Constructii Din Lemn Slide-uri

7/28/2019 Constructii Din Lemn Slide-uri

http://slidepdf.com/reader/full/constructii-din-lemn-slide-uri 1/230

CONSTRUCŢII

DIN LEMN

I. ELEMENTE DE BAZĂ

1




1. Elemente de economie forestieră

în lume: pădurile ocupă 1/3 din suprafaţa continentelor

(4.300 mil. ha);în România: 27% din teritoriu (cca. 6 mil. ha);

Clasificare:după repartizarea în teritoriu:- peste 700 m altitudine 60%;- între 150 şi 700 m 30%;- sub 150 m 10%.după zona de vegetaţie:- peste 1300 m altitudine alpină;- între 200 şi 1300 m forestieră;

- sub 200 m

stepă.după ponderea speciilor:- fag 30%;- răşinoase 30%;- stejar 20%;- altele 20%.

2

2




2. Scurt istoric în antichitate; în Evul Mediu (Bassano del Grappa – sec. XVI);

în epoca modernă (Franţa, Emi – 1825, Germania – lemn încleiat); în perioada contemporană;în România: biserica din Surdeşti (1797) – 54 m, salaFloreasca, Ilva Mică.

3. Avantajele şi dezavantajele construcţiilor din lemnavantaje:

dezavantaje:

- rezistenţă relativ mare;- montare-demontare simplă;- conductivitate termică mică;

- prelucrare uşoară;- coef. de dilatare termică mic;- tratat durabilitate mare.

- anizotropia şi neomogenitatea;- defecte naturale;

- defecte cauzate de insecte şiciuperci;

- sortiment limitat;- influenţa negativă a umidităţii;

- inflamabilitatea.

3

3




4. Clasificarea construcţiilor din lemndupă durata de exploatare:

- permanente durata > 4 ani;

- provizorii durata < 4 ani;- auxiliare.

după condiţiile de exploatare:- adăpostite; - neadăpostite; - sub apă.

după destinaţie:- civile; - industriale; - agricole;- poduri, podeţe; - hidrotehnice; - speciale.

după sistemul constructiv:- grinzi; - cadre; - arce;- bolţi; - cupole.

după modul de execuţie:- în fabrică sau atelier specializat;- pe şantier.

4

4




5. Materialul lemnos şi caracteristicile sale fizico-mecanicestructura lemnului:

Fig. 1: Pană din lemn, taiată din trunchi. Fig. 2: Secţiune prin trunchi

5

5




secţiuni caracteristice:

Fig. 3: Structura unui trunchi (transversal). Fig. 5: Secţiune tangenţială.

Fig. 4: Secţiune radială.

6

6




celula vegetală:

Fig. 6: Microstructura peretelui celular ceformează lemnul.

Fig. 7: Reprezentare schematică la nivelmicroscopic a unui bloc din lemn de pin.

7

7




compoziţia chimică: C 50%, O2 44%, H 6%anizotropialemn timpuriu, lemn târziu

Fig. 8: Reprezentare microscopică a unei secţiuni transversale de molid (inel anual).

8

8




6. Clasificarea materialului lemnosdupă specie:

- foioase (salcâm, stejar, gorun, fag, frasin, ulm, plop);

- răşinoase (larice, pin, molid, brad).după gradul de prelucrare:- lemn brut (rotund);- lemn ecarisat (cherestea).

Fig. 9: Lemn rotund. Fig. 10: Lemn ecarisat.

9

9




clasificare cherestea:- după modul de debitare (tivită sau netivită);

- după umiditate:- verde peste 30%;- zvântată 24 – 30%;- semiuscată 18 – 24%;- uscată sub 18%.

Fig. 11: Cherestea tivită sau netivită.

10

10




- după sortimente: scânduri, dulapi, şipci, rigle, grinzi, etc.

- după clase de calitate (scânduri şi dulapi): E (A, B); T; III; IV; V.Fig. 12: Sortimente de cherestea.

11

11




7. Defectele lemnului şi categorii de material lemnosdefecte de formă a trunchiului (conicitate, curbură) şi destructură (concreştere, etc)

Fig. 13: Defecte de formă a trunchiului şi de structură:

a. Rulură asociată unei crăpături a inimii;

b. Crăpătură, situaţie mai des întâlnită la foioase decâtla conifere;

c. Degradare cauzată de lovituri.

12

12




defecte din cauza nodurilor şi crăpăturilor

Fig. 14: Categorii de calitate:- Calitatea I:

- Calitatea II:

- Calitatea III:

Fig. 15: Principiul tăierii pentru controlulfisurării.

4

b...)dd(d 321

3

b...)dd(d 321

2

b...)dd(d 321

13

13




Categorii de calitate

Tabel 1: Categoria de calitate în funcţie de solicitarea şi destinaţia pieselor.

Categoria de calitatea pieselor şielementelor din

lemn

Solicitarea şi destinaţia pieselor şi elementelor din lemn

I

Elemente supuse la întindere şi încovoiere, de exemplu:

grinzi cu zăbrele, grinzi simple, piese speciale, pene,dornuri, eclise, etc.

II

a). Piese supuse la compresiune şi încovoiere.b). Elemente întinse şi întinse-încovoiate, la care efortulunitar efectiv reprezintă maximum 70% din rezistenţaadmisibilă a lemnului.

IIIElemente secundare supuse la încărcări accidentale (deexemplu: astereala, piese a căror deteriorare nupericlitează rezistenţa şi stabilitatea construcţiilor).

14

14




defecte din cauza insectelor, microorganismelor, paraziţilorvegetali;contracţia si umflarea

Fig. 16: Deformaţii şi fisurări ale secţiunii pentru principalele moduri de debitare.

15

15




Fig. 17: Deformaţii ale secţiunilor din cauza contracţiei.

16

16




Fig. 18: Contracţie sau umflare, răşinoase europene (R), stejar şi fag (F)

17

17




Fig. 19: Reprezentare schematică a evoluţiei umidităţii lemnului.

Fig. 20: Contracţia şi umflarea maxime

pentru molid, în cele 3 direcţii principale.

Fig. 21: Contracţia şi fisurarea unei secţiuni masive

din lemn rotund.

18

18




8. Putrezirea lemnului şi măsuri de protecţie

Fig. 22: Penetrare (longitudinal şi transversal pe fibre), după o imersie de 24 de ore în lichid.

19

19




9. Comportarea lemnului la foc. Măsuri de protecţie contraincendiului

Fig. 23: Secţiune de lemn atacată de foc: a) zona carbonizată; b) zona protejată.

20

20



CONSTRUCŢII

DIN LEMN

II. PROPRIET ĂŢILEMECANICE ALE LEMNULUI DE

CONSTRUCŢII21



II. PROPRIET ĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII 2

Proprietăţile mecanice ale materialului lemnos se determinăprin încercări de laborator, pe epruvete standardizate,realizate din lemn fără defecte.

1. Comportarea lemnului la întindere (în lungul fibrelor)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la întindere: cca. 1000 daN/cm2;- modulul de elasticitate: E = 110.000 – 140.000 daN/cm2;

pentru existenţa nodurilor pe 1/4 din secţiune, se aplică uncoeficient de corecţie de 0,27;ruperea se produce brusc, f ără deformaţii plastice.

Fig. 1: Solicitarea de întindere: a). în lungul fibrelor; b). perpendicular pe fibre.22




2. Comportarea lemnului la compresiune (în lungul fibrelor)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la compresiune: cca. 400 daN/cm2

;- modulul de elasticitate: E = 110.000 – 130.000 daN/cm2;pentru existenţa nodurilor pe 1/3 din secţiune, se aplică uncoeficient de corecţie de 0,6 – 0,7.

Fig. 2: Solicitarea de compresiune în lungul fibrelor.

23




Fig. 3: Diagrama s /e pentru lemn de răşinoase supus la:a). întindere în lungul fibrelor (X);b). compresiune în lungul fibrelor (D); 24




3. Comportarea lemnului la incovoiere (perpendicular pe fibre)SR EN 408 – 1996pentru lemn de răşinoase:

- rezistenţa la încovoiere: cca. 750 daN/cm2

;pentru existenţa nodurilor pe 1/3 din secţiune, se aplică uncoeficient de corecţie de 0,45 pentru lemnul ecarisat şi 0,70pentru lemnul rotund;ruperea se produce prin cedarea zonei comprimate.

Fig. 4: Comportarea lemnului la încovoiere în diferite stadii de lucru:

a). – elastic; b). – elasto-plastic; c). – plastic. 25




4. Comportarea lemnului la strivire (perpendicular pe fibre)STAS 1348 – 1987se disting 3 cazuri de solicitare la compresiune şi strivire

perpendicular pe fibre:

Fig. 5: Compresiune şi strivire a lemnului normal pe fibre:a). – pe întreaga suprafaţă;b). – pe o parte din lungime;c). – pe o parte din lungime şi pe o parte din lăţime.

26




modulul de elasticitate:- E = 6.000 – 9.000 daN/cm2 (în funcţie de umiditate, specificulinelelor anuale etc.).

rezistenţa:- depinde de unghiul pe care îl face direcţia forţei cu direcţia fibrelor;

Fig. 6: Variaţia rezistenţei la strivire, înfuncţie de unghiul a.

