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Nell 'ingénierie structurale vous entendez par état limite Il a dépassé une condition dans laquelle la structure d'examen ou l'un de ses éléments constitutifs ne répond plus aux besoins pour lesquels elle a été conçue.

classification

Dans la définition de l'état limite se distinguent:

  • États limites (ULS): Associée à la valeur extrême de la capacité portante ou d'autres formes de défaillance structurelle qui peut mettre en danger la sécurité des personnes. Voici quelques exemples de causes qui peuvent conduire à SLU sont: a) la perte de tout ou partie de la stabilité de la structure; b) la rupture des sections critiques de la structure; c) la transformation de la structure en un mécanisme; d) l'instabilité due à la déformation excessive; e) la détérioration due à la fatigue; f) des déformations de fluage ou fissures, qui produisent un changement de géométrie de nature à nécessiter le remplacement de la structure. Surmonter un état limite ultime est irréversible et est définie effondrement. En ce qui concerne l'action sismique (SLU dynamique) les états limites ultimes sont divisées en (arrêté ministériel du 14.01.2008):
    • Etat de protéger la limite de la vie (SLV): Suite à la tremblement de terre, la construction subit une rupture et l'affaissement des composants non structurels et des installations et des dommages importants des éléments de structure qui est associée à une perte significative de rigidité contre les actions horizontales; la construction conserve à la place d'une partie des actions verticales pour la résistance et la rigidité et une marge de sécurité contre l'effondrement des actions sismiques horizontales.
    • État de la limite de la prévention de l'effondrement (SLC): A la suite du tremblement de terre de la construction subit aucun dommage structurel important et l'effondrement des composants et des plantes et des dommages très graves de composants structurels; la construction conserve encore une marge de sécurité pour des actions verticales et une petite marge de sécurité contre l'effondrement en raison des mesures horizontales.
  • États limites d'entretien (LED): Ils étaient au-delà de ce qui ne sont plus satisfaits des exigences d'exploitation. Le dépassement d'un état limite peut avoir le caractère réversible ou irréversible: dans le premier cas, les dommages ou des déformations sont réversibles et cessent dès que la suppression de la cause qui a conduit au dépassement du SLE; dans le second cas, il se produit des dommages ou des déformations permanentes inacceptables et ne peut être éliminé au moyen de la suppression de la cause qui les a générés. En ce qui concerne l'action sismique (LED dynamique), les états limites sont divisés en (arrêté ministériel du 14.01.2008):
    • limite de fonctionnement de l'Etat (SLO): A la suite du tremblement de terre, la construction dans son ensemble (y compris les éléments de structure, des éléments non structuraux, etc.) ne devraient pas subir des dommages importants et des interruptions d'utilisation;
    • l'état limite de dommage (SLD): A la suite du tremblement de terre, la construction dans son ensemble (y compris les éléments de structure, des éléments non structuraux, des équipements utiles, etc.) Subit des dommages tels que ne pas mettre en danger les utilisateurs et n'affectent pas de manière significative la résistance et la rigidité contre les actions verticales et horizontales, restant immédiatement utilisable malgré l'interruption de l'utilisation d'une partie de l'équipement.

La perte majeure de la fonction d'une structure sont:

  • dommage local (fissuration excessive, corrosion des fers à repasser, etc.) que le compromis durabilité, l'efficacité ou l'apparence[1];
  • un mouvement excessif (sans perte d'équilibre) et la déformation excessive limitant l'utilisation, l'efficacité ou l'aspect de la construction et / ou des composants non structurels;
  • vibration excessive, incompatible avec l'utilisation pour laquelle la construction est en charge;
  • dommages à la fatigue qui porterait atteinte à la durabilité;
  • corrosion et / ou la dégradation des matériaux dans l'environnement de la fonction d'exposition.

L'état de la réglementation qui doit être effectuée, en règle générale, les tests suivants:

  • se produit à des tensions de fonctionnement;
  • le craquage se produit;
  • se produit déformabilité;
  • fatigue se produit;
  • vibration se produit.

Méthode état limite semi-probabiliste

la méthode état limite semi-probabiliste (Sur la base de l'utilisation des coefficients partiels de sécurité) est une méthode de vérification comme le procédé de contraintes admissibles.

Cette méthode est appelée semiprobabilistic, car elle permet de procéder à une vérification qui a probabiliste de valence, mais est réalisée selon la méthodologie utilisée dans les méthodes déterministes, telles que la contrainte admissible.

