Condiții normative, ancoraj și fundație la clădirile din oțel ușor

Acest articol descrie regulile normative care completează verificările panourilor și ale montanților la clădirile din oțel ușor: calculul și distribuția încărcării seismice, ponderea panourilor cu gips-carton, condițiile structurale, ancorajele panourilor și fundațiile. Pentru proiectarea panourilor și a montanților, consultați articolul Proiectarea panourilor și a montanților din oțel ușor.

1. Încărcarea seismică: forța seismică echivalentă și T = 0,2 s (TBDY 10.2.6.1)

info

Conform TBDY 10.2.6.1, la clădirile din oțel ușor calculul seismic folosește Metoda forței seismice echivalente, iar accelerația spectrală de proiectare elastică se determină luând T = 0,2 s. Când tipul de clădire este „oțel ușor”, programul calculează accelerația spectrală, coeficientul de reducere a încărcării seismice și mărimile aferente cu T = 0,2 s; perioada calculată rămâne doar cu titlu informativ.

• Dacă ca metodă de calcul seismic s-a ales o metodă bazată pe suprapunerea modurilor, se emit avertismentul „TBDY 10.2.6.1” și o eroare în lista de verificare a proiectului (modurile se calculează cu propriile perioade). Același avertisment se emite și la utilizarea rezultatelor modale SAP2000.
• Calcularea coeficientului de reducere a încărcării seismice tot cu T = 0,2 s este de partea siguranței: dacă perioada calculată este mai mare de 0,2 s, coeficientul de reducere rezultă mai mic, iar încărcarea seismică crește.

2. Rigiditatea panourilor proporțională cu capacitatea (TBDY 10.2.6.1)

Conform normativului, încărcarea seismică se distribuie panourilor din oțel ușor în funcție de capacitatea lor și de poziția în plan. Când distribuția forței tăietoare se face prin metoda elementelor finite, programul face proporțională cu rezistența panoului la forfecare rigiditatea în plan a fiecărui perete din oțel ușor: panourile placate cu OSB, placaj sau tablă primesc mai multă forfecare decât cele cu gips-carton. Rigiditatea totală din oțel ușor a nivelului nu se modifică (forța tăietoare de bază și de nivel rămân aceleași).

• Când se aplică? Dacă în Setări generale ale proiectului opțiunea Distribuția încărcării pe pereți la clădirile din lemn și oțel ușor (tipul de rigiditate a panoului) este „capacitate” (implicit) și pereții sunt modelați cu elemente de tip bară. În distribuția clasică a forței tăietoare, aceasta se distribuie oricum în funcție de capacitate. Alegerea se salvează împreună cu proiectul; proiectele vechi care nu conțin această informație se deschid cu „capacitate”.
• Se modifică doar rigiditatea laterală în plan; rigiditatea axială și perpendiculară pe plan, precum și împărțirea încărcării verticale, rămân aceleași. La un nivel cu un singur tip de placare, coeficientul este ≈ 1.
• Panoul care nu poate participa la forfecare (h/l > 4 sau l < 0,30 m) și panoul fără placare pe ambele fețe practic nu primesc forfecare; dacă forța tăietoare din analiză este mai mică de o miime din forfecarea panourilor aceluiași nivel pe aceeași direcție, panoul nu este considerat „insuficient”, iar în raport scrie „ihmal edildi, panel yalnız düşey yük için tasarlandı” (neglijat, panoul a fost proiectat doar pentru încărcarea verticală); dacă depășește o miime, se emite o eroare. Dacă pe o direcție nu mai rămâne niciun panou cu capacitate la forfecare, analiza emite în plus o eroare nivel–direcție (vezi Proiectarea panourilor și a montanților din oțel ușor, Secțiunea 3.2).
• Panourile scurte dintre uși/ferestre pot primi în analiză forfecare sub ponderea lor de capacitate. În solicitările panoului, montantului de capăt și ancorajului, programul ridică forța tăietoare și momentul seismic ale fiecărui panou cel puțin la ponderea de capacitate; în raport scrie „kapasite payı tabanıyla ×r büyütüldü” (majorat ×r la limita inferioară a ponderii de capacitate) (de partea siguranței).
• În modelul de perete tip shell această scalare nu se face; pentru distribuția după capacitate folosiți modelul de perete cu bare sau distribuția clasică a forței tăietoare.