27

Ă




5. Comportarea lemnului la forfecareSTAS 1651 – 1983se disting 3 cazuri de comportare a lemnului la forfecare, în

funcţie de poziţia planului de forfecare şi direcţia deexercitare a forţei de forfecare:

Fig. 7: Curbele caracteristice de comportare a lemnului la forfecare:1 – transversală (tt = 350 daN/cm2);2 – longitudinală paralelă (tp = 80 – 90 daN/cm2);

3 – longitudinală perpendiculară (tpp = 40 – 50 daN/cm2). 28

Ă




6. Factorii care influenţează comportarea lemnului la diferitesolicitări

anizotropia

- proprietăţile mecanice depind de unghiul pe care îl face direcţiaforţei cu direcţia fibrelor – valorile maxime sunt atunci când direc ţ ia for ţ ei coincide cu direc ţ ia fibrelor ;

Fig. 8: Variaţia rezistenţelor lemnului în funcţie de unghiul a la:

1 – încovoiere; 2 – întindere şi 3 – compresiune. 29

Ă



umiditatea- rezistenţa scade odată cu creşterea umidităţii, dar numai până laatingerea punctului de saturaţie a fibrei (25-30%)- umiditatea influen ţ eaz ă foarte mult încovoierea ş i compresiunea static ă ş i neînsemnat întinderea ş i încovoierea dinamic ă ;

10II. PROPRIET ĂŢILE MECANICE ALE LEMNULUI DE CONSTRUCŢII

Fig. 9: Variaţia modulului de elasticitate cu umiditatea.30

Ă



temperatura:- creşterea temperaturii conduce la scăderea rezistenţelormecanice;- creşterea temperaturii de la 25oC la 50oC scade rezistenţa la

forfecare cu 15-20% şi la compresiune cu 20-40%;- nu se admit construc ţ ii din lemn la o temperatur ă constant peste 50 o C ;


densitatea:- rezistenţele mecanice cresc odată cu creşterea densităţii;- dacă densitatea (la răşinoase) scade de la 600 la 400 kg/m3 ,

rezistenţa la compresiune se reduce de 1,5 ori;- nu se admite folosirea ca elemente de rezisten ţă în construc ţ ii a lemnului cu densitatea mai mic ă de 400 kg/m 3 ;

durata de acţiune a încărcării:- mărimea rezistenţei de rupere depinde de viteza de încărcare,indiferent de natura solicitării;

- cu cât viteza de înc ă rcare cre ş te, rezisten ţ ele cresc ;- dacă nu se depăşeşte un anumit nivel al încărcării, rezistenţa derupere a lemnului tinde spre o anumită limită , care se numeşterezistenţa de rupere la sarcini statice de lungă durată sau, pe scurt,rezisten ţ a de durat ă a lemnului sd;- aceasta reprezint ă valoarea maxim ă a efortului unitar sub ac ţ iunea c ă ruia elementul de construc ţ ie nu se va rupe, oricât de mare ar fi

durata de solicitare ; 31

Ă




- coeficientul de durată k d = sd / sr este:- 0,5 la întindere;- 0,6 la încovoiere;

- 0,7 la compresiune.- aceşti coeficienţi corectează rezistenţele obţinute în laborator, peepruvete standard;- şi deformaţiile lemnului depind de durata solicitării;

Fig. 10: Curba deformaţiilor în timp la încercări de durată pentru s ≤ sd.

Fig. 11: Curba deformaţiilor în timp la încercari de durată pentru s > sd.

32



CONSTRUCŢII

DIN LEMN

III. Ş ARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE

CU SECŢIUNE SIMPL Ă 33

III ŞARPANTA ACOPERIŞULUI ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPLĂ



III. ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPL Ă 2

1. Alcătuirea şarpantei, elemente componente

Fig. 1: Elementele componente ale unei şarpante:1 – Talpă; 2 – Pop; 3 – Pană de coamă; 4 – Pană intermediară; 5 – Cosoroabă; 6 – Cleşti;

7 – Contrafişe; 8 – Căpriori. 34




3

2. Tipuri de şarpante din lemnŞarpante din lemn ecarisat:

Şarpanta cu căpriori:

Fig. 2: Alcătuirea şarpantei cu căpriori:1 – Căprior; 2 – Coardă (talpă);3 – Contravântuiri.a). Distribuţia eforturilor în elemente;b). Rigiditate la încărcări laterale;c). Rigidizarea căpriorilor cu distanţieri.

III. ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPL Ă

35




4

Şarpanta cu scaune:

Fig. 3: Scheme de principiu la şarpante cu scaune:a). Şarpantă cu scaune pentru un acoperiş cu 2 pante, cu reazem intermediar, longitudinal;

b). Şarpantă cu 2 rânduri de reazeme intermediare longitudinale.


36

5III ŞARPANTA ACOPERIŞULUI ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPLĂ



5

Şarpanta cu scaune (continuare):

Fig. 4: Şarpantă cu scaun dublu:1 – Talpă; 2 – Pop; 3 – Cosoroabă;4 – Pană intermediară; 5 – Căprior;6 – Contrafişă; 7 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;b). Schema statică în dreptul fermei.

Fig. 5: Şarpantă cu scaun dublu, întărită cu arbaletrieri:1 – Talpă; 2 – Pop; 3 – Cosoroabă;4 – Pană intermediară; 5 – Căprior;6 – Contrafişă; 7 – Cleşti; 8 – Arbaletrier;a). Schema de rezemare căpriori;

b). Schema statică în dreptul fermei.


37

6III ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPLĂ



Fig. 6: Scheme simplificate pentru şarpantă cu scaun simplu şi şarpantă cutrei scaune:a). Schema şarpantelor;

b). Schemă de rezemare căpriori.

6

Şarpanta cu scaune (continuare):


38




7

Şarpanta cu macaz:

Fig. 7: Şarpantă cu macaz simplu:1 – Talpă; 2 – Căprior; 3 – Arbaletrier;4 – Cosoroabă; 5 – Pană de coamă;6 – Montant; 7 – Contrafişă; 8 – Îmbinaremontant – coardă;a). Schema de rezemare căpriori;


Fig. 8: Şarpantă cu macaz dublu:1 – Talpă; 2 – Căprior; 3 – Arbaletrier;4 – Cosoroabă; 5 – Pană intermediară;6 – Montant; 7 – Contrafişă; 8 – Îmb. montant – coardă; 9 – Bară transversală; 10 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;



39




8

Fig. 9: Combinarea şarpantei cu scaune cu şarpanta cu macaz:1 – Talpă; 2 – Cosoroabă; 3 – Pană de coamă; 4 – Pană intermediară; 5 – Montant; 6 – Pop;7 – Căprior; 8 – Arbaletrier; 9 – Contrafişă; 10 – Cleşti;

a). Schema de rezemare căpriori.


40




9

Şarpante utilizate la clădiri cu pereţi longitudinali:Şarpantă cu scaun simplu:

Fig. 10: Şarpantă cu scaun simplu:1 – Talpă scurtă; 2 – Pop; 3 – Cosoroabă; 4 – Pană de coamă; 5 – Căprior; 6 – Cleşti;7 – Contrafişă

a). Schema de rezemare căpriori.


41




10

Şarpante utilizate la clădiri cu pereţi longitudinali:

Fig. 11: Şarpantă cu scaune duble oblice. Varianta I:1 – Talpă; 2 – Pop înclinat;3 – Cosoroabă; 4 – Pană de coamă;5 – Pană interm.; 6 – Căprior; 7 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;


Fig. 12: Şarpantă cu scaune duble oblice. Varianta II:1 – Talpă; 2 – Pop înclinat;3 – Cosoroabă; 4 – Pană de coamă;5 – Pană interm.; 6 – Căprior; 7 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;



42




Fig. 13: Şarpantă cu scaun drept central şi două scaune oblice:1 – Talpă; 2 – Pop înclinat; 3 – Pop vertical; 4 – Cosoroabă; 5 – Pană de coamă; 6 – Pană interm.; 7 – Căprior; 8 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;

11

Şarpante utilizate la clădiri cu pereţi longitudinali:III. ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPL Ă

43




12

Şarpante utilizate la clădiri cu pereţi longitudinali:

Fig. 14: Şarpanta de la figura 13, întărită cu arbaletrieri:1 – Talpă; 2 – Pop înclinat; 3 – Pop vertical; 4 – Cosoroabă; 5 – Pană de coamă; 6

– Pană interm.; 7 – Căprior; 8 – Cleşti; 9 – Arbaletrieri;a). Schema de rezemare căpriori;


44




13

Şarpante utilizate la clădiri cu pereţi transversali:

Fig. 15: Şarpantă cu două scaune:1 – Talpă scurtă; 2 – Pop; 3 – Cosoroabă; 4 – Pană de coamă;5 – Pană interm.; 6 – Căprior; 7 – Contrafişă; 8 – Cleşti;a). Schema de rezemare căpriori;b). Schema statică în dreptul fermei.


45



15III. ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPLĂ



15

Şarpante utilizate la acoperişuri cu o singură apă:

Fig. 17: Şarpantă la acoperiş cu o singură apă:1 – Talpă; 2 – Pop; 3 – Cosoroabă; 4 – Pană de coamă; 5 – Pană intermediară; 6 – Căprior; 7 – Contrafişe; 8 – Cleşti; 9 - Ancoraj


47




16

Şarpantă la acoperiş cu 2 ape din grinzi încleiate:

Fig. 18: Şarpantă la acoperiş cu 2 ape, din grinzi încleiate:1 – Ancoraj + bulon; 2 – Talpă superioară; 3 – Talpă inferioară; 4 – Diagonale; 5 – Ancoraj + buloane


48




17

Şarpantă pe ferme din lemn:

Fig. 19: Şarpantă pe ferme din lemn:1 – Talpă inferioară; 2 – Aparat de reazem; 3 – Diagonale; 4 – Montanţi; 5 – Piesă de îmbinare în nod central; 6 – Talpă superioară; 7 – Pane; 8 – Învelitoare; 9 – Pană de capăt.


49




18

3. Stabilirea încărcărilor pentru calculul elementelor şarpanteiCalcul şipci

Fig. 20: Stabilirea încărcărilor pentru calculul şipcilorşi schema de calcul a şipcilor.


50

19III. ŞARPANTA ACOPERIŞULUI; ELEMENTE CU SECŢIUNE SIMPL Ă



19

Calcul astereală Fig. 21: Stabilirea încărcărilor pentru calculul asterealeişi schema de calcul a asterealei.

Fig. 22: Stabilirea eforturilor unitarenormale în scândurile asterealei.

Ş Ş ; Ţ

51




20

Calcul căpriori

Fig. 23: Stabilirea încărcărilor pentru calculul

căpriorilor şi schema de calcul a căpriorilor.

