Construcții din beton armat 2

I. Arce din beton armat

1. Definiţie, Clasificare, Utilizare

Definiţie:

Arcele sunt elemente structurale plane cu axă curbă, încărcate în planul lor, la care deplasările laterale ale reazemelor sunt împiedicate. Sunt solicitate preponderent de eforturi axiale (compresiune), formând aşa numita “curbă de presiune”. Ele transmit “naşterilor” împingeri laterale, preluate de tiranţi sau fundaţii:

Momentele încovoietoare şi forţele tăietoare apar ca eforturi secundare (moment de torsiune – încărcare excentrică).

Dacă reazemele nu pot împiedica deplasările laterale, deşi curbe în planul sarcinii, arcele vor avea comportare de grindă

Clasificare:

Din punct de vedere al schemei statice:

Arc cu 3 articulaţii

Arc cu 2 articulaţii

Arc cu 2 articulaţii şi tirant

Arc dublu încastrat

Observaţii: articulaţiile pot fi şi doar îngustări ale secţiunii de beton

Din punct de vedere al tehnologiei de execuţie:

Monolite

Prefabricate

Utilizare:

Criterii:

Sunt solicitate de eforturi de compresiune

Se utilizeză la deschideri mari (până la L>24 m), unde sunt de preferat grinzilor

Se utilizează la încărcări variabile relativ mici; cu cât raportul g/p este mai mare, utilizarea arcului este mai economică

Pentru deschideri mari sunt recomandate arce cu 3 articulaţii (avantajoase din punct de vedere a contracţiei, curgerii lente, variaţiilor de temperatură şi tasărilor – efecte atenuate)

Pentru deschideri curente (18-24 m) se recomandă arce dublu articulate cu tiranţi

În cazul fundării pe terenuri foarte bune, puţin deformabile (ex. stâncă), se recomandă arcele dublu încastrate

2. Comportare mecanică. Calcul static. Stabilitatea arcelor

Comportare mecanică. Arc de coincidenţă:

Arcul de coincidenţă este acel arc pentru care linia funiculară (de presiune) coincide cu axa arcului. În acest caz momentul încovoietor în fiecare secţiune este 0, rezultând doar eforturi de compresiune.

Găsirea formei de coincidenţă pentru un arc cu 2 articulaţii, solicitat de încărcări verticael uniform distribuite

Observatie:

O curbă de coincidenţă este specifică unei anumite distribuţii a încărcării!!!

Ecuaţia axei arcului de coincidenţă cu 2 articulaţii, pentru o încărcare verticală uniform distribuită. Curba obţinută este o parabolă şi se cheamă “lănţişor”

Solicitări. Calcul static

Acţiuni:

Acţiuni permanente verticale: greutate proprie, alte încărcări permanente – încărcare simetrică

Acţiuni variabile :

– verticale, simetrice sau nesimetrice: utile, zăpadă

– orizontale, nesimetrice: vânt

– variaţii de temperatură (exterioară, interioară)

– tasări de reazeme

- curgerea lentă şi contracţia betonului (săgeata)

Acţiuni excepţionale – nesimetrice: seism

Principiu: Deoarece asupra arcului acţionează atât încărcări simetrice (ordonate) cât şi nesimetrice, se recomandă ca solicitările datorate acestor încărcări simetrice să fie preluate prin încărcări axiale în arc, evitând momentele de încovoiere. Astfel se alege forma de coincidenţă pentru încărcările permanente, momente încovoietoare producându-se doar din încărcările nesimetrice.

Schema statică se alege în funcţie de

Considerente funcţionale (deschidere, limitare a fisurilor)

Natura terenului

Ponderea încărcărilor

Tehnologia de execuţie