Răspunsuri licență Beton și structuri din beton
Transcript of Răspunsuri licență Beton și structuri din beton
UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA EXAMEN DE LICENŢĂ
FACULTATEA DE CONSTRUCŢII SPECIALIZAREA:
DEPARTAMENTUL CCIA INGINERIE CIVILA
TEMATICĂ
pentru evaluarea cunoştinţelor de specialitate în cadrul
examenului de licenţă – iunie 2011
BETON SI STRUCTURI DIN BETON
1. Care stadiu de lucru este folosit pentru starea limita de rezistenta, deformatii,
fisurare
Cerinţe: se indică numărul şi denumirea stadiului
Răspuns: Stadiul I se foloseşte în calculul la apariţia fisurilor pentru elementele care
lucrează cu zona întinsă nefisurată; stadiul II (stadiul de serviciu) pentru calculul la
stările limită de serviciu (SLS); stadiul III (stadiul de rupere) pentru calculul la stările
limită ultime (SLU) în care se produce ruperea sau altă formă de cedare
2. Durabilitatea elementelor din beton armat: stratul de acoperire cu beton
Cerinţe: se indică cele trei roluri ale stratului de acoperire cu beton şi modul cum se
alege grosimea stratului de acoperire
Răspuns: Durabilitatea betonului se defineşte prin clasele de expunere ale betonului.
Acoperirea cu beton trebuie să asigure transmiterea forţelor de aderenţă, protecţia oţelului
împotriva coroziunii şi o rezistenţă adecvată la foc.
Valoarea nominală a acoperirii, nomc este valoarea minimă a acoperirii minc , la care se
adaugă o abatere de execuţie, devc :
devminnom ccc
Pentru minc se ia valoarea cea mai mare dintre cerinţele privind durabilitatea ( durmin,c ) şi
aderenţa ( bmin,c ):
mm10;c;cmaxc ,durminbmin,min
3. Metoda stărilor limită: caracteristicile de calcul ale betonului si armaturii
Cerinţe: tipurile de rezistenţe şi diagramele - utilizate pentru cele două materiale
Răspuns: Betonul:
- rezistenţa caracteristică la compresiune a betonului ckf este valoarea rezistenţei
caracteristice determinată pe cilindri: cilckck ff
- rezistenţa de calcul la compresiune a betonului: c
ckcd
ff
- diagrame cc : pentru calculul secţiunilor transversale pot fi folosite diagrama
parabolă-dreptunghi, diagrama biliniară simplificată, diagrama dreptunghiulară. Armătura:
- rezistenţa caracteristică de curgere a armăturii este limita de elasticitate caracteristică
y kf (sau limita de elasticitate convenţională k2,0f )
- rezistenţa de calcul a armăturii: s
ykyd
ff
- diagramele ss : pentru calculul secţiunilor transversale poate fi folosită diagrama
cu ramura superioară înclinată sau cu ramura superioară orizontală, nelimitată.
4. Enumerarea stărilor limită ale elementelor din beton armat si precomprimat
Cerinţe: enumerarea stărilor limită
Răspuns: Stările limită ultime - SLU - implică securitatea oamenilor şi/sau securitatea
structurii, prin depăşirea rezistenţei sub formele:
a. EQU, pierderea echilibrului static al structurii
b. STR, ruperea sau altă formă de cedare structurală
c. GEO, cedarea sau deformarea excesivă a pământului
d. FAT, cedarea cauzată de oboseală.
Stările limită de serviciu - SLS - implică funcţionarea în condiţii normale a structurii,
prin:
a. limitarea eforturilor unitare în betonul comprimat şi în armătura întinsă
b. controlul fisurării, prin limitarea deschiderii fisurilor
controlul deformaţiilor sau deplasărilor.
5. Reprezentarea grafica a diagramei deformaţiilor specifice la incovoiere cu
forta axiala (regula celor 3 pivoţi)
Cerinţe: corectitudinea desenului
Răspuns:
întindere (‰)
compresiune (‰) cc cu ud sy
1
uds
2
cuc
3
7h
4
7h
A
0
3
cuccc
d h
As2
As1
C
B
6. Secţiunea dreptunghiulară simplu armată incovoiata: ecuatiile de echilibru
static
Cerinţe: desen pentru secţiunea transversală, diagrama deformaţiilor specifice şi a
eforturilor unitare; scrierea celor două ecuaţii de echilibru
Răspuns:
MEd MEd
fcd 3,5εε cuc ‰
ds
d-x
a. n.
