace.

Conceptia moderna a calculului constructiilor supuse actiuniiseismice consta in realizarea de structuri ductile, care sa permitsdisiparea de energie prin deformatii post-elastice si in stabilirea deforte de inertie reduse considerabil (cu coeficientul \jI) in raport cucazul comportarii pur elastice.

D i fi cu lt at il e s i i nc er ti tu d in il e de calcul in domeniul post-elasticconduc, in practica, la adoptarea unor metode mai simple, eu uncaraeter pragmatic, metode de calculliniar echivalente pentru calcululdinamic (analiza modala) sau pentru calculul static echivalent, bazatepe luarea in considerare a unui model elastic:

- in cazul in care intereseaza solicitarea maxima 'in struc-tura actiunea seismica este introdusa sub forma de spectru deraspuns;

- structura se presupune ca are un raspuns liniar, mode luieste considerat ca fiind elastic, dar trebuie sa se tina cont degradul de plastificare sau de fisurare care poate sa se dezvolte infunctie de n iv elu l in ten sita tii actiu nii seismice s i a lc at ui re astructurii;

- se presupune eli structura are un coeficient de comportareunic pentru toata structura;- la dirnensionare, rezultatele obtinute din calculul elastic(efectuat pornind de la spectrele de dirnensionare) trebuieimpartite prin coeficientul \jJ pentru a se obtine solicitarile dedimensionare la starile lirnita dorite.

44

4.1. Expresia fortelor seismice de cod. Rela!ia de calcul pentru determinarea incarcarilor seismicestatlce echlva!ente corespunzatoare directiei de rniscare considerate

pentru teren l modului propriu de vibratie r se determine cu reJatia(PJOOI92): .S I" = c.G

Cr = C t . k. l,.f 3 , . . E, . \jJunde:C,.

G

Ct

k,

f 3 ,

~oeficientul seismic global corespunzator modului de vibra-tie r;rez~ltanta incarcarilor gravitationale pentru intreaga struc-tura;~oeficient de importanta a structurii, in functie de clasa deirnportanta a cladirii;coeticie~t In functie de zona seismica de calcul a amplasa-mentului;coeficient de amplificare dinamica In modul r de vibratiein functie de compozit ia spectrala a micarii seismice d~amplasament;

s, coeticientul.de e chi v al en ta i n tr e sistemuJ real si un sistem cuun grad de I ibe rta te corespunzs to r modului de vibratie r:. ,

\jI coeficient de reducere a efectelor actiunii seismice t inandsea~na de duc~ilitatea structurii, de capacitatea de redistri-but_'ea efortunlor, de ponderea eu care intervin rezervele derezlst~ntii neconsiderate in calcul, precum i de efectele deamortl.zare a vibratiilor, altele decat cele asociate structuriide rezistenta.

Se . Coe~cientii din expresia f?rtei seismice echivalente au aceleasimOl~catli ca pentru toate tipurile de constructii, ell exceptia coefici-entulul \jI pentru care se fac 0 serie de precizari In continuare.

45

5/11/2018 NE019-03

22/25

Au fost luate in considerare expresiile forte lor seismice staticeechivalente din codul francez PS 2 ~i EUROCODE 8, retinandu-sevalorile pentru factorul de comportare q care este echivalent cucoeficientul de reducere a fortelor seismice \ f I , in relatia: \f I = 1 / q.

4.2. AmortizareRaspunsul structurii supuse unei forte seismice, variabila inraport cu timpul, depinde de proprietatile de amortizare a materialelor

constitutive, a imbinarilor ~i legaturilor Cll mediul lnconjurator (interac-t iunea sol-structura), Fenomenele fizice care intervin in amortizaresunt: frecare, vascozitate si plasticitate a materialelor etc.

Practic, amortizarea unei structuri se compune din: amortizare intern a sau structuralii; se produce in materialdatorita deformatiilor la care este supus ~i reprezinta principaia cauza

de disipare de energie; are doi termeni:- amortizare vdscoasa, legata de vasco-elasticitatea mate-rialului ~i depinde de frecventa; caracterizeaza capacitatea deabsorbtie a materialului In domeniul elastic;- amortizarea de histerezis, independenta de frecventa ~iavand originea in comportarea neliniara a elementelor structu-rale; in domeniul elastic, ea tinde catre zero;

amortizdri externe, care corespund diferitelor frecari, in specialcelor existente la suprafata de contact intre structura si elementelenestructurale.

