Structură rezistentă
Structura rezistentă (sau structura portantă sau mai simplu structura ) unui artefact (fie că este o clădire rezidențială , poduri și viaducte , clădiri industriale, avioane , părți ale mașinilor etc.) este partea destinată în mod expres să absoarbă sarcini și acțiuni la care este supus produsul pe parcursul întregii sale vieți de funcționare.
Descriere
Definiție generală
Cu o definiție mai generală, o structură poate fi definită ca un corp care, pe întreaga perioadă a vieții sale utile , pentru a asigura nivelurile prestabilite prestabilite, este destinat să fie supus unui sistem de forțe, în echilibru între ele , dar aplicat în puncte diferite, în timp ce un element structural este definit ca o porțiune a corpului menționat al cărui comportament real, în general foarte complex, poate fi totuși exprimat prin intermediul formulelor directe, caracteristicile unui model simplu, denumit în mod obișnuit elementul finit .
Tipologia structurilor de construcție
Structura poate fi alcătuită din elemente structurale individuale, cum ar fi stâlpi și grinzi , sau asamblarea acestor elemente structurale.
Structurile încadrate ( ramele ) care formează coloana vertebrală a unei clădiri , punțile podurilor, fermele etc. fac parte din structurile complexe.
Țesăturile sunt cu siguranță, din motive istorice și de importanță practică, structura prin excelență.
În cele mai frecvente scheme de cadre, dotate cu regularitate geometrică, se disting diferite ordine de stâlpi și grinzi .
Structurile particulare ale căror elemente constitutive principale sunt supuse în principal stresului de tracțiune se numesc structuri de tracțiune .
Materiale constitutive
Pe baza materialelor utilizate pentru construcția structurilor puteți avea:
- structuri portante de zidărie ;
- structuri din beton armat (turnate pe șantier și / sau cu elemente prefabricate în beton armat sau capac );
- structuri din lemn ;
- structuri din oțel ;
- structuri mixte (din utilizarea simultană a două sau mai multe materiale).
Caracteristici generale
Structurile portante trebuie să asigure construcției niveluri adecvate de:
- rezistență
- eficienţă
- durabilitate
- robusteţe
Un comportament structural eficient, cu referire specifică la cadre, este consecința unui concept de construcție bazat pe:
- simplitatea structurală
- uniformitate și simetrie
- hiperstaticitate (redundanță și robustețe)
- rezistența la flexiune și rigiditatea construcției în ansamblu în două direcții ortogonale;
- rezistența și rigiditatea la torsiune a construcției
- rezistența și rigiditatea pardoselilor din planul lor
- adecvarea fundațiilor
Principiile proiectării structurale
Principiile de bază pentru proiectarea unei structuri pot fi rezumate în următoarele 10 puncte:
- 1) structura trebuie să fie ușoară;
- 2) componentele nestructurale trebuie să fie ușoare .
Tensiunile structurale sunt legate în mare măsură de greutatea clădirii.
Luați în considerare, de exemplu, că, în cazul clădirilor înalte, sarcinile verticale (greutăți proprii, suprasarcini permanente și variabile) constituie ansamblul de acțiuni determinate de obicei în scopul dimensionării structurale.
Pentru clădirile cu structură portantă din beton armat, incidența greutăților proprii asupra greutății totale a structurii (prin urmare, inclusiv sarcini variabile) este mare și poate varia între 30% și 50%.
Considerații similare se aplică tensiunilor care decurg din acțiunea seismică, direct dependente de masele stabilite în vibrație de mișcarea solului.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că greutatea proprie nu întotdeauna oferă tensiune structurii în dezavantajul stabilității acesteia. În unele cazuri, dimpotrivă, greutatea structurală este utilizată pentru a asigura echilibrul construcției ( baraje gravitaționale , ziduri de sprijin )
- 3) clădirea și structura sa de susținere trebuie să fie simple, simetrice și regulate, atât în plan, cât și în înălțime.
În acest fel, în timpul acțiunilor seismice, se previne apariția forțelor torsionale semnificative, evitându-se valorile raportului înălțime - lățime și dimensiunile mari ale zonei planului de construcție.
Un alt punct de evidențiat se referă la efectele neregulii construcției asupra canalelor de fundare. De fapt, o distribuție inegală a acesteia din urmă poate contribui la impunerea unor așezări diferențiale asupra structurii, adesea cauza unor disfuncționalități enervante în structură și / sau în elementele de finalizare. Soluția la toate aceste probleme poate fi ușor obținută prin împărțirea unei clădiri cu un plan neregulat în multe corpuri distincte, fiecare dintre acestea caracterizându-se prin regularitate și simetrie.
- 4) clădirea și structura sa de susținere trebuie să aibă o distribuție uniformă și continuă a masei, rigidității și rezistenței.
De fapt, în timpul evenimentului seismic, în scuturarea clădirii, mișcarea solului caută părțile cele mai slabe ale unei structuri pentru a le evidenția și a le deteriora. Aceste situații de slăbiciune sunt de obicei create de schimbări bruște de rigiditate, rezistență și ductilitate și efectele lor sunt accentuate de o distribuție slabă a maselor reactive. Un exemplu tipic este oferit de cazul clădirilor cu podea moale .
- 5) structura trebuie să aibă deschideri limitate și trebuie să fie evitate și depășirile lungi.
- 6) elementele nestructurale pot fi separate de structura portantă, astfel încât să nu interacționeze cu aceasta, sau alternativ pot fi integrate cu structura.
În al doilea caz, structura trebuie să aibă o rigiditate laterală suficientă și trebuie să prezinte, de asemenea, un comportament isteretic stabil (stabil ca rezistență, rigiditate și deformabilitate), în prezența unor deformări ciclice repetate. Cu cât structura este mai rigidă, cu atât va fi mai puțin sensibilă la interacțiunea cu elementele nestructurale și acest lucru va evita ruperea nedorită a elementelor nestructurale care interacționează cu aceasta. Un exemplu al acestui fenomen este formarea leziunilor încrucișate ale Sfântului Andrei care se formează în pereții tompagno ai unei clădiri cadru în urma unui eveniment seismic.
- 7) detaliile structurale trebuie să fie proiectate în așa fel încât deformările inelastice să fie delimitate și controlate numai în anumite regiuni din structură și conform ierarhiilor prestabilite
- 8) Structura trebuie să aibă cel mai mare număr de linii de apărare (redundanță)
Structura trebuie să fie compusă din diferite subsisteme structurale rezistente care interacționează între ele sau care sunt interconectate de elemente structurale de înaltă rezistență și al căror comportament inelastic poate permite întregii structuri să găsească calea de evitare a fazelor catastrofale în răspunsul său (ductilitate, rezistență, comportament ciclic stabil, ierarhie de rezistență , distribuție de plastifiere într-un număr suficient de mare de elemente structurale.
- 9) structura trebuie să prezinte un echilibru între rigiditate și rezistență în ceea ce privește elementele care o compun, conexiuni și constrângeri
Este inutil să se prevadă adoptarea de elemente rezistente, rigide și ductile, dacă acestea nu sunt utilizate în mod corespunzător și, în cele din urmă, conectate.
Zonele mai ductile sunt dimensionate pentru a fi sacrificate (plastifiante) pentru a proteja regiunile fragile care sunt obligate să rămână în domeniul elastic.
- 10) rezistența și rigiditatea structurii trebuie să fie compatibile cu cele ale solului de fundație
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe structuri rezistente
linkuri externe
- ( EN ) Structură rezistentă , în Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.
| Controlul autorității | Tezaur BNCF 55892 · LCCN (EN) sh85055003 · GND (DE) 4060592-9 · BNF (FR) cb11977467c (data) |
|---|