SECŢIUNEA
de calcul DEFORMAŢII
SPECIFICE EFORTURI
unitare şi rezultante
As
Ac
d h
b
ydsε
x = 0,8x
zc
Fc
Fs
0,4x
fyd
x
sc FF ; ydscd fAfxb8,0 cd
yds
bf
fA25,1x
x4,0dfxb8,0zFM cdccEd
7. Enumerarea si definirea celor 3 forte taietoare capabile care stau la baza
calculului la taiere
Cerinţe: indicarea simbolurilor şi a denumirii
Răspuns:
VRd,max forţa tăietoare capabilă maximă a elementului, corespunzătoare zdrobirii
betonului în diagonalele comprimate;
VRd,s forţa tăietoare capabilă maximă a elementului, corespunzătoare curgerii
armăturilor de tăiere;
VRd,c forţa tăietoare capabilă maximă a elementului din beton armat, fără armătură de
tăiere
8. Oboseala: care sunt factorii care influentează reducerea rezistentei betonului
si armăturii;cum se produce ruperea în cazul solicitării de oboseală ?
Cerinţe: factorii care depind de nivelul de solicitare, influenţa repetitivităţii
ciclurilor, procesul de rupere provocat de defecte ale materialelor
Răspuns:
Numărul de cicluri ”n”; amplitudinea minmax ; nivelul maxim de solicitare
max ; indicele de asimetrie maxmin / .
Ruperea se produce pornind de la un defect al materialului, care sub efectul încărcării
repetate se dezvoltă, ducând elementul în situatia de a nu mai putea prelua solicitările.
9. Procedee de precomprimare
Cerinţe: desene descriptive pentru cele două procedee de precomprimare
Răspuns: Pretensionare : tensionarea toroanelor se face înainte de turnarea betonului
Pașii: se tensionează toroanele, se blocheaza provizoriu, se toarnă betonul, se aplica
tratamentul termic, se taie toroanele la atingerea unei rezistențe prescrise la
compresiune a betonului.
Posttensionare: tensionarea toroanelor se realizează după turnarea si tratarea
betonului.
Pașii: asezarea armaturii in teci inainte de betonare, betonare, tratament termic,
transfer concomitent cu tensionarea toroanelor, ancorarea toroanelor, injectarea tecii
cu mortar de ciment.
blocare
Pista de pretensionare
toron
10. Ce se intelege prin decompresiunea sectiunilor din beton precomprimat?
Cerinţe: desenul pentru diagrama de eforturi unitare în starea de decompresiune şi
explicarea acestei stări
Răspuns: Decompresiunea = intreaga secțiune este comprimată, efortul unitar fiind
nul in partea inferioara sectiunii, sub actiunea fortei de precomprimare si a
momentului incovoietor produs de incarcarile exterioare si dupa consumarea
pierderilor de tensiune (obisnuit sub combinatia frecventa).
11. Care sunt particularităţile armării pe două direcţii a plăcilor din beton
armat
Cerinţe:prezentarea corelației dintre raportul momentelor my/mx și raportul laturilor
ly/lx
Răspuns:
Necesitatea armării pe 2 direcții este dată de corelația din figura dintre my/mx și ly/lx.
Pentru rapoarte 0.5< ly/lx<2 atât momentele încovoietoare după direcția x cât si cele
după direcția y au valori semnificative astfel încât se dispune armătură de rezistență
după ambele direcții (armare cruciș; armătura după direcția scurtă se dispune la partea
inferioară (pentru momentele încovoietorare pozitive din câmpul plăcii).
12. Care sunt principiile de calcul şi alcătuire antiseismică a structurilor cu
schelet structural din beton armat
Cerinţe: precizara măsurilor de mărire a ductilității structurilor din beton armat
(oțeluri ductile, consolidare zonă comprimată, dirijarea articulatiilor plastice,
evitarea ruperii prin forță tăietoare, limitarea deformațiilor, etc.)