Ş Ş ; Ţ

52




21

Calcul pane

Fig. 24: Stabilirea încărcărilor pentru calculul panelorşi schema de calcul a panelor.

Ş Ş ; Ţ

53




Calcul popi

Fig. 25: Schema de calcul a popilor:a). – popi verticali;b). – popi înclinaţi.

Stabilirea suprafeţei de strivire.

Ş Ş ; Ţ

54




4. Calculul elementelor din lemn cu secţiune simplă 4.1. METODA REZISTENŢELOR ADMISIBILE (MRA) –STAS 856/1971

Elemente solicitate la întindere axială

Calculul se face în ipoteza distribuirii uniforme a eforturilor unitarenormale, ţinând seama de slăbirile existente, deşi în zona slăbită distribuţia eforturilor nu este uniformă;Slăbirile existente pe o porţiune în lungul barei de max. 20 cm seconsideră în aceeaşi secţiune transversală;

][daN/cmσ

A

Nσ

2at

n

t

Elemente solicitate la compresiune axială Calculul barelor scurte comprimate sau la care deformaţiile axeimedii în sens transversal sunt împiedicate se face ţinând seama deslăbirile existente în bară;

Dacă axa medie se poate deforma, se impune verificareastabilităţii;

- lf este funcţie de prinderile barei la capete, iar Ac funcţie de slăbirile secţiunii (4 cazuri)

][daN/cmσ

A

Nσ

2ac

n

c

][daN/cmσ

A

Nσ

2

acc

c

2/3100 - hiperbola lui Euler; AI i i l f /;/ minmin ; abace !

Ş Ş Ţ

55




Elemente solicitate la încovoiere (cca. 80-85%)

încovoierea simplă:

verificarea se face în zona cu moment maxim, ţinând seama deslăbiri; încovoierea oblică:

calculul (verificarea) săgeţii:

Elemente solicitate la compresiune excentrică Elemente supuse simultan la forţe axiale de compresiune şimomente încovoietoare;Cazuri practice: încărcări transversale; curbură iniţiala, etc.

Calculul forţei tăietoare se face similar:

Elemente solicitate la întindere excentrică

][daN/cmσ

W

Mσ

2ai

net

][daN/cmσ W

M

W

Mσ 2

ai

y

y

x

x

adm ef f f

;W

M

A

Nσ

net

0

net

;σ A

N

31001

acbr

2

10

t

0T

;W

M

A

Nσ

net

0

net

1 - nu se ia în considerare;56




Reguli generale privind proiectarea construcţiilor din lemnSe vor respecta toate cerinţele impuse de Legea 10/1995 (calitatea);Se vor lua măsuri de protecţie ignifugă şi insectofungicidă şi contratemperaturii > 50oC;

Alegerea sistemului constructiv – funcţie de calitatea şi procentul deumiditate a lemnului;Eliminarea îmbinărilor metalice (cu oţel de construcţii) în mediu cuagresivitate chimică;Îmbinările vor asigura transmiterea uniformă a eforturilor la toate pieselecomponente (se vor folosi aceleaşi tipuri de legături – cuie, buloane, etc. – dispuse simetric în secţiune);Îmbinările se vor executa cu mare precizie şi se va asigura controlul lor înexploatare;Secţiunea netă a pieselor de rezistenţă va fi de min. 40 cm2 şi min. ½ dinaria brută (grosimea secţiunii brute va fi min. 6 cm, iar a celei nete de min.3 cm);Elementele şarpantelor clasice pentru acoperişuri se calculează ca grinzisimplu rezemate cu deschiderea = lumina + 10 cm, dar max. distanţa dintrereazeme;

Nu se ţine seama în calcule de eforturile datorate variaţiilor detemperatură;Eforturile unitare efective, respectiv săgeţile efective nu vor fi mai mari cu3% sau mai mici decât 5% faţă de eforturile, respectiv săgeţile adm.;

Grupări de încărcări- Încărcări permanente (incl. greut. proprie) şi încărcarea din zăpadă;- Încărcări permanente (incl. greut. proprie), ½ zăpadă , presiunea vântului;

- Încărcări permanente (incl. greut. proprie) şi o sarcină (utilă) conc. - 100 daN.57




4.2. METODA ST ĂRILOR LIMIT Ă (MSL) –NP005-1996Noţiuni generale

Elementele ş i construc ţ iile din lemn se verific ă în domeniul elastic al comport ă rii materialului;

Construcţiile şi elementele de construcţie se clasifică în funcţie dedurata de exploatare în construc ţ ii permanente şi construc ţ ii provizorii; După condiţiile de exploatare a construcţiilor din lemn, elementeleacestora se clasifică în următoarele clase de exploatare:

clasa 1 de exploatare caracterizată prin umiditatea conţinută dematerialul lemnos corespunzătoare unei temperaturi de 0-20±2°C şiumiditatea relativă a aerului i ≤ 65%;clasa 2 de exploatare caracterizată prin umiditatea conţinută dematerialul lemnos corespunzătoare unei temperaturi de 0-20±2°C şiumidităţi relative a aerului 65% ≤ i ≤ 80%;clasa 3 de exploatare caracterizată prin umiditatea conţinută dematerialul lemnos superioară celei din clasa 2 de exploatare;

Stările limită luate în considerare:st ă ri limit ă ultime , corespunzând epuizării capacităţii portante:- ruperi de diferite naturi;- pierderea stabilităţii formei sau a poziţiei;- ieşirea din lucru datorită unor deformaţii remanente excesive;st ă ri limit ă ale exploat ă rii normale , corespunzând întreruperiicapacităţii de exploatare normală a elementelor de construcţie,datorit ă , în special, deplas ă rilor statice sau dinamice excesive.

58




Rezistenţele de calcul ale lemnului masiv

- mui sunt coeficienţi ai condiţiilor de lucru care introduc în calcul umiditatea deechilibru a materialului lemnos, conform condiţiilor de exploatare a elementelorde construcţie;- mdi sunt coeficienţi ai condiţiilor de lucru stabiliţi pe baza duratei de acţiune a încărcărilor;- R i sunt rezistenţele caracteristice ale diferitelor specii de lemn, la diversesolicitări;

- gi sunt coeficienţi parţiali de siguranţă , definiţi în funcţie de tipul solicitărilor.

i

iR mmR

gdi ui

c i , unde:

Deformaţiile maxime admise

- f max,final este deformaţia (săgeata) maximă finală din încovoiere;- f 1 este săgeată datorată încărcărilor permanente (deformaţia transversală peaxa elementului);- f 2 este săgeata datorată încărcarilor temporare;- f i este săgeata din curgerea lentă a îmbinărilor;- f c este contrasăgeata iniţiala a grinzii neîncărcate;

c i final f f f f f 21max, , unde:

59




Relaţii generale de calculCapacitatea portantă a barelor simple din lemn, la diferitesolicitări, se stabileşte cu relaţia generală de calcul:

- Fi este capacitatea portantă a barei din lemn masiv la solicitarea i stabilită înfuncţie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnului şi condiţiilede exploatare;- Si este caracteristica secţională (arie, modul de rezistenţă) în mm2 sau mm3;- mTi este coeficientul de tratare a lemnului (în funcţie de tipul solicitării).

La elementele încovoiate se verifică obligatoriu şi condiţia derigiditate (deformaţie):

- f adm este deformaţia maximă admisă.

Ti i mSR F ici , unde:

adm final f f max, , unde:

60



CONSTRUCŢII

DIN LEMN

IV. ÎMBIN ĂRI FOLOSITE LACONSTRUCŢIILE DIN LEMN

61

IV. ÎMBIN ĂRI FOLOSITE LA CONSTRUCŢIILE DIN LEMN 2



Sortimentele de material lemnos folosite în construcţiile dinlemn sunt limitate ca secţiune şi lungime şi nu satisfaccerinţele practicii. Elementele de construcţii din lemn serealizează în funcţie de posibilităţile de livrare a cherestelei,

în general fiind necesară îmbinarea pieselor de cherestea.1. Clasificarea îmbinărilor:după rolul îndeplinit: - de prelungire;

- de solidarizare;- îmbinări în noduri.

Fig. 1: Moduri de îmbinare:a – de prelungire;

b – de solidarizare;c – în noduri.

62

3IV. ÎMBIN ĂRI FOLOSITE LA CONSTRUCŢIILE DIN LEMN



după natura solicitărilor:solicitate la strivire şi forfecare (prin chertare);solicitate la încovoiere şi strivire (cu tije cilindrice sau lamelare);solicitate la forfecare (încleiate);solicitate la smulgere (cu şuruburi şi cuie);solicitate la întindere (piese metalice – juguri);legături de siguranţă (buloane, scoabe, cuie).

după modul de execuţie: în fabrici sau ateliere specializate;

pe şantier.Cu excepţia îmbinărilor încleiate, toate tipurile de îmbinăricedează în timp sub solicitări:

dacă cedarea se produce progresiv ca urmare a creşteriideformaţiilor plastice, îmbinarea se consideră cu legăturiflexibile (elastice) – leg ă turile sunt solicitate la încovoiere, iar piesele din lemn la strivire ;dacă cedarea se produce brusc, îmbinarea se consideră culegături rigide – forfecare , pericolul cedărilor neavertizate estefoarte mare (atenţie la chertări sub unghiuri mici, chertăriimprecise la îmbinări frontale ortogonale cu prag dublu saucentrări incorecte ale nodurilor de reazem).

