Cum se realizează consolidarea clădirilor din beton armat?
Acest articol descrie utilizarea modulului de consolidare StatiCAD conform TBDY 2018 Capitolul 15.10, EK 15B și EK 15C. Modulul se bazează pe lanțul de evaluare a performanței clădirilor existente: consolidarea este o proprietate a elementului, iar o singură opțiune principală stabilește dacă este luată în calcul sau nu. Pentru fundamentarea teoretică consultați articolul Bazele teoretice ale consolidării construcțiilor din beton armat, iar pentru studiile de validare articolul Studii de validare a consolidării construcțiilor din beton armat.
În ce ediții? Evaluarea performanței și consolidarea construcțiilor din beton armat se regăsesc în edițiile Ultimate, Profesyonel și Betonarme. În celelalte ediții, datele de consolidare din proiect sunt păstrate, dar nu sunt afișate în interfață și nu intră în calcul.
1. Fluxul general: înainte și după în același fișier
- Modelați clădirea existentă; în grupul Setări generale ale proiectului → Selecția normativului → Performanță B.15 activați evaluarea performanței pentru beton armat, rulați analiza și generați raportul. Aceasta este starea înainte de consolidare.
- În fereastra Proprietăți a elementelor care vor fi consolidate (clic dreapta → Proprietăți), introduceți metoda și parametrii în fila Consolidare (vezi Secțiunea 2). Aceste informații se salvează odată cu proiectul.
- În grupul Setări generale ale proiectului → Performanță B.15 bifați caseta „Ia în calcul consolidarea” și rulați din nou analiza. De acum întregul lanț (rigiditate, capacitate, limite de deteriorare, decizia asupra clădirii, raport) calculează starea consolidată.
- Dacă doriți, cu caseta „Adaugă în raport compararea înainte/după consolidare” puteți include pe prima pagină a raportului, una lângă alta, sinteza celor două stări (vezi Secțiunea 4).
Cât timp caseta este debifată, programul calculează clădirea în starea dinaintea consolidării; rezultatele sunt identice cu cele ale unei clădiri în care nu s-au introdus date de consolidare.
2. Fila Consolidare
Fila se găsește în ferestrele pentru stâlp (Proprietăți centură verticală), grindă (Proprietăți centură) și perete/perete structural (Proprietăți perete). Cele trei opțiuni din partea de sus previn aplicarea accidentală în cazul selecției multiple:
| Opțiune | Semnificație |
|---|---|
| Niciuna (apare doar la selecție multiplă) | La apăsarea butonului OK nu se modifică setarea de consolidare a elementelor selectate. Este valoarea implicită la selecție multiplă. |
| Nu se aplică | Marcajul de consolidare este eliminat de pe elementele selectate. Este valoarea implicită pentru un singur element. |
| Se aplică | Metoda și parametrii selectați mai jos se scriu pe elementele selectate. |
Modificările se salvează numai cu OK; Anulare le revocă pe toate. Caseta de sinteză de sub filă afișează în timp real, pentru valorile introduse, mărimile prevăzute de normativ (coeficientul de eficiență a confinării, raportul FRP, presiunea laterală, rezistența și deformația specifică ale betonului confinat, contribuțiile la forfecare, capacitatea ancorajului etc.) și scrie avertismentele privind aplicabilitatea.
2.1 Consolidarea stâlpilor
| Metodă | Normativ | Date de intrare | Efect asupra calculului |
|---|---|---|---|
| Cămășuire cu polimer armat cu fibre (FRP) | 15.10.1.3 / EK 15B | Numărul de straturi și grosimea, modulul de elasticitate, deformația specifică la rupere, raza de colț, înfășurare continuă sau în benzi (lățimea și distanța dintre benzi); opțional lungimea de petrecere existentă | Modelul de beton confinat, limitele de deteriorare (GÖ = εcc, KH = 0,75εcc, SH = 0,004) și contribuția la forfecare Vf. Capacitatea la încovoiere nu crește. Dacă se introduce lungimea de petrecere, grosimea de FRP necesară conform EK 15B.4 este calculată și comparată cu cea asigurată; rezultatul este adăugat la eticheta de consolidare sub forma „bind OK / YETERSİZ / UYGULANAMAZ”. |
| Mărirea secțiunii (cămășuire din beton armat) | 15.10.2 | Grosimea cămășuielii (≥ 10 cm), clasa betonului de cămășuire, numărul de fețe (1–4); armătura longitudinală a cămășuielii (număr, diametru, strat de acoperire); etrierii cămășuielii (diametru, pas); modelul de calcul: Compozit (implicit), Litera normativului sau Numai cămășuiala | Rigiditatea și rezistența provin din secțiunea cămășuită, cu coeficientul 0,9. Armătura longitudinală a cămășuielii participă la capacitatea la încovoiere; etrierii cămășuielii se adaugă la rezistența la forfecare. La cămășuirea pe 1, 2 și 3 fețe, secțiunea este calculată cu geometria reală unilaterală și se ia valoarea mai mică dintre capacitățile ±. |
| Confinare din beton armat (forfecare) | 15.10.1.1 | Grosime, clasa betonului, numărul de fețe | Numai forfecare și forță axială: rezistența la forfecare provine din secțiunea brută înconjurată, cu coeficientul 0,9. Încovoierea și rigiditatea rămân neschimbate. |
| Confinare cu oțel | 15.10.1.2, Ec. 15.3 | Grosimea, lățimea, distanța dintre plăci, rezistența la curgere | La rezistența la forfecare se adaugă Vj. Ductilitatea și încovoierea rămân neschimbate. |
Continuitatea cămășuielii între etaje și condițiile privind etrierii sunt în responsabilitatea utilizatorului; acest lucru este reamintit în caseta de sinteză.