Răspuns: Calculul și alcătuirea structurilor antiseismice iau în considerare realizarea
unui complex de măsuri care să conducă la sporirea ductilității acestora în vederea
Ap
C MEf
P
teaca toroane
piston
ancoraje Mortar de ciment
disipării energiei seismice. Aceste măsuri se referă la: folosirea unor oțeluri ductile
pentru armături; consolidarea zonei comprimate prin folosirea de armătură
longitudinală în acea zonă, confinarea betonului (etrieir sau frete) și betoane de
calitate superioară; dirijarea articulatiilor plastice la capetele riglelor; evitarea ruperii
prin forță tăietoare; limitarea deplasarilor de nivel și realizarea de rosturi antiseimice;
alegerea de structuri cât mai simetrice pe direcțiile orizontală și verticală.
13. Care sunt principiile de dimensionare şi verificare a pereţilor structurali din
beton armat
Cerinţe: Diagramele și relațiile de verificare la moment încovoietor și forță tăietoare
Răspuns:
Sistemul perete structural sau sistem dual se verifică conform figurii la valoarea lui
MEd, care este momentul încovoietor de proiectare. Forța tăietoare de calcul se
stabileste din relația: '
EdEd VV , unde : '
EdV - forța tăietoare de calcul din combinatia seismică de
proiectare;
= Mcap/M’Ed la baza peretelui; =1.2 coeficient de amplificare care introduce
efectul modurilor superioare de vibraţie.
14. Exemplificaţi solutiile de armare la pereţii structurali din beton armat
monolit
Cerinţe:Exemple de armare cu bare legate sau plase sudate pentru montanții
pereților și a riglelor de cuplare
Răspuns: Armarea pereților structurali se face cu bare legate sau plase sudate. Se
dau câteva exemple de armare
15. Exemplificaţi principalele metode de reabilitare ale structurilor din beton
armat
Cerinţe: Solutii de reabilitare cu beton armat, profile metalice si produse CFRP
pentru stâlpi, grinzi si fundații.
Răspuns: Reabilitarea structurilor din beton armat se realizează în funcție de
elementul structural astfel:
- plăcile planșeelor pot să fie consolidate fie cu straturi noi din beton armat (la
partea superioară sau partea inferioară), fie prin folosirea de produse pe bază de fibre
carbon CFRP sau sticlă GFRP;
- grinzile se pot consolida prin cămășuire cu beton (pe 1, 3 sau 4 laturi) cu
profile metalice sau cu produse CFRP, GFRP;
- stâlpii se consolidează pe toate cele patru laturi prin cămășuire cu beton, cu
profile metalice sau produse CFRP, GFRP;
- fundațiile izolate sau continue se consolidează numai prin soluții de cămășuire
cu beton armat.
coeficient de amplificare care introduce efectul modurilor superioare de vibraţie; ε =
1,2
BIBLIOGRAFIE
1. Ioan CADAR, Tudor CLIPII, Agneta TUDOR
BETON ARMAT, Ediţia a 2-a, 2004
2. Agneta TUDOR, Tudor CLIPII
BETON ARMAT, 2009 Note de curs, biblioteca digitala a UPT
http://www.library.upt.ro/index.html?cursuri
3. *** SR EN 1992-1-1 Eurocod 2. Proiectarea structurilor de beton Partea 1-
1: Reguli generale si reguli pentru cladiri
4. *** CP 012-1-2007 Cod de practica pentru producerea betonului
5. Zoltan KISS, Traian ONEŢ
PROIECTAREA STRUCTURILOR DE BETON DUPĂ SR EN 1992, 2008
Ed. Abel
6. Ghiduri de proiectare: biblioteca digitala a UPT
http://www.library.upt.ro/index.html?cursuri
7. Ovidiu Mirșu, Corneliu Bob – Constructii din beton armat, vol.1 si 2, Ed.
UPT, 1990
BETON
PROBLEMA 1
Sa se determine capacitatea portanta la incovoiere a sectiunii din figura de mai
jos:
d = 500 – 45 = 455 mm
REZOLVARE
VARIANTA 1: Ecuatii de echilibru static
12831330080
435942
bf80
fAx
cd
yds
,,, mm
6ydsRd 10516512840455435942x40dfAM ,,, Nmm = 165,5 kNm
VARIANTA 2: Folosind tabele
2260313455300
435942
bdf
fA
cd
yds,
,
din tabel 20,
Nmm10216531345530020fbdM 62cd
2Rd ,,, = 165,2 kNm
b = 300 mm
h = 500 mm
45
320
fcd = 13,3 MPa
fyd = 435 MPa
PROBLEMA 2
Sa se calculeze armatura necesara pentru sectiunea de mai jos, supusa la
incovoiere.