63




2. Reguli de realizare a legăturilor într-o îmbinare:legăturile să fie de acelaşi tip şi să aibă aceleaşi caracteristici;aşezarea legăturilor în îmbinare să fie simetrică în raport cu axaelementului;

să se poată executa mecanizat, asigurându-se precizia necesară;să se asigure o vizitare uşoară a îmbinării şi posibilităţi deintervenţie pentru reparaţii;calculul se face pentru capacitatea portanta a barei, admiţându-seo repartizare a eforturilor în îmbinare proporţional cu numărul şicapacitatea legăturilor;

acţiunea forţelor de frecare nu se ia în considerare când are efectfavorabil, dar se ţine seama de ea când efectul este nefavorabil;

3. Alcătuirea şi calculul îmbinărilor cu chertare:Sunt cele mai vechi tipuri de îmbinări: asigură transmiterea

efortului de la o piesă la alta direct prin suprafaţa de contactprelucrată corespunzător. Legăturile folosite (cuie, scoabe,buloane, etc.) au rol de siguranţă , prevenind eventualadeplasare a pieselor îmbinate. În prima fază acestedeformaţii produc tulburări în sistem, dar apoi legăturiledevin rigide .

64




Fig. 2: Chertare frontală ortogonală.

Clasificarea legăturilor prin chertare:chertare frontală:- ortogonală;

- cu prag simplu;- cu prag dublu;- cu 3 suprafeţe de rezemare;

- după bisectoare;- normală la suprafaţa de forfecare.chertare laterală; îmbinări cu cep.

65




Fig. 3: Chertare cu prag simplu.

Fig. 4: Chertare cu prag dublu.

Fig. 5: Chertare cu 3 suprafeţe de rezemare:a. cadru de lemn;b. fermă cu talpa superioară frântă.

66




Fig. 6: Chertare după bisectoare.

Fig. 7: Chertare normală la suprafaţa de forfecare.

Fig. 8: Chertare laterală.

67




Fig. 9: Îmbinări cu cep:a. cu cep ascuns şi umăr; b. prin suprapunere şi cep ascuns;c. cu cep străpuns şi bulon; d. cu cep plat înclinat

e. cu umăr drept şi cepuri rotunde; f. cu umăr înclinat şi cepuri rotunde.68




4. Alcătuirea şi calculul îmbinărilor cu pene:Penele se folosesc la realizarea unor elemente cu secţiuneacompusă şi sunt de formă: prismatică , inelară etc., montate înlocaşuri amenajate în prealabil sau neamenajate, având rolul de a

împiedica deplasarea reciprocă a pieselor componente, lucrând îngeneral la strivire sau forfecare.

Clasificarea penelor:după materialele din care sunt realizate:- lemn;

- oţel;- mase plastice;după forma lor:- prismatice;- inelare;- netede;

- cu dinţi;după modul de realizare a îmbinării:- introduse în locaşuri pregătite;- prin presare.

69


î



Caracteristic penelor este că dau împingeri transversale, pentrupreluarea lor eficientă fiind necesare buloane şi anumitedimensiuni constructive ale acestora şi ale chertării (lp>5hc).Îmbinări cu pene prismatice din lemn:

se recomandă numai la construcţii provizorii; în funcţie de direcţia fibrelor penelor în raport cu direcţiafibrelor pieselor îmbinate, penele prismatice din lemn pot fi:- transversale- longitudinale orizontale;- longitudinale înclinate;

se prevăd obligatoriu buloane de strângere (calculate la întindere);

Fig. 10: Modul de lucru al unei peneprismatice.

70


î î



Calculul întinderii în bulon:

;l

hTNQ

p

cpbp

p

0cpbp

l

)a(hTNQ

(îmbinări cu coţuri)

Fig. 11: Pene duble transversale.

Fig. 12: Pene transversale şi bulon.

Fig. 13: Pene longitudinale oblice.

Fig. 14: Pene longitudinale drepte.71




Fig. 15: Utilizarea penelor:a. înnădire cu pene transversale;b. grindă compusă cu pene transversale.

72


Î bi ă i t li i l



Îmbinări cu pene metalice inelare:pene din fontă în formă de disc;pene inelare netede sub formă de inel închis;pene inelare netede sub formă de inel cu tăietura.

Fig. 16: Tipuri de pene metalice inelare:a. în formă de disc (din fontă);b. inel închis;c. inel cu tăietură.

73




Fig. 17: Tipuri de pene inelare.

Fig. 18: Pene inelare.

Fig. 19: Locaşuri pentru peneinelare. 74


C l l l tă î d t i f t l i d i ibil t i ă



Calculul constă în determinarea efortului admisibil pentru o singură pană:- din condiţia de strivire:

- din condiţia de forfecare:

Fig. 20: Inele Appel şi Rigling:a. alcătuire;b. montajul semi-inelelor.

;hdT as(a)ppps s

;4

d2T ppf a

75


Î bi ă i t li di ţi hi



Îmbinări cu pene metalice cu dinţi sau ghiare:Calculul se face cu relaţia empirică:

;200dT ap

Fig. 21: Tipuri de pene cu dinţi sau ghiare (crampoane).

76




Fig. 22: Pene cu dinţi sau ghiare.

Fig. 23: Exemplu de montaj al penelor.

77


5 Îmbinări cu tije:



5. Îmbinări cu tije:Tijele folosite în construcţiile din lemn sunt piese care asigură împiedicarea deplasării reciproce a pieselor de îmbinat şi lucrează în general la încovoiere.

Clasificarea tijelor:după materialul folosit:- lemn;- metal;- mase plastice;

după formă:- cilindrice (buloane, cuie, şuruburi pentru lemn, dornuri);- lamelare (plăcuţe din lemn de esenţă tare sau metal);după modul de execuţie:- introduse în locaşuri pregătite;- prin batere- prin înşurubare;după numărul planurilor de lunecare:- una, două , etc. secţiuni de forfecare;după modul de solicitare (deformare) a tijei:- simetrice;

- nesimetrice.78


Distrugerea unei îmbinări cu tije: forfecarea tijei sau



Distrugerea unei îmbinări cu tije: forfecarea tijei sauforfecarea şi despicarea lemnului;Îmbinări cu tije cilindrice:

Fig. 24: Îmbinări cu tije:a. simetrice;b. nesimetrice. 79




Fig. 25: Modul de cedare a unei îmbinări cu tije cilindrice:a. cedare prin depăşirea presiunii pe gaură într-o piesă;b. cedare prin depăşirea presiunii pe gaură în ambele piese;c. cedare prin formarea unei articulaţii plastice în tijă în dreptul unei piese;d. cedare prin formarea unei articulaţii plastice în tijă în dreptul ambelor piese; 80


Se determină efortul admisibil al tijelor din condiţia de strivire a



Se determină efortul admisibil al tijelor din condiţia de strivire alemnului şi din condiţia de încovoiere (se dau aceste eforturiadmisibile în funcţie de esenţa lemnului folosit, umiditate,temperatură , unghiul pe care îl face direcţia forţei cu direcţiafibrelor, numărul secţiunilor de forfecare, etc. – tabele! ;

Dispunerea tijelor cilindrice în îmbinare se face la astfel dedistanţe încât să nu permită distrugerea tijei la încovoiere saustrivirea şi despicarea lemnului – tabele! ;

Fig. 26: Dispunerea tijelor pe un număr par de rânduri longitudinale.

81




Fig. 27: Număr par sau impar de rânduri (a. în zig-zag; b. în diagonală).

Fig. 28: Distanţe minime de aşezare a tijelor.

82


Cuiele cu diametrul de max 6 mm se bat direct; peste acest



Cuiele cu diametrul de max. 6 mm se bat direct; peste acestdiametru, se face o gaură în prealabil cu diametrul de 0,9 dindiametrul tijei;Lungimea de calcul a cuielor se determină scăzând din lungimeaefectivă , 1,5 d (pentru vârful cuiului) + 2 mm (pentru fiecarerost străbătut);Pentru îmbinări cu eclise se folosesc obligatoriu buloane;Pentru solicitări dinamice se folosesc şuruburi pentru lemn(holtz-şuruburi).

Fig. 29: Modul de stabilire a lungimii cuiului. 83


6 Îmbinări cu tije lamelare (plăcuţe):



6. Îmbinări cu tije lamelare (plăcuţe):Tijele lamelare din oţel, lemn de stejar sau alte specii de foioasetari se folosesc la realizarea grinzilor cu secţiune compusă ,solicitate la încovoiere sau la încovoiere cu compresiune, cu

scopul de a împiedica deplasarea reciprocă

a elementelor însens longitudinal.Îmbinările cu tije lamelare au o comportare foarte bună datorită rigidităţii lor mai reduse şi posibilităţii unei execuţii mai precise(mecanizate) a chertărilor.Datorită aşezarii în secţiune, tijele lamelare lucrează la încovoiere, strivire şi forfecare normal pe fibre, iar piesele de

îmbinat, pe porţiunea dintre plăcuţe, lucrează la forfecare şistrivire în lungul fibrelor.Calculul îmbinărilor cu tije lamelare se face, principial, la fel capentru tijele cilindrice.Pentru tijele lamelare din stejar, pentru grinzi de brad şi molidexploatate în condiţii normale de umiditate şi temperatură şicalculate la acţiunea încărcărilor permanente şi temporare,

efortul admisibil se determină cu relaţiile:

- din condiţia de strivire:

- din condiţia de încovoiere:

ppas bh11T

ppai b14T 84


ă f l ij l l di l ii d ă i i



Dacă se folosesc tije lamelare din alte specii sau dacă intervineinfluenţa umidităţii şi a altor factori, se aplică coeficienţi decorecţie (întabula ţ i! );Din condiţia de egală rezistenţă a tijelor lamelare din lemn, din

condiţia de strivire, încovoiere şi forfecare a pragului dintredouă tije lamelare, rezultă distanţa dintre tije, care trebuie să fie cel puţin 2hp sau 9p.

Fig. 30: Îmbinări cu placuţe elastice din lemn de stejar:a. când lăţimea grinzii este mai mică de 15 cm;

b. când lăţimea grinzii este mai mare de 15 cm.

85


7 Piese şi elemente metalice folosite la îmbinări:



7. Piese şi elemente metalice folosite la îmbinări:Dimensiunile minime ale pieselor metalice se iau luând înconsiderare coroziunea lor în timp, impunându-se pentrupiesele cu secţiunea circulară un diametru minim de 12 mm, iarpentru cele din oţel lat o grosime minimă de 6 mm.Tiran ţ i – sunt utilizaţi la tălpile inferioare ale arcelor şi fermelordin lemn, sau diagonale ale fermelor, precum şi la realizareaunor dispozitive de susţinere solicitate puternic la întindere.- întinderea tiranţilor se realizează prin strângerea piuliţelorprevăzute de obicei la ambele capete sau prin introducerea unuimanşon de strâns cu filet stânga – dreapta;

Fig. 31: Îmbinare tirant:

a. tirant din oţel rotund + tachet şi plăcuţe metalice;b. tirant din oţel rotund + contra-placă.

86


î l î t it f t il f i d i



- în cazul în care transmiterea eforturilor se face prin doi saumai mulţi tiranţi, trebuie să se ţină seama de posibilitateasuprasolicitării unuia dintre tiranţi, prin introducerea unuicoeficient de corecţie k a;

- pentru cazul utilizării a 2 sau 3 tiranţi: k a = 0,8;- calculul tiranţilor se face cu relaţia:

ata

n

tai k

A

NT s

87




Scoabe – sunt realizate din oţel rotund sau pătrat de 10-18 mmgrosime.- scoabele se folosesc în general pentru construcţii provizorii;- efortul admisibil al unei scoabe, în cazul introducerii prinbatere, când lungimea de încastrare este de minim 6-7 ds , poatefi considerat egal cu efortul admisibil al unui bulon cu acelaşidiametru.

Fig. 32: Îmbinări cu scoabe. Date constructive.

88




Juguri metalice ş i zban ţ uri – se utilizează , în general, larealizarea îmbinărilor în noduri, pentru îmbinările de prelungiresupuse la compresiune şi încovoiere sau pentru susţinere.- forma jugurilor este dată , în general, de natura îmbinării;- calculul jugurilor curbe se face considerându-se eforturile destrivire ss uniform distribuite pe suprafaţa diametrală;- calculul zbanţurilor presupune şi verificarea strivirilor care seproduc pe faţa teşită a pieselor din lemn îmbinate.

Fig. 33: Juguri şi zbanţuri din oţel.89




Piese metalice speciale – se utilizează la îmbinarea barelordrepte în noduri.- permit simplificarea montajului şi reducerea înălţimiiconstrucţiei;- piesele metalice de acest tip sunt realizate de diferite tipuri şicu profilări diverse, din oţeluri speciale, protejate la coroziune,de obicei prin zincare.

Fig. 34: Plăci metalice cu cuie şi/sau ghiare:a. Tip “Twinaplate”; b. Tip “Gang Nail”;

c. Tip “Menig”.

90




Fig. 35: Corniere pentru îmbinări riglă-stâlp.

Fig. 36: Piesă de rezemare pentru grinzi.

91




Fig. 37: Piese de legătură pentru grinzi.

Fig. 38: a. Piese de continuizare la grinzi.b. Piese de legătură înglobate.92




Fig. 39: Plăci pregăurite pentru ferme şicontravântuiri.

93



CONSTRUCŢIIDIN LEMN

V. ÎMBIN ĂRI ÎNCLEIATE

94

1. Îmbinări încleiate: V. ÎMBIN ĂRI ÎNCLEIATE 2



Până la începutul secolului XX adezivii utilizaţi pentru încleierea lemnului erau cei naturali;După anul 1930 a început dezvoltarea chimiei răşinilor

sintetice, prima dintre acestea folosită ca adeziv fiind răşinafenolformaldehidică , folosită la asamblarea lemnului şiplacajelor;În anul 1950 se introduc pe scară industrială răşinileepoxidice.

Clasificarea adezivilor utilizaţi pentru realizarea îmbinărilor încleiate:

după temperatura de întărire:- la rece (sub 20°);

- la temperatura camerei (20-30°);- la temperatură intermediară (30-100°);- la cald (peste 130-100°).

95

după starea de agregare: V. ÎMBIN ĂRI ÎNCLEIATE 3



p g g- soluţii;- prafuri;- pelicule (filme).

după rezistenţa la apă a peliculelor:- cleiuri foarte rezistente la apă (min. 15 daN/cm2 după o oră de fierbere sau 48 ore imersie în apă);- cleiuri rezistente la apă (min. 7 daN/cm2 dupa o oră defierbere sau 24 ore imersie);- cleiuri nerezistente la apă.

după durabilitatea peliculei:- grupa I – cleiuri rezistente la intemperii – rezistente la apă ,variaţii de umiditate, microorganisme (pe bază de fenol,rezorcină , laminoformaldehidă);- grupa II – cleiuri rezistente la apă – rezistă un timp limitat

la apă şi intemperii (pe bază de ureoformaldehidă);- grupa III – cleiuri semirezistente – au o rezistenţă limitată la apă şi bacterii (pe bază de albumina şi cazeină);- grupa IV – cleiuri de interior – nu rezistă la acţiunea apei şia ciupercilor (pe bază de gelatină şi emulsii polivinilice).

96

Factorii de selecţie a cleiului:

V. ÎMBIN ĂRI ÎNCLEIATE 4



Factorii de selec ţ ie a cleiului:

- preţ de cost;- toxicitate;- proprietăţi anticorozive;- culoare;- miros etc.

- tipul suprafeţelor de contact;- starea de agregare a adezivului;- metoda de aplicare;- solicitările mecanice ale îmbinării;- condiţii de utilizare;

Condi ţi i pentru determinarea dimensiunilor îmbin ă rii încleiate:

- grosimea stratului de adeziv;- condiţiile de mediu lautilizarea încleierii;- proprietăţi anticorozive;

- tipul de adeziv;- pregătirea suprefeţelor pieselorde îmbinat;- parametrii regimului de încleiere;

Fazele procesului de încleiere:

- închiderea încleierii;- întărirea adezivului.

- pregătirea adezivului;- aplicarea adezivului;

97

Factorii care influenţează procesul de încleiere (priză):




Factorii care influen ţ eaz ă procesul de încleiere (priz ă ):

- factorul clei (grosimea peliculei, uniformitatea, calitatea etc.);- factorul lemn (specie, umiditatea max. 15%; suprafeţe curate,prelucrate, degresate);- factorul mediu ambiant (temperatura, umiditatea, presiuneavaporilor, viteza aerului).

Factorii care influen ţ eaz ă caracteristicile mecanice ale îmbin ă rilor:

umiditatea lemnului:- conduce la necesitatea limitării grosimii lamelelor;- umiditatea va fi apropiată de cea din condiţiile deexploatare a construcţiei;- efectul umidităţii se ia în considerare prin aplicarea unorcoeficienţi de reducere.

tipul şi modul de dispunere a îmbinărilor în înnădire:- datorită acestora, se aplică coeficienţi de reducere (0,85pentru teşitura cu panta de 1/10 şi 0,90 pentru teşitura cupanta de 1/12);

98

forma secţiunii transversale:




forma secţiunii transversale:- pentru grinzi se recomandă raportul h/b=2;- pentru raportul h/b=4-6 se remarcă o reducere arezistenţei de 10%;

raportul l/b:- este recomandabil ca acesta să fie mare;- la un raport l/b=8 modulul de elasticitate se reduce cu cca.20%;numărul de lamele din pachet: un număr mai mare de lameleconduce la o comportare mai bună.

Caracteristici ale îmbin ă rilor încleiate: Îmbinările încleiate lucrează , în general, la forfecare în lungulrosturilor încleiate, f ără împingeri transversale.Îmbinările încleiate asigură o comportare monolită a pieselor şi înlătură posibilitatea deformaţiilor independente ale pieselorcomponente.

Elementele din lemn încleiat executate raţional au proprietăţielastice şi mecanice superioare elementelor realizate din lemnobişnuit. Sporul de rezistenţă se realizează pe seama uneidispuneri corecte a materialului lemnos de diferite clase decalitate (I; II; III) în alcătuirea secţiunii transversale, permiţândfolosirea pieselor cu secţiuni mici pentru alcătuirea elementelorcu secţiuni mari. 99


Elementele de construcţie încleiate se realizează numai din lemni t



ecarisat.Tipurile de elemente de construcţie încleiate pot fi foarte variate:grinzi drepte sau curbe, arce, cadre, ferme etc.

Date constructive ş i particularit ăţ i ale elementelor de construc ţ ie din lemn încleiat:

Moduri de îmbinare:- cap la cap;

- pe suprafeţe teşite;- în formă de dinţi sau dinţi pană;- prin intermediul unor şaibe metalice;

îmbinările cap la cap se folosesc la elementele comprimate şi înzona comprimată a acestora, precum şi în zona centrală , slab

solicitată;

îmbinările pe suprafeţe teşite sau în dinţi pană se folosesc înzonele întinse şi pentru elementele întinse.

100




Fig. 1: Îmbinarea pieselor dincherestea în elemente şi structuri încleiate:

a. îmbinare cap la cap;b. îmbinare pe suprafeţe teşite;c. îmbinare în formă de dinţi;d. îmbinare în formă de dinţi pană.

101


Într-o singură secţiune transversală a unui element de construcţierealizat prin încleiere numărul scândurilor sau dulapilor întrerupţi va



realizat prin încleiere, numărul scândurilor sau dulapilor întrerupţi vafi de ¼ din secţiune.Lungimea minimă a scândurilor sau dulapilor din pachetul carealcătuieşte elementul de construcţie realizat prin încleiere va fi de2,50 m, iar grosimea acestora de cel mult 50 mm la elementeleliniare şi cel mult 1/300 din raza de curbură la elementele curbe.Îmbinarea pe suprafeţe teşite se face pe 0,10-0,15 din înălţimeasecţiunii (h), în zona întinsă a elementelor liniare, panta teşiturii fiindde 1/10, iar la elementele curbe (arce) îmbinarea pe suprafeţe teşitese face atât în zona întinsă cât şi în zona comprimată a acestora,panta teşiturii fiind de 1/6. La elementele curbe (arce) avândR/a >300, îmbinarea se va face în dinţi pană pe o adâncime de 0,10 hatât în zona întinsă cât şi în zona comprimată (R este raza de curbură iar a grosimea scândurii sau dulapului).Distanţa minimă dintre două îmbinări cap la cap învecinate (perânduri succesive în pachet) este de 20 a ; distanţa similară dintredouă îmbinări pe suprafeţe teşite este de min 10a . Aşezarea scândurilor sau dulapilor în secţiunea elementelor încleiatese va face astfel încât inelele anuale să fie în acelaşi sens, spre a seevita solicitarea cleiului la întindere datorită contragerii şi umflării.Lăţimea maximă a secţiunii elementelor din lemn încleiat realizatedintr-o singură piesă (scândură sau dulap) va fi de 14 cm; pesteaceastă lăţime, secţiunea se realizează din două sau mai multe piesesuprapuse în rânduri succesive, prin ţesere.