On note:

  • S la valeur de sollicitation d'agent
  • R la valeur de la souche résistante.

S et R doivent être considérés comme variables aléatoires auquel vous pouvez associer un densité de probabilité.

Parmi ces distributions sont particulièrement importantes, plus que les valeurs moyennes représentant fractile moins de 50% des deux fonctions de densité de probabilité, les valeurs suivantes qui sont appelées valeurs caractéristiques et affecté l'indice k:

  • S à une valeur qui a une faible probabilité d'être dépassée, en particulier le fractile inférieur à 95% (valeur en dessous de laquelle tombent 95% des valeurs aléatoires): Sk
  • R pour une valeur qui a une forte probabilité d'être dépassée: en particulier, la partie inférieure fractile 5% (valeur en dessous de laquelle se situe à moins de 5% des valeurs aléatoires): Rk.

Les valeurs caractéristiques peuvent être déterminées en utilisant uniquement le valeur moyenne xm et variance ô distributions de S et R selon la relation: xk = xm - kδ

où k est une fonction de la valeur de probabilité supposée pour le fractile et la loi de distribution supposée R et S.

Habituellement, il fait référence à la distribution gaussienne normale et dans ce cas k = 1,64.

Dans les valeurs caractéristiques sont prises en compte la valeur de la méthode probabiliste.

Les valeurs caractéristiques ainsi obtenues sont remplacés par les valeurs calculées, indiquées par l'indice d (d pour la conception) définie comme suit:

  • S: Valeur de calcul qui est obtenu par amplification de la valeur caractéristique en le multipliant par le coefficient γfa
  • R: Valeur de calcul qui est obtenu par réduction de la valeur caractéristique en le multipliant par le coefficient 1 / γm.

Les coefficients yfa et γm ils sont appelés coefficients partiels de sécurité et prendre en compte toutes les incertitudes et aleatorità reproduiront pas des valeurs caractéristiques (par exemple. incertitudes du modèle et de la géométrie) et sont calibrés par la réglementation en fonction du type de risque et le type de matériau utilisé.

Ensuite, nous procédons à une vérification de sécurité donnée par l'équation formelle:

S ≤ R.

Dans le mode de vérification est tenu compte de la valence de la méthode déterministe[2].

Le contrôle de sécurité mentionné ci-dessus se rapporte à des états limites ultimes, les contrôles de sécurité à l'égard des états limites sont exprimées en contrôlant les aspects de la fonctionnalité et de l'état tensionnel.

Par conséquent, pour l'étude d'une structure par la méthode des états limites, il doit d'abord être défini comme étant le modèle pour le motif géométrique et pour les charges.

Après le dimensionnement avant des éléments de structure, grâce à l'utilisation de modèles extrêmement simplifiés, nous allons examiner le comportement de la structure au moyen d'une analyse structurelle, compte tenu des diverses combinaisons de charge prévues par la loi de l'État dans la limite de question.

Les méthodes d'analyse autorisées par la législation sont l'analyse linéaire (également possible redistribution) et l'analyse non linéaire énormément plus cher dans les calculs.

Les résultats d'analyse sont les caractéristiques des contraintesk allant multipliée par le coefficient approprié pour obtenir la valeur de calcul ou d'un projet.

Par ailleurs, les matériaux constitutifs connus, il calcule la valeur caractéristique de la section résistant au stress Rk qui doit ensuite être multiplié par le coefficient 1 / γm.

Notez les deux valeurs de calcul, vous pouvez procéder à la vérification comme décrit ci-dessus.

Cette vérification doit être satisfaite dans chaque section de la structure.

En ce qui concerne la σ de ε- constitutif du béton, la législation en vigueur considère un (linéarité non mécanique) non-linéaire de sorte départ de l'élastique linéaire utilisé par les règles précédentes pour la méthode des tensions admissibles.

La différence entre les états limites procédé et procédé à des contraintes admissibles

Brève description de la méthode des tensions admissibles

La méthode de calcul de la contraintes admissibles Il est une méthode de vérification structurale de type déterministe.
Parce que vous utilisez une loi constitutive σ - ε du matériau linéaire, la vérification d'une section est réalisée sur les tensions (plus immédiates) et non sur la déformation.
Correction de la valeur caractéristique de la matière (Rck pour le béton et fyk pour l'acier), D. M. 16 janvier 1996 permet de calculer la contrainte admissible du matériel:

  • σc, amm, τc, 0 et τc, 1 pour le béton;
  • σs, amm pour l'acier.