3. Ponderea panourilor cu gips-carton în încărcarea seismică (TBDY 10.2.7.2)

info

Conform normativului, panourile cu gips-carton nu pot prelua singure solicitarea seismică. Pentru fiecare nivel din oțel ușor și fiecare direcție (X/Y), programul calculează ponderea gips-cartonului în rezistența la forfecare a panourilor și o compară cu limita din TBDY Tabelul 10.3: 80 % la clădirea cu 1 nivel; la clădirea cu 2 niveluri 80 % la nivelul superior și 60 % la cel inferior; la clădirea cu 3 niveluri, de sus în jos, 80 % / 60 % / 40 %.

• Care față se consideră gips-carton? Dacă tipul placării din fila Panou din oțel ușor este „Gips-carton”, se consideră gips-carton; dacă este OSB, Placaj sau kφ definit de utilizator, nu este gips-carton. Dacă tipul este „Nedefinit”, se consideră gips-carton fața cu rezistența la forfecare vc ≤ 3,4 kN/m. Valoarea implicită pentru pereții noi este OSB 11 mm (vc = 10,2 kN/m); în proiectele vechi, panourile cu tip nedefinit și 2,7 kN/m se consideră gips-carton. Panoul fără placare pe ambele fețe nu intră în calculul ponderii gips-cartonului.
• Placare mixtă: Dacă cele două fețe lucrează împreună (2·mica ≥ mare), fiecare față preia jumătate din forță; dacă fața mare este determinantă de una singură, gips-cartonul nu are pondere.
• Dacă limita este depășită: În avertismentele de analiză și în lista de verificare a proiectului apare eroarea „alçı levha payı” (ponderea gips-cartonului). Soluția: să se folosească placare din OSB, placaj sau tablă la o parte dintre panourile pe direcția respectivă (introducând vc și tipul placării).

4. Condițiile structurale HCBTİE Capitolul 6 și Tabelul 1.2

După analiză, la panourile din oțel ușor se verifică următoarele condiții; încălcările sunt afișate în avertismentele de analiză (cu numele pereților respectivi), în lista de verificare a proiectului și în nota de subsol a raportului montanților. Calculul capacității nu se modifică.

• Distanța dintre montanți ≤ 625 mm (dacă este depășită, placarea nu poate fi considerată portantă: capacitatea la forfecare a panoului și kφ nu sunt valabile).
• Montant portant cu secțiune C/Σ, grosime de perete ≥ 0,9 mm (≥ 2 mm dacă clădirea este mai înaltă de 10,5 m), inimă ≥ 70 mm, buză ≥ 9 mm.
• Dacă înălțimea montantului / adâncimea inimii > 50, la mijlocul înălțimii trebuie prevăzut un rând de blocaj transversal (avertisment; nu se emite la panoul cu blocaj definit, vezi Secțiunea 6 a acestui articol).
• Panou cu h/l > 4 sau l < 30 cm: nu participă la capacitatea de forfecare a panoului; 2 ≤ h/l ≤ 4: reducere 2l/h (informativ).
• La tipul de clădire din oțel ușor, R nu poate depăși 3 la ductilitate limitată și 4 la ductilitate înaltă; D = 2; înălțimea clădirii nu poate depăși limita de 7 / 10,5 / 14 m, în funcție de clasa de proiectare seismică și de nivelul de ductilitate (HCBTİE Tabelul 1.2).
• Nota din raport amintește, în plus, că tălpile panoului trebuie să fie U/C și cu t ≥ 0,8 mm și că încărcările dulapurilor suspendate de perete se iau de cel puțin 0,5 kN/m.

5. Ancorajul panourilor și îmbinările (HCBTİE Capitolul 8, TBDY 10.4.1.1)

În fereastra Proprietățile peretelui, alături de fila Panou din oțel ușor, se află fila Ancoraj oțel ușor (apare doar la pereții-panou din oțel ușor).

• Ancoraj la întindere (de smulgere, hold-down): Rezistența de proiectare a dispozitivului și rezistența legăturii tijă de ancoraj/beton/nivel (valorile producătorului sau ETA), numărul șuruburilor dispozitiv–montant (0 = programul calculează numărul necesar), diametrul șurubului, grosimea tablei dispozitivului și rezistența la rupere, rezistența la forfecare a tijei șurubului.
• Ancoraj la forfecare: Tipul legăturii (bulon: fundație/beton; șurub: planșeul de nivel), numărul (0 = din pas) și pasul, diametrul, clasa bulonului (4.6–10.9), rezistența betonului sau a elementului inferior pe ancoraj, grosimea tălpii inferioare și, la legătura cu șuruburi, grosimea elementului inferior. Dacă în fila Tălpi oțel ușor s-a ales profilul tălpii inferioare, grosimea se ia din acest profil (vezi Secțiunea 6 a acestui articol).

La finalul analizei se calculează, pentru fiecare panou, forța de smulgere la capăt (majorată cu D, cu combinația determinantă), rapoartele dispozitiv / tijă–beton / șurub / întindere în montant, forfecarea pe ancoraj și rapoartele bulon / strivire / beton, precum și raportul de forfecare al panoului (TBDY 10.3.2.1). Rezistența dispozitivului este valoarea de proiectare a metodei de proiectare selectate; rezistențele tijei de ancoraj/beton și rezistențele la forfecare ale betonului se introduc, în ambele metode, ca valori de proiectare YDKT. Insuficiențele sunt afișate în avertismentele de analiză și în lista de verificare a proiectului, iar rezistențele neintroduse într-un avertisment informativ colectiv. În raportul montanților sunt incluse liniile cu solicitarea ancorajului la întindere, capacitățile la întindere, ancorajul la forfecare, forfecarea panoului și ipotezele.

6. Tălpile inferioară și superioară ale panoului și blocajele transversale (TBDY 10.3.1.3, 10.3.1.4, 10.4.1.1(a); HCBTİE Capitolul 6)

În fereastra Proprietățile peretelui, alături de fila Ancoraj oțel ușor, se află fila Tălpi oțel ușor (apare doar în ediția Ultimate). Un câmp lăsat gol sau în care s-a introdus 0 se consideră neintrodus și se folosește valoarea implicită:

• Profilul tălpii inferioare / superioare: Se alege din catalog U, C sau C+. Dacă nu se alege, se ia automat profilul U cel mai apropiat de înălțimea inimii montantului, cu grosimea tălpii din fila de ancoraj (dacă aceasta nu a fost introdusă, cu grosimea montantului), iar în raport se scrie „otomatik” (automat). Se recomandă să alegeți profilul real al tălpii: grosimea tablei profilului ales se folosește și la verificarea ancorajului la forfecare (strivirea bulonului, îmbinarea de nivel cu șuruburi) și a șurubului planșeu–talpă superioară; grosimea tălpii inferioare din fila de ancoraj nu mai este atunci luată în considerare.
• Talpă superioară dublă: Două tălpi superioare; rezistențele la întindere și la compresiune se iau de două ori.
• Prima îmbinare de la capăt e1 (mm): Distanța celui mai apropiat ancoraj la forfecare de capătul panoului (la talpa superioară, a șurubului de planșeu); 0 = a/2.
• Blocaj: Numărul de rânduri de blocaj (0–3), grosimea tablei blocajului t, lățimea benzii b, diametrul șurubului d (No.8 = 4,17 mm), numărul de șuruburi pe îmbinare, lungimea urechii, distanța șurubului de la margine și pasul șuruburilor (mm).
• Latura lungă a placării: Verticală sau orizontală. La utilizarea orizontală este necesar un blocaj orizontal care transmite forța tăietoare în interiorul panoului (TBDY 10.3.1.4).

La selecția multiplă, câmpurile care diferă între pereții selectați apar goale (în casetă nu există selecție, căsuța de bifare este gri) și nu se modifică la OK.

