Inginerie seismică

1. Calculul structurilor la actiunea seismica

1.1. Introducere

Aspectul dinamic al actiunii seismice si comportarea inelastica a structurilor afectate de cutremure puternice impun metode de proiectare specifice, reglementate prin norme de proiectare seismica. In Romania, aceste reglementari sunt continute in P100-1 (2006) "Cod de proiectare seismica P100 - partea I - Prevederi de proiectare pentru cladiri".

Prevederile P100 contin doua cerinte fundamentale (nivele de performanta) pe care trebuie sa le indeplineasca constructiile amplasate in zone seismice si anume:

- cerinta de siguranta a vietii - constructiile trebuie sa fie proiectate astfel incat sub efectul actiunii seismice de proiectare sa posede o marja suficienta de siguranta fata de prabusirea locala sau globala a structurilor astfel incat vietile oamenilor sa fie protejate. Nivelul actiunii seismice asociat acestui nivel de performanta corespunde unui interval mediu de recurenta (IMR=100 de ani).

- cerinta de limitare a degradarilor - constructiile trebuie proiectate astfel incat pentru cutremure cu o probabilitate de aparitie mai mare decat actiunea seismica de proiectare structurile sa nu sufere degradari sau scoaterea din uz ale caror costuri sa fie exagerate fata de costul constructiei. Nivelul actiunii seismice asociata acestui nivel de performanta corespunde unui IMR=30 de ani.

Indeplinirea prin calcul a celor doua cerinte fundamentale se realizeaza prin verificarea structurilor la doua stari limita si anume:

- stari limite ultime (SLU) asociat colapsului structural si altor forme de degradare structurala care pot pune viata oamenilor in pericol. Verificare la SLU implica asigurarea unui echilibu intre rezistenta si ductilitatea structurii.

- stari limita de serviciu (SLS) asociat aparitiei unor degradari dincolo de care numai sunt indeplinite cerinte specifice de exploatare. Poate fi necesara limitarea atat a degradarilor structurale cat si a celor nestructurale. In general, verificarea la SLS implica limitarea deplasarilor relative de nivel in vederea asigurarii protectiei elementelor nestructurale, echipamentelor, etc..

Inginerie Seismica Laborator - 3 -

1.2. Actiunea seismica

Teritoriul Romaniei este impartit in zone seismice in functie de

hazardul seismic local, care luat simplificat este considerat constant in

fiecare zona seismica. Hazardul seismic pentru proiectare se exprima prin

valoarea de varf a acceleratiei orizontale a terenului (ag) determinat pentru

intervalul mediu de recurenta corespunzator SLU (adica IMR=100 de ani).

Miscarea seismica intr-un punct pe suprafata ternului este descrisa

prin spectre de raspuns elastic pentru acceleratii absolute ( doua componente

orizontale si una verticala).

Conditiile locale de teren afecteaza forma spectrelor de raspuns elastic

si modifica atat amplificarea acceeratiei de varf a terenului, ag, cat si

continutul de frecventa a miscarii seismice.

Conditii locale de teren sunt descrise prin valorile perioadei de control

(de colt) TC a spectrului de raspuns pentru zona amplasamentului considerat.

Normativul P100 specifica trei valori ale perioadei de control TC pe o

harta de zonare macroseismica. Unei valori a perioadei de control TC ii

corespund o pereche de valori TB, TD.

Perioada de control TC a spectrului de raspuns reprezinta limita dintre

zona de valori maxime in spectrul de acceleratii absolute si zona de valori

maxime in spectrul de viteze relative.

Perioada de control TB poate fi exprimata in functie de perioada de

control, TC astfel: B C T ? 0.1?T .

Perioada de control TD a spectrului de raspuns reprezinta limita dintre

zona de valori maxime in spectrul de viteze relative si zona de valori

maxime in spectrul de deplasari relative.

Spectrul de raspuns elastic pentru componentele orizontale ale

acceleratiei terenului in amplasament este definit astfel:

Se(T) a (T) g ? ??

unde:

g a - acceleratia de varf a terenului;

? (T) - spectrul de raspuns normalizat la valorile de varf a acceleratiei

terenului.

Formele normalizate ale spectrului de raspuns elastic pentru

componentele orizontale ale acceleratiei terenului pentru fractiunea din

amortizarea critica egala cu 0.05 sunt date de relatiile: