Capitolul 8 - SUBCAPITOLUL 8: 7.8. Calculul planşeelor ca diafragme orizontale (1) 7.8.1. În vederea asigurării unei comportări spaţiale solidare a ansamblului de pereţii structurali, este necesar ca planşeele să fie suficient de rigide în planul lor, astfel încât deformaţiile orizontale ale acestora să fie neglijabile în raport cu deformaţiile elementelor verticale (pereţi structurali, cadre). În cazurile curente, se poate considera că diafragmele sunt infinit rigide în planul lor. (2) 7.8.2. La structurile cu pereţi deşi, la care rigidităţile pereţilor de pe aceeaşi direcţie sunt comparabile ca mărime, planşeele lucrează ca grinzi cu deschideri reduse, astfel că, de regulă, nu este necesară verificarea lor la eforturile ce le revin din acţiunile seismice orizontale. (3) 7.8.3. La structurile cu pereţi rari (orientativ, cu distanţe mai mari de 12 m între pereţii structurali), precum şi la cele cu nucleu central de pereţi şi cadre perimetrale sau alte structuri similare, planşeele trebuie verificate, la eforturile ce le revin, ca diafragme orizontale. Valorile forţelor orizontale produse în planşeu de forţele laterale pot fi obţinute prin utilizarea programelor de calcul structural curente. La pct. 7.8.4 - 7.8.6 se prezintă etapele unui procedeu de calcul simplificat pentru stabilirea eforturilor în diafragma orizontală. Este recomandabil să se efectueze calculul cu un program de calcul. (4) 7.8.4. Valorile forţelor F 1 , F 2 ,..., F m , reprezentând reacţiunile diafragmei asupra peretelui la nivelul unui planşeu se pot deduce din calculul de ansamblu. Astfel, pentru peretele i (Fig. 7.11), diafragma situată peste nivelul j exercită reacţiunea: unde sunt forţele tăietoare de proiectare în peretele i la nivelurile j şi j+1. Fig. 7.11 Mărimea şi repartiţia încărcărilor orizontale distribuite liniar (qj) se stabilesc din condiţia ca rezultanta lor să coincidă ca valoare şi poziţie cu rezultanta forţelor F (Fig. 7.11). Momentele încovoietoare şi forţele tăietoare în planul diafragmei se determină din condiţia de echilibru în orice secţiune a diafragmei orizontale sub forţele F 1 ... F n şi încărcările orizontale distribuite, q j. Dimensionarea planşeului la încovoiere şi forţă tăietoare pentru forţele din planul său se va face utilizând valorile reduse cu 20% ale rezistenţelor betonului şi oţelului. (5) 7.8.5. La nivelurile unde intervin suprimări ale unor pereţi structurali, planşeul va fi verificat pentru rolul de a asigura redistribuţia forţelor orizontale între pereţii situaţi deasupra şi dedesubtul planşeului. (6) 7.8.6. Transmiterea forţelor orizontale din planul planşeului la pereţi se poate face (Fig. 7.12): - prin compresiune directă pe capătul peretelui (mecanismul 1) - prin armături întinse care "colectează" forţele distribuite pe inima grinzilor pereţi (a planşeului - diafragmă orizontală) aferente (mecanismul 2) - prin lunecări între inima peretelui şi diafragmă (mecanismul 3). Fig. 7.12 Valorile forţelor F 1 , F 2 şi F 3 se stabilesc cu relaţiile: F1 = 1,5 b w h f f ck (7.26) F2 = A s,ch f yd (7.27) F3 = l w h f f ctd <= A s f yd (7.28) în care: b w grosimea peretelui l w înălţimea secţiunii transversale a unui perete h f grosimea plăcii A s aria secţiunilor armaturilor de la partea de sus şi de jos a planşeului, perpendiculare pe perete A s,ch aria secţiunilor armăturilor din centură Notă: Evaluarea fracţiunilor F 1 , F 2 , F 3 din forţa F care revine peretelui la fiecare nivel se face prin aprecieri inginereşti, considerând mai multe scheme posibile. Se va ţine seama că mecanismul 1 este mai rigid decât mecanismul 3, iar acesta este mai rigid decât mecanismul 2. Ca urmare este indicat ca forţa F de contact între perete şi planşeul diafragmă să fie preluată în cea mai mare parte prin mecanismele reprezentate de forţele F 1 şi F 3 . Mobilizarea forţei F 2 prin tiranţi de oţel beton este obligatorie în situaţiile în care contribuţia celorlalte componente este redusă sau lipseşte complet. De exemplu, în cazul unui perete situat la capătul clădirii, perpendicular pe margine, nu se poate conta pe forţa de compresiune F1 sau pe forţa de întindere F2, după caz, în funcţie de sensul acţiunii seismice. În cazul unui perete situat în lungul unei margini a clădirii, sau la care contactul cu planşeul este întrerupt de goluri cu dimensiuni mari, forţele de lunecare F 3 sunt absente pe o parte sau chiar pe ambele feţe ale peretelui. Forţa F 1 este limitată la rezistenţa la strivire a betonului. Pentru sporirea capacităţii de a prelua compresiuni, zona de legătură între perete şi placa planşeului se poate îngroşa sub forma unei centuri (Fig. 7.12(c)). Armăturile de colectare constituie armarea centurii peretelui. Aceasta trebuie să fie suficient de lungă pentru a antrena forţele din planşeu aferente peretelui. În placa planşeului mai trebuie prevăzute armături de suspendare a încărcărilor care nu se află în zona de influenţă a colectorului (aferentă zonei poşate în Fig. 7.12(a)). Dacă nu este realizat un colector sau acesta nu este activ, zona de planşeu în care forţele masice trebuie suspendate de zona comprimată a acestuia creşte corespunzător (zona indicată cu linii întrerupte la 45 0 în Fig. 7.12 (a). Dacă valorile forţelor F 3 depăşesc limita dată de relaţia (7.28), dar sunt mai mici decât 2l w h f f ctd , se vor prevedea conectori dimensionaţi în baza prevederilor din SR EN 1992-1-1 şi Anexa Naţională. Dacă F 3 > 2l w hff ctd , este necesară îngroşarea plăcii. Identificarea mecanismului de transmitere a forţelor de la planşeu la pereţi este importantă mai ales la diafragmele de "transfer", cum sunt, de exemplu, planşeele de la contactul suprastructurii cu o infrastructură mult mai rigidă prin prezenţa pereţilor de contur şi, eventual, a altor pereţi suplimentari. - Cod din 2013 de proiectare a construcţiilor cu pereţi structurali de beton armat - indicativ CR 2-1-1.1/2013