În analiză se verifică următoarele:

• Talpa inferioară: N = v·max(a/2; e1), v = Vd/L (forța tăietoare majorată cu D din tabelul ancorajelor panoului); rezistența la întindere (HCBTİE 4.4, secțiune netă cu gaura bulonului scăzută) și rezistența la compresiune (EGM). a se ia din numărul sau din pasul ancorajelor la forfecare; dacă nu este introdus, din numărul necesar de ancoraje.
• Talpa superioară: Forța axială din interiorul panoului (cu pasul îmbinărilor de planșeu) și, dacă peretele se află pe o linie de diafragmă de planșeu din oțel ușor, forța colectorului (cea mai mare forță axială a liniei + forța din interiorul panoului).
• Blocaj: Detaliile HCBTİE 6 (a)–(f); forța de sprijin F = 0,02·P (la peretele fără placare, cumulată de-a lungul montanților); șurubul de îmbinare (TBDY 10.3.4) și întinderea benzii (dacă s-a introdus lățimea; dacă nu, se raportează aria necesară).
• TBDY 10.3.1.3 și 10.3.1.4: Talpa trebuie să aibă secțiune U sau C și t ≥ 0,8 mm; la placarea orizontală trebuie să existe blocaj. Dacă înălțimea inimii tălpii diferă cu mai mult de 10 mm de inima montantului (montantul nu intră în talpă) și dacă grosimea tablei tălpii este mai mică decât cea a montantului, se dau informații. La panoul cu blocaj definit nu se emite avertismentul h/d > 50.

La montanții fără placare, n rânduri de blocaj reduc lungimea de flambaj pe axa slabă și la torsiune la h/(n+1). Rezultatele apar în raportul montanților, în rândurile ALT / ÜST BAŞLIK (talpa inferioară / superioară) și KUŞAK (blocaj). Pentru relații, consultați articolul Bazele teoretice ale proiectării din oțel ușor.

7. Fundații: forțe majorate cu D (TBDY 10.4.1.2)

La clădirea din oțel ușor, fundațiile se dimensionează cu eforturile interne seismice majorate cu factorul de suprarezistență D (2 la oțel ușor). Programul aplică acest lucru în opțiunea „Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz” (Elemente finite – analiză comună structură–fundație):

• la proiectarea fundațiilor continue la încovoiere, forță axială, forfecare și torsiune,
• la tensiunea în teren a fundației continue,
• la radier.

danger

Dacă este selectat „Rijit Kabul-Klasik analiz” (Ipoteză rigidă – analiză clasică), calculul fundației se face doar cu încărcările verticale, iar analiza dă eroare; în Setări generale ale proiectului alegeți „Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz”. La combinațiile de încărcări definite de utilizator, D se aplică doar la forfecare și torsiune și se emite un avertisment; folosiți combinațiile programului. În lista de verificare a proiectului apare rândul informativ „TBDY2018 M.10.4.1.2”.

8. Întrebări frecvente

La fiecare nivel din oțel ușor apare eroarea „alçı levha payı” (ponderea gips-cartonului). Placarea panourilor este considerată gips-carton. Conform TBDY 10.2.7.2, panourile cu gips-carton nu pot prelua singure solicitarea seismică; pe fiecare direcție, la o parte dintre panouri introduceți placare din OSB, placaj sau tablă (vc și tipul placării).

În soluția cu elemente finite, forfecarea panourilor OSB a crescut, iar a celor cu gips-carton a scăzut. Conform TBDY 10.2.6.1, rigiditățile panourilor se fac proporționale cu capacitatea; forța tăietoare totală de nivel nu se modifică. Dacă raportul de forfecare al panoului OSB este insuficient, micșorați pasul șuruburilor sau consolidați placarea.

Armătura fundației sau tensiunea în teren a clădirii din oțel ușor este mai mare decât mă așteptam. Conform TBDY 10.4.1.2, eforturile interne ale fundației se majorează cu D (2); această majorare se aplică la încovoiere, forță axială, forfecare, torsiune și tensiunea în teren la fundația continuă și la radier.

Primesc eroarea „TBDY 10.4.1.2 (temel)” (fundație). Calculul fundației se face prin „Rijit Kabul-Klasik analiz” și nu include seismul. În Setări generale ale proiectului alegeți „Sonlu Elemanlar - Yapı Temel Birlikte Analiz”.

De ce, la clădirea din oțel ușor, încărcarea seismică nu depinde de perioada calculată? Conform TBDY 10.2.6.1, accelerația spectrală se calculează cu T = 0,2 s. Metoda de calcul seismic trebuie să fie Metoda forței seismice echivalente; dacă se alege suprapunerea modurilor, se emite un avertisment.