Rezistența la legare orizontală și robustețea structurală

Am întrebat, ați răspuns, am ascultat și am livrat!

Furnizorii de software au fost mult timp criticați pentru că nu le oferă clienților ceea ce aceștia își doresc cu adevărat – au o lungă tradiție de a le oferi ceea ce cred ei că și-ar dori!

De aceea, IDEA StatiCa a comandat un sondaj în rândul utilizatorilor din Marea Britanie. Scopul sondajului a fost de a înțelege mai bine dorințele și nevoile clienților noștri.

Ca urmare directă a acestui demers, am introdus o nouă metodă de analiză numită rezistența la legare orizontală în noua versiune IDEA StatiCa 22.1, lansată în octombrie 2022.  Dar ce abordează această nouă funcționalitate?

Noi, ca ingineri structuriști, știm cum ar trebui să se comporte clădirile și acestea sunt proiectate să reziste la forțe pe care le putem prevedea în condiții de siguranță. Ce se întâmplă, însă, când apar situații pe care nu le putem prevedea? Deteriorările accidentale cauzate de impact sau explozie sunt circumstanțe excepționale și pot fi luate în considerare la proiectarea unei clădiri. Deși multe țări și codurile lor de proiectare abordează această problemă, voi trata acest articol din perspectiva Eurocodului, abordând în special conformitatea cu reglementările din Marea Britanie.

Robustețea este definită în BS EN 1991-1-7 Acțiuni asupra structurilor. Acțiuni generale. Acțiuni accidentale, după cum urmează:

"Robustețea este capacitatea unei structuri de a rezista la evenimente precum incendii, explozii, impact sau consecințele erorilor umane, fără a fi deteriorată într-o măsură disproporționată față de cauza inițială."

Pentru clădirile cu structură metalică, aceasta este asigurată în principal printr-un proiect adecvat al îmbinărilor, deși pe măsură ce clădirile devin mai complexe, intră în joc și alți factori. Aceasta este, de asemenea, o cerință pentru obținerea aprobării conform Reglementărilor de Construcții din Marea Britanie.

Cerința are un fundament istoric: în 1968, dezastrul de la Ronan Point este un exemplu în care prăbușirea progresivă a dus la un colaps disproporționat. Confuz? Termenii „colaps disproporționat" și „colaps progresiv" sunt adesea folosiți în mod interschimbabil, dar se poate face o distincție: colapsul progresiv reprezintă extinderea prăbușirii structurale de la punctul inițial de cedare a unuia sau mai multor elemente structurale localizate. Dacă apare un colaps progresiv, acesta nu duce neapărat la un colaps disproporționat. Consultați Approved Document A pentru informații suplimentare.

Referindu-ne la SteelConstruction.info - Robustețea Structurală, Publicația SCI P391 și Ghidurile Practice IStructE privind Colapsul Disproporționat pe același subiect, se poate observa că cea mai frecventă abordare este utilizarea legării orizontale eficiente prin proiectarea îmbinărilor pentru a menține stâlpii la loc, permițând acțiunea catenară a grinzilor de planșeu.

Forțele de calcul variază în funcție de clasa clădirii, iar pentru Clasa 2a (consultați Approved Document A pentru o definiție detaliată), fiecare element de legătură, inclusiv îmbinările sale de capăt, trebuie să fie capabil să susțină o forță de întindere de calcul pentru starea limită accidentală în cazul legăturilor interioare și perimetrale.

Exemplu de calcul

Am folosit exemplul de proiectare 2 din Publicația SCI P358 (denumită în mod curent „Cartea Verde") pentru a testa abordarea:

Stâlp principal, C = 305x305 UC 137 - Grindă principală, B = 406x178 UB 74

Forța de legare orizontală = 175kN

Rezultate privind deformațiile, tensiunile și presiunea de contact:

Verificările de proiectare includ, de asemenea, rezistența la întindere relevantă a șuruburilor și sudurilor, care pot fi analizate grafic și în format tabelar.

Legea materialului pentru această analiză a fost ajustată pentru a corespunde îndrumărilor SCI și părților relevante din Eurocode, unde se precizează că rezistența ultimă poate fi utilizată pentru evaluarea capacităților componentelor. Unele verificări specifice menționate în ghidul SCI sunt acoperite explicit prin utilizarea analizei neliniare și a verificărilor plăcilor.

Rezumat

Când a fost întrebat despre importanța acestei funcționalități și ce înseamnă aceasta pentru piața din Marea Britanie, Theodore Tsirozidis (Director IDEA StatiCa UK) a declarat:

„Una dintre cele mai mari priorități ale noastre la IDEA StatiCa UK este să le oferim clienților noștri toate instrumentele și funcționalitățile necesare care să răspundă nevoilor pieței din Marea Britanie în cel mai bun mod posibil."

El continuă spunând:

„Verificările forțelor de legare au fost funcționalitatea solicitată cel mai frecvent de utilizatorii noștri, și suntem cu adevărat entuziasmați că această funcționalitate este acum disponibilă în versiunea 22.1 și fără niciun cost suplimentar."

El concluzionează:

„De acum înainte, IDEA StatiCa va putea produce proiecte și mai robuste și va contribui la crearea unor structuri care, în cazul unor accidente, nu vor duce la un colaps disproporționat."

Vă mulțumim din nou că ați acordat timp pentru a citi acest articol, care evidențiază doar una dintre numeroasele îmbunătățiri aduse IDEA StatiCa Connection. Dacă nu ați făcut-o deja, nu uitați să descărcați noua versiune 22.1.