Pentru usurinta calculului, arnortizarile externe si cele dehisterezis sunt considerate ca a amortizare de tip vascos, cu aceeasidisipare de energie. Amortizarea totala echivalenta l; se exprima infunctie de amortizarea efectiva, c, si este dependenta de perioadaproprie de vibratie a sistemului (fig. 4.1).

46

In timpul raspunsului Iiniar al structurii, sub actiunea seismicaabsorbtia de energie este datorata in principal amortizarii. Atunci candstructura are incursiuni In domeniul post-elastic, efectele cresteriiamortiziiri.i reale sunt incluse in coeficientul de amortizare \f l. Amorti-zarea echivalenta (de tip vascos) este luata in ealcul la stabilireaspectrului de calcul,

Coeficientul de amortizare S are urmatoarea expresie:S = amortizare efectiva / amortizare critica = C / CoExista trei situatii:1.J c .?Co; S > 1 IMasa revine asimptotic in repaus tara a fi efeetuat oscilatii(amortizare prea mare).

2 . 1 C = Co; l;= I !Miscarea nu prezinta oscilatii. Pune in evidenta momentul incare miscarea iti pierde caracterul vibrator.3 . 1 c < Co; S < I IMasa efectueaza 0 serie de oscilatii de amplitudine descresca-~oare asimptotic catre zero (amortizare slaba). Reprezinta cazul

interesant pentru analiza cornportari i dinamice a strueturilor. Cu catamortizarea este mai irnportanta, eu atat amplificarea spectruluiestemai slaba (fig. 4.1).

F:ig. 4.1. Alura spectruluiPS 92 pentru un coef ic ie n t deamortizare < ; = 5 %~i< ; > 5%.

Eo~~~----------~----~~Tc- To T

Penceda (:I)

47

5/11/2018 NE019-03

23/25

Coefieientul de amortizare C , (%) pentru structuri din lernn(structuri cu putine elemente seeundare) in functie de tipul irnbiuariiare urmatoarelc valori:- din lemn lamelat incleiat C , = = 4;

_ imbinate cu buloane C , =4;_ imbinate cu cuie C , = 5.

Daca eoeficientul de amortizare C , * 5 %, spectrele de dimensio-nare trebuie eorectate eu eoefieientul p:

p = [5 I c , t 4Coeficientul de corectie p pentru structuri cu purine elemente

secundare: Structuri din lemn:_ din lemn lamelat incleiat p = 1,09;_ imbinate ell buloane P = 1,08;-Imbinate cu cuie P = 1.

4.3. Coeficientul de comportare \j1Coeficientul \I f depinde de neliniaritatea legii de comportare, de

variatia coeficientului de amortizare si de distributia fortelor peinliltimea constructiei, ca si de comportarea dinarnica reala in raportell comportarea elastic-lmiara. De asemenea, \j J depinde ~i de nivelulfortei seismice, intrucat pentru un seism de intensitate redusa structureramane In domeniul de comportare elastic (\jJ = 1).Valorile coeficientului \ If sunt asociate spectre lor de dimensio-nare ~i tin cant de influenta coeficientului de amortizare propriufiecarei can structi i.in concordanta cu comportarea lor ductila si capacitatea dedisipare de energie sub a ct iu ni s ei sm i ce , structurile din lemn trebuie s A. apartina uneia dintre cele trei clase de ductilitate in care factorul de

48

eomp~rtare \j J a;e valorile din tabelul 4.1. Denurnirile de clase de~uctlht~te sunt: 10 EC 8 - Low, Medium ~i High; in PS 92 - I, II ~iIII.l~ contmuare, s-au adoptat notatiile de I, II ~i III. Tabelul 4.1 prezintatipul ?e structura, clasa de ductilitate asociata, precum si valorilecoeficientulu! I . J I propus.

