Secţiunea 32 - Instabilitatea învelitorilor subţiri - Normativ NP119-06/2006 privind proiectarea şi execuţia învelitorilor subţiri de beton armat şi precomprimat, monolite şi prefabricate

M.Of. 937

În vigoare
Versiune de la: 20 Decembrie 2006
SECŢIUNEA 3.2:Instabilitatea învelitorilor subţiri
3.4.Învelitorile subţiri de beton armat, lucrând de regulă la compresiune. în mod evident, suni supuse la fenomene de pierderea formei (voalare, efect Brazier) şi chiar de rupere prin producerea unui flambaj local sau general. În complexitatea cauzelor care determină aceste fenomene, intră cu prioritate următorii factori:
- forma geometrică a suprafeţei mediane a învelitorii; suprafeţele desfăşurabile de tip parabolic (cilindrice şi conice) sunt mai puternic afectate de apariţia unor deplasări mari de factură normală sau fortuită, decât suprafeţele nedesfăşurabile eliptice şi hiperbolice;
- raportul dintre rigidităţile învelitorii propriu-zise şi aceea a elementelor de margine care o susţin;
- abaterile de omogenitate ale caracteristicilor mecanice ale betonului armat faţă de cele prescrise în proiect;
- apariţia unor fenomene secundare de contracţie, curgere lentă, sau chiar accidentale, neprevăzute în proiect la scara producerii lor în realitate.
3.5.Studiile teoretice efectuate până în prezent asupra fenomenelor de instabilitate provocate de cauzele enumerate mai sus sunt fie prea generale, fie prea particularizate la cazuri specifice. De aceea, în alte situaţii decât cele specifice, în proiectare asigurarea împotriva producerii unor fenomene de mari deformări (voalare, efect Brazier) sau de rupere prin flambaj trebuie realizată prin încercări pe modele, reflectând problematica particulară aferentă:
- voalarea: este un fenomen de vălurire sensibilă a formei învelitorii apărută ca urmare a adaptării acesteia la solicitări puternice, fără a conduce la rupere;
- efectul Brazier: este caracterizat de deplasarea laterală a marginilor rectilinii ale învelitorilor cilindrice în cazul marginilor supuse la compresiune;
- flambajul învelitorilor: este caracterizat de cedarea betonului pe zone largi, cauzată de producerea unor excentricităţi mari datorate unor deplasări mari; flambajul poate avea şi un caracter local sub impactul izolat al unor forţe exterioare mart.
3.6.Situaţia de instabilitate presupune adăugarea în fiecare punct de pe suprafaţa mediană, a unui vector de deplasare u. Ca urmare, energia de deformaţie suferă creşterea incrementală dWdi, incrementele asociate ale eforturilor de membrană fiind dNx, dNy şi dNxy, la care se adaugă apariţia unor momente de ordinul II dMx, dMy şi dMxy. Creşterile asociate ale deformaţiilor sunt dx, dy şi dxy, iar rotirile incrementale datorate apariţiei momentelor încovoietoare şi de torsiune sunt d?x, d?y şi d?xy. Notând dWde creşterea incrementală a energiei exterioare indusă de vectorul deplasărilor u, principiul lucrului mecanic virtual în cadrul teoriei de ordinul I conduce la următoarea ecuaţie,
dWIde +dWIdi = 0 (3.3)
caz în care creşterile energiilor interioară şi exterioară datorate efectelor de ordinul II au o valoare pozitivă, adică:
dWIIde +dWIIdi > 0 (3.4)
3.7.Atunci când inegalitatea (3.4) devine egală cu zero, apare starea de instabilitate a învelitorii, iar criteriul de instabilitate devine:
unde E este modulul de elasticitate al materialului, iar h grosimea învelitorii.