Structura portantă a clădirii este reprezentată de toate acele elemente care îi permit stabilitatea statică, ceea ce înseamnă că transferă greutatea de la acoperiș la fundație. Structura portantă suferă sarcini verticale, precum greutatea proprie a clădirii, greutatea elementelor care nu sunt portante (învelișul de acoperiș, șape, pardoseli...) și greutatea mobilierului și a persoanelor. Structura portantă suportă și sarcini orizontale la care se adaugă forțele vântului și cutremurelor. În plus, capabilitatea portantă a elementelor, inclusiv a stâlpilor din oțel, este influențată de eșecul prin buckling, de imperfecțiuni geometrice și de moduri de utilizare ale secțiunilor transversale.
Funcția fundației și tipuri de fundații
Funcția de bază a structurii de fundație este de a transfera toate sarcinile elementelor superioare din structura clădirii către suprafața fundației. Există fundații de suprafață (izolate, continue, radier) și fundații de adâncime (piloți, coloane, barete).
3. Structuri portante: pereți, stâlpi și structuri din materialele moderne
3.1. Pereți AB (armătura din oțel la marginile pereților AB)
Acest tip de perete constă din armătura din beton și carcase pentru piloți forați (bare de armare verticale conectate). De regulă, armătura din oțel este îngroșată la marginile pereților din beton armat (AB), grosimea minimă a pereților AB fiind de 10 cm, iar cea mai comună fiind de 20-25 cm. Avantajul construcției pereților AB se manifestă printr-o rigiditate mai mare și, prin urmare, mișcările orizontale în cazul unui cutremur sunt mai mici decât în comparație cu construcțiile mai puțin rigide.
3.2. Pereți de zidărie și legături anti-cutremur
Pereții de zidărie pot fi din piatră, cărămidă sau alte materiale, cum ar fi betonul celular, sau diferite blocuri din beton. Pereții portanți au, de obicei, o grosime de cel puțin 19 cm, iar marginile pereților au de obicei legături de perete verticale sau orizontale care se extind de-a lungul rosturilor dintre pereți sau îmbinărilor structurii tavanului și peretelui. Legăturile articulate sunt elemente de protecție împotriva cutremurelor și forțelor de tracțiune, precum preiau sarcina orizontală cauzată de acțiunea vântului și a forțelor de cutremur; acestea sunt cel mai adesea realizate din beton și armături din oțel (bare verticale și etriere).
Conexiunile verticale (bare armate) pot fi, de asemenea, plasate în găurile blocurilor de colț special concepute și umplute cu beton.
3.3. Stâlpii AB
Stâlpii AB constau din armături din beton și oțel (bare verticale și etriere), iar în clădirile mai noi, astfel de stâlpi sunt cel mai adesea atașați de grinzi AB și formează astfel cadre AB. Stâlpii AB pot fi de secțiuni diferite; în unele locuri pot fi vizibili, în timp ce în alte locuri sunt parțial închiși de pereții solizi. Pereții solizi sunt de obicei construiți din blocuri ușoare care nu îndeplinesc toate cerințele definite pentru pereții portanți.
3.4. Construcția din lemn și două tipuri principale
Construcția din lemn a devenit din ce în ce mai populară în ultimii ani, deoarece este un material ecologic și permite clădirii să „respire”. Există două tipuri de construcții din lemn: construcții schelet, adică construcții formate din coloane, diagonale pentru protecție împotriva vântului și căpriori de acoperiș și construcții masive din lemn, unde întregul perete este portant. În al doilea caz, este vorba de plăci încrucișate (KLH) sau alte elemente din lemn lipite, care sunt întotdeauna modularizate și fabricate într-o fabrică. O construcție din lemn realizată din lemn lipit este mai scumpă decât una scheletică.
3.5. Construcția din oțel
Construcția din oțel poate fi doar scheletică, deoarece nu există pereți solizi din oțel. Acestea ar fi complet inutile și de prisos din cauza greutății mari a oțelului, deoarece clădirea ar fi atât de masivă încât nici măcar nu și-ar putea suporta propria greutate și ar necesita, de asemenea, o fundație foarte puternică. De asemenea, oțelul poate fi turnat doar într-un mediu sigur și controlat, cum ar fi o fabrică, altfel se pot întâmpla accidente catastrofale. Există numeroase tipuri de profile din oțel, dar alegerea depinde de tipul elementului de construcție (stâlp sau grindă), de calculul static, scopul și dorințele arhitectului, mai ales dacă stâlpii și grinzile vor fi vizibile.
4. Considerații statice despre aranjarea pereților portanți
Din punct de vedere static, este extrem de important ca pereții să fie aranjați corespunzător în planul clădirii și ca aceștia să se întindă continuu de la fundație până în vârful clădirii. În cazul în care nu au continuare, trebuie să se planifice depășirea distanțelor consolă cu grinzi și stâlpi. Acest aranjament trebuie asigurat în timpul construcției și întreținut pe toată durata de viață a clădirii. Acesta poate fi un obstacol major în renovările la scară largă, unde pereții portanți nu pot fi pur și simplu îndepărtați și instalați în altă parte.
5. Elemente ale structurilor portante: plăcile AB, tavanul AB, tavanul din lemn, construcțiile boltite și alte elemente
5.1. Placa AB
Placa AB constă din beton și armătură din oțel (plasă de armare și bare individuale de oțel). Armătura este introdusă în placa AB între etaje astfel încât să fie pe partea inferioară, unde preia forțele de tracțiune, în timp ce partea superioară a plăcii AB preia sarcinile de greutate. Pe lângă placa dintre etaje, există și plăci de balcon, scări și paliere.