102




Fig. 2: Modul de ţesere în lăţime şi pe înălţime a pieselor în cazul elementelor

încleiate cu lăţimea secţiuniitransversale > 14 cm.

Fig. 3: Modul de realizare a pachetelor descânduri încleiate cu aşezarea alternantă (incorectă) a inelelor anuale şi aşezareaconvergentă (corectă) a inelelor anuale.

103




Fig. 4: Modul de dispunere a cherestelei decalităţi diferite pe înălţimea secţiunii transversale

în cazul elementelor solicitate la încovoiere.

104




Fig. 5: Normele privind îmbinarea scândurilor pe înălţimea secţiuniitransversale şi în lungul elementelor încovoiate (sus – la grinzi; jos – la arce).

105




Fig. 6: Alcătuirea constructivă a elementelor

încleiate şi dispunerea cherestelei de diferitecategorii de calitate, în funcţie de naturasolicitării.

106




Fig. 7: Îmbinări cu şaibe metalice încleiate:

a. îmbinare de prelungire;b. îmbinare de nod;1 – eclise;2 – şuruburi de lemn;3 – şaibe (plăcuţe).

107




VI. CALCULUL ELEMENTELOR

DIN LEMN CU SECŢIUNECOMPUS Ă 108

VI. CALCULUL ELEMENTELOR DIN LEMN CU SECŢIUNE COMPUS Ă 2

Elementele din lemn cu secţiunea compusă pot fi solicitate la:



e e te e d e cu secţ u ea co pusă pot so c tate a încovoiere (grinzi solidarizate cu pene, tije etc);compresiune (tălpile şi diagonalele fermelor etc);

compresiune cu încovoiere (stâlpi, arce, cadre, tălpile superioareale fermelor cu încărcari între noduri etc.).

Datorită cedării în timp a legăturilor îmbinărilor, cu excepţia celor încleiate, barele cu secţiune compusă au, în general, o rigiditateredusă. Calculul barelor din lemn cu secţiunea compusă se faceţinând seama de reducerea rigidităţii.

Stabilirea metodei practice de calcul pentru barele cu secţiunea

compusă se face analizând particularităţile şi modul de comportare aunor grinzi avind aceeaşi deschidere, secţiune transversală şi încărcare, caracterizate prin momentul de inerţie (I), modulul derezistenţă (W), săgeata (f), forţa de lunecare (T), solidarizate prinintermediul unor legături perfect rigide R, flexibile F şi f ără legături O.109


Se definesc astfel caracteristicile elementelor din lemn cu secţiunea



ţcompusă, în funcţie de rigiditate:

- k i, k w, k t sunt coeficienti de echivalenţă întabulaţi având valorile:

;III R FO ;WWW R FO ,f f f R FO astfel:;Ik II R iFcalc

;Wk WW R wFcalc

;k

f f

i

R calc

,Tk T FTcalc

unde:

;1k I

Ii

R

1

;1k W

Ww

R

1

.1k 0 t

110


Grinzi cu secţiunea compusă solicitate la încovoiere:



ţ p

Calculul constă în verificarea efortului

unitar normal sau determinareamodulului de rezistenţă necesar şi înverificarea săgeţii.Pentru elemente cu legături flexibile seimpune determinarea numărului delegături necesare pentru preluareaefortului de lunecare.

Calculul se face cu relaţia:

,ai

nWF

σWk

M

W

Mσ

unde:

leg

2

1

legT

L1,5n

111

Grinzi cu secţiunea compusă solicitate la compresiune axială:




ţ p p

După modul de alcătuire sunt 5 categorii

principale de astfel de elemente:- elemente pachet solicitate laextremităţi;- elemente cu fururi sau eclise lungi lacare numai elementele principale suntlegate de structură: I = Ip + 0,5 Is , undeIp şi Is sunt momentele de inerţie ale

elementelor principale respectivsecundare (fururile lungi);- elemente cu fururi scurte şi izolate la

care pentru calculul momentului de112


verificarea rezistenţei:



verificarea rezistenţei:

verificarea stabilităţii (la flambaj):

unde υ1 este coeficientul de flambaj alunui singur element din pachet;

ac

nWn

σξWk

M

A

Nσ

,ac

σ 1ξ brW

M

br A

Nσ

legbr

brleg

TIξ

SM1,5n

113




Fig. 1: Bare cu secţiune compusă solidarizate cu legături rigide R, flexibile F şi f ără legături.

114




Fig. 2: Tipuri de elemente (bare) cu secţiune compusă solicitate la compresiune cuflambaj: a – bare pachet; b – bare cu fururi continue; c – bare cu eclise continue;

d – bare cu fururi scurte; e – bare cu zăbrele; f – bare cu inimă plină.

115




Fig. 3: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu pene prismatice din lemn:a – transversale reglabile; b – longitudinale drepte; c – oblice; d – cu cloţuri.116




Fig. 4: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu pene lamelare:a – din două elemente; b – din trei elemente; c – detalii constructive.

117




Fig. 5: Grinzi cu secţiune compusă solidarizate cu scânduri încrucişate bătute în cuie.

118




VII. CONSTRUCŢII DIN

ELEMENTE PLANE- GRINZI -

119

VII. CONSTRUCŢII DIN ELEMENTE PLANE - GRINZI - 2

Grinzi cu alcătuire simplă:



grinzi din lemn ecarisat: lungimea nu depăşeşte 6,00m;grinzi cu console şi articulaţii (Gerber): sunt din lemn rotund,

cioplit sau ecarisat:- se folosesc ca pane de acoperiş – prinplasarea judicioasă a articulaţiilor se potacoperi deschideri de 4-6 m în variantasăgeţilor egale sau momentelor egale încâmp şi pe reazem;- din condiţii de rigiditate se recomandă

h/L ≥ 1/15.

Fig. 1: Grinzi cu console şi articulaţii:a – alcătuire; b – schema statică.

120




Fig. 2: Grinzi cu console şi articulaţii -

tipuri de îmbinări la articulaţii: a – cubulon; b – cu piese metalice şi buloane.

Fig. 3: Realizarea corectă a unei

articulaţii cu bulon pentru evitareariscului întinderii perpendiculare pe fibre.

121




Fig. 4: Grinzi cu console şi articulaţii – îmbinări moderne cu piese metalice.

122


grinzi continue din scânduri (dulapi) pe muchie:



- se realizează după schema săgeţilor

egale, cu îmbinareala 0,20 L;- sunt indicate pentru deschideri de 4-6m;- pentru asigurarea rigidităţii serecomandă h/L ≥ 1/15.

Fig. 5: Grinzi continui din scânduriaşezate pe muchie: a – alcătuire;

b – diagrama de momente; c – detaliu de îmbinare.

123




Fig. 6: Grinzi continui din scânduri aşezate pe muchie - realizarea îmbinării.

124

grinzi cu sistem de contrafişe:




grinzi cu sistem de contrafişe:

- se folosesc la construcţii provizorii şiauxiliare;

- alcătuire:

- avantaje:

- cu ocontrafişă;

- cu două contrafişe;- cu subgrindă;- sistem

trapezoidal.

- alcătuire şi execuţie simplă;- asigură stabilitatea transversală

a construcţiei;

125




Fig. 7: Caracteristicile geometrice pentru grinzile cu contrafişe:a – cu o singură contrafişă;b – cu subgrindă şi contrafişă;c – sistem trapezoidal cu contrafişă. 126




Fig. 8: Detalii de rezemare la grinzile cusisteme de contrafişe:

a – sistem cu suburs;

b – sistem cu contrafişe;c – sistem cu subgrindă şi contrafişe;d – sistem cu suburs şi contrafişe.

1 – grindă; 2 – stâlp; 3 – suburs;4 – contrafişă; 5 – subgrindă; 6 – cosoroabă;

7 – reazem; 8 - scoabă.

127




Fig. 9: Sisteme de contrafişe:

a – contrafişe din lemn masiv;b – contrafişe din scânduri;c – contrafişe din scânduri încrucişate.

128


grinzi consolidate (macaz):

- se obţin prin întărirea grinzii din lemn



- se obţin prin întărirea grinzii din lemncu un tirant din oţel;- alcătuire:

- avantaje:

- triunghiulare (cu un singur

montant), L=6-9 m,h/L=1/8;- trapezoidale (cu doi

montanţi), L=9-15 m,h/L=1/10-1/15;- se execută cu o contrasăgeată

de 1/300-1/200din deschidere

- se obţin deschideri mari;

- economie de material lemnosde 200-300%.

Fig. 10: Scheme constructive la grinziconsolidate:

a – sistem triunghiular;b, c – sisteme trapezoidale.

129




Fig. 11: Schema de calcul aeforturilor la grinzi de lemn

consolidate cu tirant metalic(macaz).

130




Fig. 12: Detalii de îmbinări la grinzi cu sisteme macaz:a – îmbinare de reazem cu tiranţi si placă metalică;b – îmbinare de reazem cu placă metalică înglobată;c – îmbinare de mijloc cu placă înglobată în montant şi tirant bandă de oţel;

d – îmbinare de mijloc cu placă înglobată în montanţi şi tirant bară oţel beton.