A partir d'une analyse structurale du type linéaire (par ex. Utilisation de la méthode des éléments finis) Le calcul des contraintes agissant sur la structure, à partir de laquelle il est possible d'identifier les sections les plus sollicitées et, par conséquent, les contraintes maximales agissant sur eux.
La dernière étape consiste à vérifier que la contrainte maximale agissant sur la section la plus sollicitée est inférieure à la tension admissible prédéterminée, selon les inégalités suivantes:

  • σmax < σamm;
  • τmax < τamm.

différence conceptuelle entre les deux méthodes

Comme on le voit, dans la méthode des tensions éligibles pour le coefficient de sécurité, il est appliqué à travers la résistance.
Exprimant la méthode des tensions admissibles au moyen du même symbologie introduit à la méthode d'état limite, vous avez:

  • S = Sk
  • R = Rk/ γm *.

Dans ce cas, la condition de vérification (équivalent à l'inégalité ci-dessus) devient:

  • Sk < Rk/ γm *.

Comme nous l'avons indiqué précédemment, la méthode des états limites, le type semiprobabilisitico, introduit deux coefficients de sécurité distincts, l'un pour les charges et une pour les résistances, de manière à tenir compte de l'incertitude sur ces données:

  • S = Sk* γfa
  • R = Rk/ γm.

Dans ce cas, la condition de vérification devient:

  • Sk* γfa < Rk/ γm.

Il est également rappelé que Rk, dans ce cas, il est évalué par une loi de comportement σ - matériau non linéaire ε (parabole rectangle au béton).

Pour les sections comparables, en dépit des différences conceptuelles qui existent entre les deux méthodes de calcul, sont généralement obtenus les résultats ne sont pas trop différents du point de vue de la taille, la quantité de armure et les coûts de fabrication.
Ces correspondances peuvent être, en fait, justifiée par le choix particulier des coefficients adoptés dans la méthode de l'état limite. Dans la première phase du procédé, en fait, ces coefficients sont « calibrés » sur la base des résultats obtenus par la méthode des tensions admissibles, déjà largement utilisés dans le temps de la pratique technique.
Systématisation de mieux en mieux de la méthode d'état limite, cependant, ne s'écarte de plus en plus des deux résultats de méthodes, poussant à préférer le plus récent car mieux adhérer au comportement et à la capacité des matériaux.
L'insuffisance de la méthode de conception à la contrainte admissible est principalement due à deux raisons:

  • l'adhésion des inexactes lois constitutives pris pour les matériaux acier et béton aux lois réelles (et en particulier l'absence d'une description de la loi constitutive au-delà du champ élastique);
  • le processus de vérification limitée à la seule fibre de section plus souligné.

En outre, d'autres critiques comprenaient le manque d'attention à la dégradation, entraînant de grandes œuvres inattendues des coûts de réparation.

La législation italienne

En 1996, le D.M.LL.PP. 16/01 /1996 (Publié le journal officiel 29 du 02.05.1996) a établi la possibilité d'appliquer pour la première fois, même pour les structures de la région tremblement de terre, le procédé de l'état limite

La tendance actuelle, en accord avec d'autres pays de la Communauté européenne, Il est de donner la priorité à la nouvelle méthode de calcul. Ils étaient en fait écrits, traduits et diffusés largement les normes européennes pour la conception structurelle, la Eurocodes, dans lequel la méthode de calcul envisagée que est exactement ce que les états limites.

Normes techniques pour la construction 2005

Le 1er Janvier 2008, est entré en vigueur à titre définitif le nouveau règlement technique pour la construction en application du décret de 2005. Par conséquent, à compter de cette date, tout ce qui ne peut pas être conçu avec le vieux D.M. '96, par exemple, bois de charpente, Il doit être conçu et fabriqué selon NTC '05, sauf si vous voulez opter immédiatement pour l'utilisation de NTC '08, qui sont transitoires jusqu'au 30 Juin de 2009.