5.2. Tavanul cu nervuri AB
Tavanul cu nervuri AB este o structură de tavan realizată din beton armat și grinzi nervurate înguste paralele, care este unită în partea de sus într-un întreg printr-o placă AB mai subțire. De obicei, între nervuri apar adâncituri de la cărămidă, care servesc drept cofraj în timpul construcției.
5.3. Tavanele din lemn
Tavanele din lemn sunt una dintre versiunile mai vechi ale acestui tip de construcție. Tavanul din lemn este format din grinzi de tavan din lemn, la care plăcile sunt atașate mai întâi din partea inferioară, apoi se aplică tencuială. Pe partea superioară a grinzilor de tavan se așază scânduri, apoi stratul de piatră și o podea din lemn. Regula acestui tip de construcție este ca grinzile de tavan din lemn să meargă în direcția dimensiunii mai scurte a încăperii și să fie așezate liber pe pereții laterali portanți.
5.4. Construcția boltită
Construcția boltită este tipică pentru clădirile mai vechi, din cărămidă. Ele pot fi de diferite forme și sunt construite din cărămidă sau piatră și prinse de pereții portanți folosind legături adecvate de zidărie.
5.5. Grinzile
Grinzile sunt elemente structurale liniare orizontale realizate din AB, oțel, lemn sau alte materiale.
5.6. Arcadele de zidărie
Arcadele de zidărie sunt caracteristice mai ales clădirilor mai vechi, unde îndeplinesc funcția de sprijin. Unele arcade de zidărie conțin o legătură specială de tensiune, de obicei din fier, situată în partea inferioară a arcadei.
5.7. Buiandrugii
Buiandrugii sunt validați pentru suporturi mai scurte și sunt destinate distribuiri uniforme a greutății peste deschiderile ferestrelor sau ușilor din pereți. În clădirile mai vechi, buiandrugii sunt din lemn sau din oțel, dar pot fi realizați și ca adevărate arcade de zidărie.
6. Scheletul acoperișului
Scheletul acoperișului este structura de susținere a acoperișului. În cele mai multe cazuri, scheletul acoperișului este din lemn, dar poate fi și din beton armat sau oțel. Scheletul din lemn este format dintr-un număr mare de elemente de bază: stâlpi (elemente verticale), grinzi (elemente orizontale) și căpriori (elemente portante care merg de la coamă până la clești).
Axialul de sarcină nu poate acționa centrului pe coloană, astfel încât, în plus, coloana este întotdeauna expusă la flexiune.Luați în considerare un exemplu: o coloană de 3 metri lungime cu un capțaj semicentic fix la un capăt și cu celălalt capăt încleștat. Are aria secțiunii A = 3.125 x 10^-3 m^2, momentul de inerție I = 4.7526 x 10^-5 m^4, și lățimea nobilului de 2.20 x 10^-4 m^3. Datorită imperfecțiunilor reale, eșecul prin buckling neelastic apare înainte de forța Euler de buckling. Pentru a lua în calcul imperfecțiunile geometrice și ale materialului, s-au definit curburi de buckling dimensionale.
Vom verifica un alt exemplu: o altă coloană de 3 m lungime cu capătul fix iar alt capăt încuiat. Are A=3.125×10^-3 m^2 și I=4.75026×10^-5 m^4. Curba de buckling a este discutată în contextul diferitelor norme (Japonia, EUROCODE 4, ACI etc.), care tratează lacunele între proiectarea pentru stâlpii din oțel, beton armat sau beton precomprimat, iar calculul se poate face prin diverse metode, inclusiv semiprobabilistice la stări-limită. În continuare, se discută despre capacitatea portantă a stalpilor și interacțiunea M-N în cazul sectiunilor mixte.
Stăpânirea proiectării stâlpilor cu diagrame de interacțiune | Noțiuni de bază despre beton armat
Capacitatea portantă a unui stalp mixt este calculată la fel ca pentru un element de beton armat. Cedarea apare când se atinge deformația limită 0,3% în oricare dintre fibrele de beton. Codurile folosesc metode diferite: LFRD (Ultimate Limit State, with load factors) sau distribuții plastice, iar pentru stâlpii umpluți cu beton se ține cont de confinarea betonului, ceea ce crește rezistența. În general, metodele devin adaptări semiprobabilistice ale stărilor-limită, iar diferitele norme (AISC, BS, EC4, DIN, AIJ) folosesc formule și coeficienți potriviți geometriilor secțiunii transversale.
În analiza fundațiilor se ia în considerare efectul soluției de teren: stratul superior sau granița cu stratul inferior pot determina locul cedării sub sarcini ultimă, inclusiv în condiții seismice (Richards, Helm, Budhu; Newmark; Coulomb). Se discută despre influențele externe asupra capacității de suportare a sarcinii: tensiune de tracțiune/compresiune, efort tangențial (forfecare) și factorii de formă, în contextul ancorării.
- Tipuri de structură portantă și funcția fundației
- Structuri din pereți AB, pereți de zidărie, stâlpi AB
- Construcții din lemn vs. oțel: avantaje și limitări
- Aranjarea statică a pereților portanți
- Elemente AB: plăci, tavane, boltări, arcade și buiandrugi
- Scheletul acoperișului și efectul său asupra coloanelor
tags: #determinati #sarcina #axiala #capacitatea #de #transport
Postări populare:
- Ghid practic pentru diversificarea nomenclatorului de produse destinate bebelușilor
- Protecția salariatelor gravide: obligațiile angajatorului
- Poezii pentru bebeluși la baie: ghid practic pentru părinți (primele 6 poezii blânde)
- Utilizarea Otrivin de către gravide
- Ghid detaliat despre nașterea prin cezariană: cum se face