Tabel4.1.Coeficienti de reducere IjIpentru structuri

T ip de s tr ue tu ra . StructUf! regulateS t ruc tur i non -d is ipa t ive :

conso le 1- q rin zi c u im b in ar i in e on s o la

S t rue tu ri eu 0 ca pa cita te r ed us a d e d isip ar e d e e ne rg ie : sa rp an te a sa m bla !e e u b ulo an e ( du ctilita te II) 0 ,5 0 ... 0 ,8 0 sa rp an te a sa m bla te cu cu ie- sa rp an te a sa m bla te cu b ulo an e ( du etilita te I II) 0 ,3 3 ... 0 ,6 6 sa rp an ts a sa m bla te e u cu ie (d uctilita te III )

C ad re ou im b inari eu buloane (ducn llta te III) 0,25S t ru ct ur i eu 0 ca pa cit at e r ed usa d e d isip ar e d e e ne rg ie(duct il it a te f ll )

- g r in z i a re e e u 2 sa u 3 a rtie ula ~i 0,66- sa rp an te a sa m bla te e u co ne ct or i s au in ele- st rue tu ra d in p an ou ri cu fe te lip it e

S t ru ct ur i c u 0 ca pa cit at e m e die d e d isip ar e d e e ne rg ie : 0 ,4 0 . .. 0 ,5 0- ca dr e cu lr nb ln an e u b ulo an e ( du ctilita te I I)S t ru ct ur i eu 0 ca pa cit at e m a re d e d isip ar e d e e ne rg ie : 0 .2 0 . .. 0 .3 3. st ruc tu ra d in p an ou ri ( du ct ilit at e I II )

: Pentru structuri cu regularitate medie, coeficientul \ If semajoreaza cu 15 % fata de valorile din tabel. Pentru strueturineregulate, coeficientul \j J se majoreaza cu 40 % f a t a de valorile dintabel.

49

5/11/2018 NE019-03

24/25

Elementul structural cel mai putin ductil din ansamblul struc-turii de rezistenta determina valoarea coeficientului \jf.Daca elementele zonelor disipative nu indeplinesc conditiilecerute in capitolul 3, paragraful 3.6, eoefieientul \1 1 se ia conformvalorilor din tabelul 4.2.

Tabe14.2.Tipuri structurale si coeficient v-rredus, "

~, T ip u ri d e structurl Coef ic ient d e , compor ta re \1 1Porta le cu nod uri im b inate eu b uloane ~i do rnuri 0,40Pere li d in panouri imb ina\i eu euie 0,25

4.4. Semmficatia coeflcientului 'VProtectia antiseismica autorizeaza, pentru cea mai mare parte a

strueturilor, incursiuni in domeniul plastic, cu valori ale coeficientului\jf < 1, care nu pot fi utilizate dedit cu un spectru de dimensionare.

Alegerea valorilor pentru \jf fine cont de multiplele sale functi-uni:

- in asociatie cu spectrul de dimensionare, \jf conduce lareducerea solicitarilor rezultate in faza postelastica:

- prin utilizarea rezerveior de ductilitate (iimitareasolicitarilor si "transformarea" solicitarilor in deformatii);- cresterea corespunzatoare de energie;- da inforrnatii asupra degradarii de rigiditate si de

incidentele asupra raspunsului, ca si degradarea rezistentelor lastadiul lirnita ultim. Starea elastica a structurii (domeniulmicilor oscilatii) este luata ca stare de referinta la care suntraportate spectrul de dimensionare ~icoeficientul ip;

- integreaza evolutia sistemului in decursul rniscarii, deexemplu, faptul ca articulatiile plastice nu se formeaza simultan

50

s~~ .distrugerea elementelor nestructurale cu rigiditate; anum itaJ - tine :ont de omisiunea lacuta in calcul de interactiuneaso -structura; .I -I t!,inecont. de aproximanla si incertitudinile existente Inca cu u s tr uc tu r il or -

I - mici neliniaritati geometrice care nu sunt cerute inca cuI;- intlu~n~. variabilitatij proprietatilor materialuluiasu~ra pro~netatdo~ dinamice ale structurii, asupra raspun-

~~~UI elast~9,. dar ~I post-elastic. Deformatiile histereticeI ' ~de 0b icei , p rocen te de amortizare rnai mari dedit 5 o /tuat Incalcul; 0

- a.spectul cronologic al actiunii seisrnice:. - tipul mi~ciirii: componenta vertical a sau orizontala aseismuhn,

Coeficientul de comportar I'. '. e re ativ la componenta verticala aseisrnulu] trebuie Iuat egal cu max. (I; \jf / 2).

5 1

5/11/2018 NE019-03

25/25

Bibliografie[ 1] NP 005/96 - Cod pentru calculul si alcatuirea elementelor de

constructii din lemn. INCERC, 1996;PI 00-92 - Nonnativ pentru proiectarea antiseismica aconstructiilor de locuinte, social-culturale, agrozootehnice~i industriale

[3] ** * Structures en bois aux etats lirnites -Tntroduction aL'EUROCODE 5; Materiaux et bases de calcul. Eyrolles, 1997;

[ 2]

[4] ** * Structures en bois aux etats limites - Introduction aL'EUROCODE 5; Calcul des structures. Eyrolles, 1997;[5] EUROCODE 5 - Calcul de structures en bois. Partie 1 - 1.Regles generales et regles pour les batiments. Eyrolles, 1996;[6] EUROCODE - Design structures for earthquake resistence.

prEN 1998 - 1, Draft May 2002;[7] J.A. CALGARO -Introduction aux EUROCODES, 1996;

V. DAVIDOVICI - La construction en zone sismique,Le Moniteur, 1999;Kenneth J. Friedley s.a. - Governing Yield Modes for CommonBolted and Nailed Wood Connections, Practice Periodical onStructural Design and Construction, Feb. 2000;Jeong-Moon Sea s.a. Static and Cyclic Behavior of WoodenFrames with Tenon Joints under Lateral Loads, PracticePeriodical on Structural Design and Construction,March 1999.

[11] Bryan Folz, A. Filiatrault - Cyclic Analysis of Wood ShearWalls, Journal of Structural Engineering, april 2000.

[ 8]

[ 9]

[10]

52

MINISTERUL TRANSPORTURILOR. CONSTRuqllLOR $1TURISMULUI

ORDINUL nr. 1718 din 17.10.2002pentru aprobarea .reglementarii tehnice

"Normativ pentru executarea imbracaminlilor rutieredin beton de ciment in sistemele cofraje fixe $i glisante",indicativ NE 014-02

Avand in vedere avizul Comitetului Tehnic de CoordonareGenerala n r. 13/25.02.2002,in eonformitate eu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea nr. 10 11995 privind ealitatea in constructii. eu rnodif icarile ulterioare,in temeiul art. 2 pet. 45 ~i ale art. 4 alin. (3) din HotarareaGuvernului nr. 3 /2 0 0 1 privind organizarea $i functionarea MinisteruluiTransporturilor, Constructiilor $i Turismului,

Ministrul transporturilor, construcf i i lor ~i turismului emite u rma t o r u lORDIN:

Art. 1. - Se aproba reglementarea tehnlca "Normativ pentruexecuta rea imbracamintilor rutiere din beton de ciment insistemele cofraje fixe !ji glisante", indicativ NE 014-02, elaborata deINCERTRANS SA - Bucuresti ~i prevazuta in anexa eare face parteintegranta din prezentul ordin.

Art. 2. - Prezentul ordin se pubUcain Bu/etinul Constructiilor ~iinbrosura tiparita de INCERTRANS. prin grija Direetiei Generale Tehnice.Art. 3. - La sceeasi data i$i tnceteaza valabilitatea reglemen~tarea tehnica .Normat iv pentru exeeutarea l rnb racamin t i l o r rutiere dinbeton de ciment in sistemul cofraje fixe", indieativ C 22~92.Art. 3. - Direetia Generala Tehnica va aduce la indeplinire

prevederile prezentului ordin.

MINISTRU,MIRON TUDOR MITREA

53