D. M. 14.01.2008

Depuis le 5 Mars 2008, trente jours après la publication au Journal officiel, il est également possible d'utiliser la nouvelle Normes techniques pour la construction (NTC) mentionné dans le décret précité. A partir de cette date également, jusqu'à l'expiration de la période de transition (initialement 18 mois, mais il a étendu plus au 30 Juin 2009[3]), Il a été possible de concevoir, exécuter, manutentare, test fonctionne avec les nouvelles normes techniques ou les règlements techniques pour la construction visé à D. M. 14 septembre 2005 (Publié au Journal officiel 222 du 23 Septembre 2005, supplément ordinaire 159) et les normes techniques visées D. M. 9/1/1996 - Installations c.a. et de l'acier; D. M. 16/1/1996 - Actions sur les structures; D. M. 11/3 /1988 - terre; et D. M. 20/11 /1987 - Les normes techniques pour la conception, la construction et les essais des bâtiments en maçonnerie et pour leur consolidation.
Le 26 Février 2009, le Journal officiel a été publié par le ministère des Transports de la « 2 circulaire Février 2009, # 617 » contenant « Instructions pour l'application des » nouvelles normes techniques pour la construction « » appelé D. M. 14/01/2008.
Le p.to 2.7 de la nouvelle addition NTC pour sanctionner l'exigence d'utilisation pour le calcul des structures dans les zones sismiques et non pas, fournit le point d'ancrage de la méthode d'utilisation des contraintes admissibles pour les constructions de type 1 et 2[4] et la classe d'utilisation I et II[5].

Dans ce cas, il convient de mentionner:

  • à D. M. LL.PP. du 14/02/92 pour des structures de béton et d'acier;
  • à D. M. LL.PP. du 20.11.87 pour les structures de maçonnerie,
  • à D. M. LL.PP. dell'11.03.88 pour les travaux et les systèmes géotechnique.

Pour le calcul des actions sismiques, vous devez prendre S = 5 pour le degré d'activité sismique, tel que défini dans p.to B.4 de D.M. LL.PP. de 16.01.1996.

Dans le cas sismique applique également le mode constructif et calcul de la D.M. précitée LL.PP. des 16.01.2006 et la circulaire. LL.PP. 65 / AA.GG.

O.P.C.M. n.3274 du 20 Mars, 2003

L 'ordonnance la Président du Conseil des ministres n.3274 (publiée au Journal officiel le 8 mai 2003 105 S.O. 72), il a été introduit afin de modifier fondamentalement les critères de classification sismiques du territoire italien, à la fois le code sismique, basé sur EC8.

Cette commande a été que partiellement atteint, et parce que la première ordonnance a été marquée par de nombreuses inexactitudes qui ont forcé deux mises à jour (OPCM n.3316 du 2 Octobre 2003, publié au Journal officiel 236 du 10 Octobre 2003 et OPCM n. 3431 du 3 mai 2005, publié au Journal officiel le 10 mai 2005 107 sO 85), et parce qu'en fait il a dépassé par décret ministériel 14 Septembre 2005 Les normes techniques pour la construction.

À l'heure actuelle (2007), le O.P.C.M. n.3274 est en vigueur à l'égard de son annexe, l'annexe 1 - Classement sismique des communes italiennes.

De plus, il est cependant pris en compte par le même D.M. 14/09/05 estime que les dispositions contenues dans les annexes 2 et 3 de l'ordonnance défense civile n.3274 de 2003 et ses modifications ultérieures, de continuer à trouver la validité de ces documents d'application des normes techniques détaillées.

Méthodes d'analyse structurelle

Selon l'Eurocode 2, ils peuvent être utilisés les méthodes suivantes d'analyse structurale pour le calcul des contraintes et des déformations d'une structure

  • LED
    • analyse élastique linéaire
  • SLU
    • analyse élastique linéaire avec ou sans redistribution
    • Analyse non linéaire
    • Analyse plastique

notes

  1. ^ En testant la SLS un aspect inacceptable doit être traité au même niveau d'un dysfonctionnement structurel
  2. ^ Si une expérience (réelle ou conceptuelle) identique est effectuée à plusieurs reprises, en laissant inchangés les valeurs des conditions sous contrôle, et si les résultats sont toujours (presque) égal au processus déterministe dit autrement on parle de processus aléatoire (aléatoire, stochastique, rendom )
  3. ^ en vertu de la disposition visité l'art. 1-bis D.L. n. 39 du 28 Avril 2009, converti avec modifications par la loi 77 du 24 Juin 2009, mis fin au régime transitoire établi par l'art. 20 du décret-loi n. 248 du 31 Décembre 2007, converti en loi, avec modifications, 1er co. 1 de la loi n. 31 du 28 Février 2008. Par conséquent, à partir du 1er Juillet 2009 pour l'application obligatoire du nouveau NTC visé à D. M. 14 janvier 2008
  4. ^ Durée de vie nominale d'un opéra: p.to 2.4.1. nouveau NTC
  5. ^ 2.4.2 Nouveau NTC

Articles connexes

liens externes

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