131


Grinzi cu inimă plină din scânduri încrucişate bătute în cuiedeschideri de 9 12 m;



deschideri de 9-12 m;au fost larg utilizate la realizarea construcţiilor industriale şi

agrozootehnice şi la poduri;alcătuire:

din punct de vedere a formei, pot fi cutălpi paralele, cu una sau două pante;

după forma secţiunii transversale: înformă de I, chesonată etc.;pentru rigiditate h/L=1/9; la grinzi cu o

pantă 1/2L; cu două pante h=1/4L;au rigiditate redusă – se execută cu ocontrasăgeată de L/200;tălpile se realizează din dulapi de 3,8-132


înnădirea tălpilor se face la mijlocul



p jdeschiderii, unde lunecările sunt

minime;talpa superioară se îmbină cap la cap;cea inferioară cu eclise şi buloane din

oţel.

Fig. 13: Tipuri de grinzi cu inimă plină din scânduri încrucişate bătute în cuie. 133




Fig. 15: Construcţia unei grinzi cu inimă plină din scânduri încrucişate bătute în cuie.

Fig. 14: Tipuri de secţiuni la grinzi cu inimă plină din scânduri încrucişate bătute în cuie.

134


Grinzi încleiate

din p hete de ând i



din pachete de scânduri:

- utilizate ca pane, căpriori etc.;- alcătuire:- pachete de scânduri saudulapi, cu secţiunedreptunghiulară, I, T, cheson

etc.;- din scânduri sau dulapi pemuchie - Lmax=7,50 m;- cu o pantă; cu două pante;curbe - L=5-20(25)m,h/L≥1/16.

Fig. 16: Principalele tipuri de grinzi încleiate (drepte, cu o pantă, cu două pante şi curbe).135




Fig. 17: Tipuri de secţiuni la grinzi încleiate.

Fig. 18: Date constructive pentru

principalele tipuri de grinzi încleiatedin pachete de scânduri aşezate pelat.

136


cu inima subţire din placaj:



- utilizate ca pane, căpriori etc.;

- avantaje: - se reduce greutateaproprie;

- se face economie de lemn şi

metal;- alcătuire: - inima din placaj: -dreaptă;

- ondulată.

Fig. 19: Grinzi încleiate din lemn cu inima dreaptă din placaj de construcţie, cu moment de inerţie

a. constant b. variabil.

137




Fig. 20: Tipuri de secţiuni caracteristice pentru realizarea grinzilor încleiate cu inima plină din

placaj de construcţie.

Fig. 21: Construcţia grinzilor cu inima din placaj ondulat.138

armate: VII. CONSTRUCŢII DIN ELEMENTE PLANE - GRINZI - 21



- utilizate în medii corozive, în industria

chimică, etc.;- alcătuire: - armare – cu bare dinoţel obişnuit;

- cu secţiune dreptunghiulară sau profilată;- se folosesc cleiuri (răşini)

epoxidice.

Fig. 22: Grinzi cu eforturi iniţiale: 1-tiranţi din otel; 2-blocaje metalice. 139

pretensionate: VII. CONSTRUCŢII DIN ELEMENTE PLANE - GRINZI - 22



- utilizate ca elemente de acoperiş şi

grinzi de planşeu;

- alcătuire:- armate cu bare pretensionate

din oţel de calitatesuperioară;

- pretensionarea se foloseşte laconsolidarea avantajoasă şi

economică a unor elemente vechi.Fig. 23: Tipuri de secţiuni caracteristice pentru grinzi armate. 140





ELEMENTE PLANE- GRINZI CU Z ĂBRELE-141

VII. CONSTRUCŢII DIN ELEMENTE PLANE - GRINZI CU ZĂBRELE- 2

Se consideră grinzi cu zăbrele sau ferme sistemele compuse din bareizolate şi articulate încărcate în noduri şi între noduri. Barele



izolate şi articulate încărcate în noduri şi între noduri. Barelesistemului lucrează la eforturi axiale de întindere sau compresiune, iartalpa superioară uneori (în cazul încărcărilor între noduri) şi la încovoiere.

Alcătuire şi calcul:

Ferme dulghereşti:

– Lemnul se utilizează pentru realizareatălpilor şi diagonalelor comprimate, iar

- se consideră şi secalculează în ipoteza

nodurilor articulate;- se realizează de obicei cu ocontrasăgeată constructivă

de L/200.

- h=L/5;- pot fi triunghiulare sau cu

tălpi paralele;- se execută din lemn rotundsau cioplit.

142

3 VII. CONSTRUCŢII DIN ELEMENTE PLANE - GRINZI CU ZĂBRELE-

Ferme din scânduri: h=L/5

Ferme din scânduri îmbinate cu cuie;



Ferme din scânduri îmbinate cu cuie;

Fig. 1: Schema şi construcţia unei ferme din scânduri bătute în cuie.143

- pot fi trunghiulare sau segment de




g gcerc;

- L = 8 - 12 m;- talpa superioară se execută din doidulapi (scânduri) iar diagonalele din una

singură;- necesită consum mare de manoperă calificată pe şantier şi lemn de calitate

superioară.Fig. 2: a. Schema constructivă a unei ferme cu zăbrele prinse excentric în noduri;

b. Modul de repartizare a momentelor încovoietoare din nod144




Fig. 3: Construcţia unei ferme cu zăbrele prinse excentric în noduri.

145


Ferme din scânduri îmbinate cu penepot fi trunghiulare sau trapezoidale;



metalice;- pot fi trunghiulare sau trapezoidale;

- L = 15 - 20 m;- îmbinarea se realizează cu pene inelarecu dinţi sau cu ghiare;- se realizează din dulapi;- necesită consum mare de manoperă calificată în fabrici sau ateliere specializate .

Fig. 4: Schemele constructive şi detaliile caracteristice pentru ferme din dulapi îmbinatecu pene inelare netede din oţel 146




Fig. 5: Construcţia fermei de 21 m deschidere cu pene (şaibe) cu ghiare din metal147




Fig. 6: Moduri de rezolvare a nodului de la reazem

148


t fi t hi l t id lFerme moderne din lemn şi metal



- pot fi trunghiulare, trapezoidale,

segment de cerc, poligonale;

- se realizează dintr-un numar redus de

elemente tipizate, în fabrici sau atelierespecializate;

- elementele comprimate sau comprimat încovoiate sunt din lemn iar cele întinsedin oţel;

Ferme triunghiulare din lemn şi metal cutalpa superioară din grinzi drepte;- L = 10 – 12 m; h = L / 6

- talpa superioară este din grinzi cusecţiunea simplă sau compusă; 149




Fig. 7: Ferme triunghiulare din lemn şi metal cu talpa superioară din grinzi încleiate150




Fig. 8: Schema de calcul pentruferme triunghiulare din lemn şi metal

cu talpa superioară din grinzi încleiate.

151




Ferme trapezoidale din lemn şi metal;- pot fi cu o pantă sau cu două pante;- L = 15 – 24 m;- talpa superioară poate fi din două grinzi

Fig. 9: Schemele de bază pentru grinzile cu zăbrele folosite în construcţii de lemn

152


Ferme segment cu talpa superioară din



elemente încleiate;- L = 20 – 30 m; h = L / 7

- se folosesc la hale industriale şiagrozootehnice;- talpa superioară poate fi continuă;

- îmbinările în noduri se realizează cueclise, buloane din oţel sau şuruburipentru lemn;

- talpa inferioară se realizează din două profile din oţel cornier;- talpa superioar ă se realizeaz ă curb ă – se ţine seama în calcule de aceasta prinFig. 10: Schemele constructive pentru principalele tipuri de ferme segment 153




Fig. 11: Schema şi construcţia fermei segment din lemn şi metal de 18 m 154


Ferme poligonale;- L = 20 – 30 m; h = L / 7



L = 20 30 m; h = L / 7

- talpa superioară este din elementedrepte înscrise într-un arc de cerc;- se realizează prin montare pe şantier,cu o contrasăgeată constructivă.

Fig. 12: Constructia fermei poligonale din lemn si metal de 18 m deschidere 155


Ferme din lemn (scânduri sau dulapi) delL = max 8 m;



tip special;- L = max. 8 m;

- sunt realizate prin încleiere, cuelemente multiple ale tălpii şidiagonalelor, intercalate sau diagonale

îmbinate cu cep;- înălţimea maximă a acestui tip de fermă nu depaşeşte 60 cm;- se folosesc ca grinzi sau pane de

acoperiş.

Fig. 13: Sisteme de grinzi cu diagonale triunghi 156




Fig. 14: Diagonale triunghi încleiate

Fig. 15: Diagonale triunghi îmbinate cu plăcuţe metalice

157




Fig. 16: Fermă trapezoidală de 60 m deschidere având tălpile şi diagonalele realizate dinmai multe elemente încleiate

158





ELEMENTE PLANE- CADRE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII-

159

- CADRE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII - 2

Particularitatea cadrelor constă în existenţa unui nod rigid în locul îmbinării riglei cu stâlpul, reducându-se astfel momentul încărcării din

i lă



riglă.

Clasificare:

Sisteme tradiţionale - caracteristici:

- cadre cu două articulaţii şi cadre cu treiarticulaţii;

- executate pe şantier (cadre-ferme sau cuinima din scânduri încrucişate bătute încuie);- executate în fabrică sau în atelierespecializate (cadre prefabricate din lemn

încleiat).- sunt soluţii constructive tradiţionalepentru utilizarea lemnului brut;- execuţia este simplă;- deschiderile se iau egale;

Cadre sistem cu

contrafi ş e

160

3- CADRE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII -



Cadre-ferme

Fig. 1: Schemele de bază ale sistemelor cu contrafişe.

- sunt structuri tradiţionale cu caracterprovizoriu;

tili ă l t ţii ti

161

- pentru deschideri mai mari (15-18 m)tili ă d ăb l t i




se utilizează cadre cu zăbrele cu trei

articulaţii, din lemn rotund.