REZOLVARE
2050313455300
10169
fbd
M2
6
cd2
Ed ,,
in tabel 2320,
968435
3134553002320
f
bdfA
yd
cds
,, mm
2
b = 300 mm
h = 500 mm
45
MEd = 169 kNm
fcd = 13,3 MPa
fyd = 435 MPa
TABEL CU RELATII DE CALCUL
TABEL FARA RELATII DE CALCUL
STRUCTURI DIN BETON ARMAT SI PRECOMPRIMAT
Pentru structura în cadre de beton armat, cu caracteristicile geometriei date in
figura 1 să se calculeze aria de armătură longitudinală din stâlpul 1-4. Planșeele sunt
indeformabile în planul lor (șaibe rigide). Dimensionarea se va face la acțiuni
seismice. Pentru calculu eforturilor se va utiliza ” metoda forțelor laterale asociate
nodului de vibratie fundamental” (P100 – 1/2006). Caracteristicile amplasamentului și
structurii sunt: Clasa de expunere III; zonarea seismică cu ag=0.16g; TC = 0.7;
0=3.0; betonul folosit C20/25; Eb= 24 /103 mmNx ; oțel PC52; deschideri L1=4.5m,
L2 = 5.00m; înălțimi H1=3.50m, H2 = 3.00m, H3=2.75m; travee T=4.00m; coef. de
flambaj β=1.1; grinzi longitudinale si transversale 250x250mm; stâlpi 300x300mm;
plăci de planșeu cu grosimea 300mm; acțiunea verticală normată pe fiecare din
planșee este de 12KN/m2.
nTSF db )( 11
)(0.1
;85.0sec;7.0;
1
1
4/3
1
III
TTHCT Ct
;)( 1q
aTS
g
d
725.435.15.35.31
xq u
;
ii
iibi
zn
znFF
2;;
VHMVTFT IiI
bb
ld
conv IEMM
pEI
/1
115.0)(
;
Mld/M se alege 0.7
;)(
;/1
12
2
f
conv
cr
cr l
EIxN
NN
)(
2/)();(1
'
'
syd
ssaddf
xhNMAANeMM
Rezolvare
Masele pe niveluri:
nI= nII= nIII=12 x 4 x
9.5=456KN;
KNxn 13684563
nTSF db )( 11
)(0.1;85.0
sec;7.0
sec;265.0
25.905.0
1
1
4/34/3
1
III
TT
xHCT
C
t
1015.0725.4
0.316.0)( 1
x
q
aTS
g
d
Fig.1
Pentru ductilitate medie și cadre din beton armat: 725.435.15.35.31
xq u
Fb=1 x 0.1015 x 0.85 x 1368= 118KN
KNx
FKNx
FKNx
F
KNmxznzn
znFF
IIIIII
ii
ii
ii
bi
70.568778
25.9456118;84.39
8778
5.6456118;45.21
8778
5.3456118
8778)25.95.65.3(456;
Dimensionare Stalp
55.0267.0270
72
;7215300
10324;324
2
5.44312;83.68
2
5.333.39
2;33.39
3
118
3;;
11845.2187.397.56
3
41
4141635241635241
mmx
xxKNxxxNKNm
x
VHMKN
TVVVVVVVVT
KNFT
I
I
iI
Efectul flambajului:
bb
ld
conv IEMM
pEI
/1
115.0)(
; Mld/M se alege 0.7
108.12300
3850;85.35.31.1
;1025.20;/103;1075.612
300
107.31025.207.01
12.1115.0)(
1224484
21212
b
lmxll
xEImmNxEmmxI
NmmxxEI
f
f
bb
conv
2.108.1
109470
106481
1;1047.9
1085.3
107.3;
/1
1
3
3
6
62
122
x
xNx
x
xxN
NNcr
cr
Aria de armătură
236
'
' 569)20280(300
2/)72300(103241033.81
)(
2/)(
33.81)02.032483.68(08.1)(1
mmxxx
ddf
xhNMAA
KNmxNeMM
syd
ss
a
Se aleg 163 cu As=603mm2
Intocmit Prof.dr.ing Corneliu BOB
Intervine flambajul
Se calculeaza cu
formule
simplificate