2.2 Consolidarea grinzilor
| Metodă | Normativ | Date de intrare | Efect asupra calculului |
|---|---|---|---|
| Cămășuire cu FRP | 15.10.3.2 / EK 15B | Parametrii FRP, lățimea și distanța dintre benzi | Model confinat și Vf. La înfășurarea în benzi, dacă nu este îndeplinită condiția privind distanța dintre benzi (sf ≤ wf + d/4), contribuția la forfecare nu este luată în calcul și se emite un avertisment. |
| Etrieri exteriori | 15.10.3.1 | Diametru, pas, număr de ramuri, rezistența la curgere | Numai la rezistența la forfecare se adaugă contribuția etrierilor conform TS 500; nu există efect de confinare, limitele de ductilitate nu se modifică. |
2.3 Consolidarea pereților structurali și a pereților de umplutură
| Metodă | Element | Date de intrare | Efect asupra calculului |
|---|---|---|---|
| Confinarea zonei de capăt cu FRP | Perete structural din beton armat | Parametrii FRP | Model confinat al zonei de capăt și Vf. |
| Perete nou de consolidare | Perete structural din beton armat (15.10.5) | Clasa betonului și a armăturii peretelui, în interiorul cadrului / alăturat, diametrul ancorajului (≥ 16 mm), distanța (≤ 400 mm), adâncimea (≥ 10Ø), coeficientul de frecare, numărul de rânduri | Cât timp opțiunea este debifată, peretele nu există în model (înainte de consolidare). Când este bifată, este evaluat ca element nou (coeficientul nivelului de cunoaștere 1); se emit verificarea ancorajului, nota privind zona de capăt și avertismentul privind fundația. |
| Tencuială armată cu plasă de oțel | Perete de umplutură (EK 15C) | Materialul peretelui (din tabelul normativului sau valori speciale), grosimea tencuielii (≥ 30 mm) și numărul de fețe, procentul de armare cu plasă, procentul de goluri | În model, bare diagonale echivalente; capacitate la forfecare; performanța în funcție de unghiul de rotire (TBDY Tabelul 15.2). |
| Bandă diagonală din FRP | Perete de umplutură (EK 15C) | Materialul peretelui și parametrii FRP, lățimea benzii | Bare comprimate și întinse. |
În fereastra peretelui, opțiunile de metodă se activează în funcție de tipul elementului: la peretele structural din beton armat FRP și peretele nou, la peretele de umplutură metodele EK 15C. Peretele nou de consolidare este desenat în model ca un perete structural obișnuit din beton armat; faptul că este „nou” se marchează numai din această filă.
3. Citirea rezultatelor
- Raport: Tabelele de secțiuni și de confinare pentru stâlpi și grinzi conțin coloana „Consolidare” (de exemplu „LP nf=2 tf=0.17”, „Manto t=10”, „Celik sargi”, „Yeni perde ank 1Ø16/200 r=0.91 OK”, „Dolgu hasir siva”). Dacă opțiunea principală este debifată, eticheta primește mențiunea „(kapali)”.
- Perete nou: Cât timp opțiunea este debifată, rândul său este exclus din evaluare, cu nota „öncesi modelinde yok” (nu există în modelul de dinainte de consolidare); când este bifată, raportul de ancoraj și nota privind stâlpul de capăt se află în etichetă.
- Perete de umplutură consolidat: Este considerat element vertical; regiunea de deteriorare se stabilește după unghiul de rotire (TBDY Tabelul 15.2: SH 0,003 / KH 0,005 / GÖ 0,010). Componenta orizontală a forțelor din barele diagonale este comparată cu capacitatea la forfecare; dacă aceasta este depășită, elementul este considerat fragil.
4. Compararea înainte / după
Dacă este bifată caseta „Adaugă în raport compararea înainte/după consolidare” din grupul Performanță B.15, la pregătirea raportului se salvează o instantanee în funcție de starea opțiunii principale. Dacă există înregistrarea ambelor stări, pe prima pagină a raportului se tipărește următorul bloc: nivelul de performanță al clădirii X/Y (înainte → după), procentele criteriilor 15.8, lista elementelor consolidate, distribuția deteriorărilor și elementele la care s-a schimbat regiunea de deteriorare.
Ordinea corectă:
- Opțiunea principală debifată → analiză → raport (înregistrarea „înainte”)
- Opțiunea principală bifată → analiză → raport („după” și comparare)
Cele două rulări pot fi efectuate una după alta în aceeași sesiune.
5. Rapoartele de proiectare în modul de performanță
Când este selectată analiza liniară de performanță (Ra = 1), rapoartele de proiectare pentru stâlpi, grinzi și pereți structurali sunt generate cu forțele seismice nereduse: titlurile secțiunilor primesc mențiunea „(Ra=1 - bilgi amaçlıdır)” (cu caracter informativ), iar rândurile de tip eroare sunt afișate ca „Bilgi (Ra=1)” (Informație). În acest mod, mesajele de depășire a capacității nu reprezintă erori de proiectare; evaluarea se face conform raportului de performanță din Capitolul 15.
6. Unde apar condițiile normativului?
Datele de consolidare care nu îndeplinesc condițiile normativului sunt incluse, după analiză, în lista Verificări de eroare ale proiectului sub forma rândurilor „Hata: TBDY2018 M.…” (Eroare) sau „Uyarı: TBDY2018 …” (Avertisment). Principalele condiții verificate:
- La FRP, raza de colț < 30 mm și raportul laturilor secțiunii > 2,5 (creșterea de confinare nu se aplică),
- La consolidarea zonei de petrecere, raportul secțiunii > 2, armătură cu suprafață netedă sau grosime insuficientă de FRP,
- Grosimea confinării și a cămășuielii < 10 cm,
- La ancorajul peretelui nou: diametrul, distanța, adâncimea și capacitatea la forfecare,
- La peretele de umplutură: grosimea tencuielii < 30 mm, procentul de goluri > 10%, diagonală/grosime ≥ 30, la FRP raportul lungime/înălțime în afara intervalului 0,5–2, limita de etaje din 15.10.4,
- Depășirea capacității de către efortul de forfecare (comportament fragil).
Încălcarea regulilor nu oprește calculul; decizia aparține inginerului.
7. Întrebări frecvente
Am introdus consolidarea, dar rezultatul nu s-a schimbat. Este bifat „Ia în calcul consolidarea” în Setările generale ale proiectului și ați rulat din nou analiza? La FRP, în cazul unui stâlp cu raportul laturilor peste 2,5 sau cu raza de colț sub 30 mm, creșterea de confinare nu se aplică, conform normativului (avertismentul apare în caseta de sinteză).
Masa peretelui nou este luată în calcul și în modelul de dinainte de consolidare? Nu. Cât timp opțiunea este debifată, greutatea proprie a peretelui și încărcările suplimentare definite pe el sunt anulate; greutățile de nivel, centrul de masă și masele elementelor finite sunt calculate fără perete. Peretele nu este considerat nici reazem pentru planșeu (încărcarea planșeului se distribuie pe reazemele rămase). Clădirea „înainte” este fără perete.
La peretele de umplutură văd nota „EK 15C çubuğu oluşmadı”. La cele două capete ale peretelui nu s-a găsit un stâlp existent sau datele de material sunt incomplete. Barele diagonale se creează între nodurile stâlpilor de capăt ai peretelui.
Consolidarea este valabilă și în analiza pushover (nelineară)? Da. Modificările de rigiditate și de secțiune ale cămășuirii cu FRP, ale cămășuielii din beton armat, ale peretelui nou și ale barelor de umplutură se reflectă și în analiza pushover. Verificările suplimentare la forfecare, precum confinarea cu oțel, etrierii exteriori și ancorajul, sunt raportate în evaluarea liniară.