Fig. 2: Cadre-ferme alcătuite din grinzi cu inima plină sau din grinzi cu zăbreledulghereşti

162




Fig. 3: Construcţia cadrelor-ferme de 12 m deschidere:a. - cu rigla grindă cu inima plină; b. – cu rigla grindă cu zăbrele 163

6

Cadre cu inima plin ă din scânduri încrucişate bătute în cuie- rigla se poate realiza dreaptă (cu

- CADRE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII -



încruci ş ate b ă tute în cuie rigla se poate realiza dreaptă (cu

pantă) sau curbă;- pentru deschideri de 12-15 m serealizează cu două articulaţii;- pentru deschideri de 15-18 m serealizează cu trei articulaţii.

Fig. 4: Tipuri de bază ale cadrelor de lemn cu inima plină din scânduri încrucişate

a., b. – cu două articulaţii;c. – cu trei articulaţii.

164




Fig. 5: Construcţia unui cadru cu trei articulaţii cu inima din scânduri încrucişate bătute în cuie de 14 m deschidere 165




Fig. 6: Schema de lucru a cadrelor cutrei articulaţii

Sisteme moderne - caracteristici:

- se realizează cu două sau trei articulaţii,

din lemn încleiat;- au deschideri uzuale de 12-45 m dar şi

mai mult (60 m).- sunt cel mai des utilizate;- se realizează cu deschideri de 18-60 m;

i d l f b i li

Cadre cu trei articula ţ ii

166


- hnod ≥ 1/35L, unde L este deschidereacadrului;



Fig. 7: Principalele tipuri de cadre încleiate cu trei articulaţii:a. – alcătuite dintr-un singur prefabricat;

b., c., d. – alcătuite din două sau mai multe elemente prefabricate.

cadrului;

- hreazem ≥ 0,4 hnod, hcheie ≥ 1,25b, unde beste lăţimea secţiunii transversale;

167


- pentru realizarea nodului stâlp-riglă scândurile se curbează la execuţie după



Fig. 8: Realizarea semicadrelor încleiate în funcţie de calitatea materialului

scândurile se curbează, la execuţie, după

un arc de cerc de lungime S care sedetermină pentru unghiul la centruα=76o, respectând o rază de curbură

R min≥(150-200)a, unde a este grosimeascândurilor;

168




Fig. 9: Principalele tipuri de cadre încleiate cu două articulaţii:a. – de tip fermă cu rigla din grinzi încleiate drepte;b. – de tip fermă cu rigla din grinzi încleiate curbe;

c. – cadre încleiate cu inima din scânduri încrucişate cu rigla în două pante;d. - cadre încleiate cu inima din scânduri încrucisate cu rigla curbă.

169


- verificarea eforturilor unitare normaleCalcu lul



se face la compresiune cu încovoiere;

- coeficientul de zvelteţe λ = lcalc / 0,289hmed, unde lcalc se ia egală cu 0,7

(încărcare simetrică) sau 0,5 (încărcarenesimetrică) din lungimea arcului, iarhmed este înălţimea medie a secţiunii;

- rosturile încleiate se verifică lalunecare: τ = QS / ξ Ibk f ≤ τad ;k f = 0,6;

lul

Cadre cu dou ă articula ţi i: au deschideri170


Cadre cu zăbrele



Fig. 10: Schemele constructive pentru cadre cu zăbrele:a. – cadre cu două articulaţii;

b. – cadre cu trei articulaţii.

Fig. 11: Schema cu principalele

caracteristici geometrice alecadrelor cu zăbrele cu pod rulant

z ă brele

171





ELEMENTE PLANE- ARCE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII-

172

- ARCE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII - 2

Arcele fac parte din categoria sistemelor constructive plane cu împingeri şi se pot realiza cu tirant sau f ără tirant. Seutilizează la construcţii civile industriale poduri etc



utilizează la construcţii civile, industriale, poduri, etc.

Clasificare:- după schema statică (cu două sau treiarticulaţii, cu tirant sau f ără tirant);

Fig. 1: Schema statică şi date constructive la arce cu două articulaţii 173

3- ARCE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII -



Fig. 2: Schema statică şi date constructive la arce cu trei articulaţii.

- după modul de execuţie (sistemetradiţionale sau sisteme moderne) 174


Sisteme tradiţionale - caracteristici

A ce c t ei a ţic latii din



Fig. 3: Schemele constructive pentru arce cu trei articulaţii:a. – din grinzi drepte; b. – din grinzi consolidate (macaz).

Arce cu trei ar ţ iculatii din

grinzi drepte - se realizează din două grinzi cu secţiunesimplă sau compusă aşezate oblic;-se folosesc pentru deschideri de 6-30 m;

- particularităţile speciale sunt legate de îmbinări, tiranti etc.

175




Fig. 4: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu trei articulaţii dingrinzi drepte 176

6

Arce cintre- se realizează din elemente de tip lamele

- ARCE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII -



cintre

(in 2, 3 sau 4 rânduri);- au deschideri mici;- distanţa dintre arce este de 0,75 – 1,50m.

Fig. 5: Arce cu trei articulaţii din ferme segment cu inima plină din scânduri încrucişate sau din placaj exterior, cu tirant sau f ără tirant.

Arce cu trei articula ţ ii din grinzi segment de cerc - au talpa superioară curbă;- se realizează cu deschideri mari;

- se realizează din grinzi cu inima dinscânduri încrucişate bătute în cuie saugrinzi cu inima subţire din placaj

(h/L=1/30).

177




Fig. 6: Construcţia arcelor cu trei articulaţii din grinzi segment cu inima din scânduri încrucişate bătute în cuie 178


Calculul



- se face ca pentru o bară comprimat- încovoiată;

- în cazul îmbinărilor de solidarizare cu tije

lamelare (plăcuţe) se calculează şinumărul acestora;

- se ţine seama de avantajele rezemăriiparţiale a secţiunii la naşteri şi la cheie(sub axa grinzii);

179


Diagramele de eforturi pentru arcul cu dou ă articula ţ ii



Fig. 7: Încărcări uniform distribuite verticale:

a. – deformata;b. – momentul încovoietor;c. – forţa tăietoare;d. – forţa axială

ţ

Fig. 8: Încărcări uniform distribuiteverticale şi orizontale:


180


Diagramele de eforturi pentru arcul cu trei articula ţ ii



Fig. 9: Încărcări uniform distribuite verticale:


ţ

Fig. 10: Încărcări uniform distribuiteverticale şi orizontale:


181

11- ARCE CU DOU Ă ŞI TREI ARTICULAŢII -Sisteme moderne - caracteristici

- sunt sisteme realizate din arce încleiatecu deschideri de 20 100 m şi chiar mai



cu deschideri de 20-100 m şi chiar maimult;- au capacitate portantă, rigiditate şidurabilitate ridicată;

- se realizează cu două sau cu treiarticulaţii, cu sau f ără tirant;- arcele cu tiranţi reazemă pe stâlpi sau

ziduri: f/L=1/6 – au deschiderea de 20-30m;- arcele f ără tirant reazemă direct pefundaţii: f/L=1/2-1/4 – au deschiderea de

Calculul - se face pentru ipoteza cea

mai defavorabilă la compresiune cu încovoiere în planul curburii, conformprevederilor pentru barele drepte

ă

182




Fig. 11: Scheme constructive

pentru arce încleiate cu două articulaţii şi cu trei articulaţiicu tirant sau f ără tirant

Fig. 12: Construcţia arcelor

încleiate cu trei articulaţii

183




Fig. 13: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu trei articulaţii dinlemn lamelar încleiat

184




Fig. 14: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu trei articulaţii dinlemn lamelar încleiat 185




Fig. 15: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu trei articulaţii cutirant 186




Fig. 16: Variante constructivepentru realizarea îmbinării

rigide la arce cu două articulaţiiFig. 17: Variante constructive pentru

realizarea articulaţiilor la cheie187




Fig. 18: Modul de realizare a nodului de reazem

188

Arce cu z ă brele


- se pot realiza din ferme segment cu tălpi



drepte sau curbe.

Fig. 19: Arce cu trei articulaţii din ferme segment cu tirant şi f ără tirant

189




Fig. 20: Schema constructivă a unui arc cu trei articulaţii din ferme poligonale de 26 mdeschidere 190




Fig. 21: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu zăbrele cu două articulaţii din lemn lamelar încleiat

191




Fig. 22: Schema constructivă şi detalii caracteristice pentru un arc cu zăbrele cu treiarticulaţii din lemn lamelar încleiat 192




VIII. STABILITATEA SPAŢIALĂ ACOSTRUCŢIILOR DIN ELEMENTE PLANE

- CONTRAVÂNTUIRI-

193

- CONTRAVÂNTUIRI - 2

Structurile portante din elemente plane se calculează pentru încărcări a căror direcţie de acţionare coincide cu planul structurii.

P t l î ă ă il i t l ( â t i ) t b i



Pentru preluarea încărcărilor orizontale (vânt, seism), trebuie

prevăzute contravântuiri care împreună cu elementele structurii să formeze un sistem rigid.

Contravântuirile se pot amplasa atât în planul acoperişului cât şi înplanul pereţilor longitudinali şi frontali.

La acoperişurile cu tavan, contravântuirile se pot amplasa în planultavanului.

Contravântuirile din planul acoperişului se dispun, de regulă, la

capetele construcţiei.În cazul construcţiilor închise, când acoperişul este realizat din grinzif ără luminator sau alte elemente de acest fel, verificarea la vânt nueste necesară: vântul produce sucţiuni: se verifică astereala. 194

- CONTRAVÂNTUIRI - 3

Încărcarea din vânt care acţionează transversal este preluată descheletul structurii principale de rezistenţă a clădirii formată din pereţiportanţi, cadre, arce etc.



Încărcarea din vânt care acţionează longitudinal este mai greu depreluat: de pereţii longitudinali.

Preluarea încărcării din vânt de către contravântuiri dispuse în planulacoperişului:

la cele două capete; în câmp, dacă e cazul (la mijloculacoperişului).

La cadre şi arce f ără tirant se dispun contravântuiri şi în planulpereţilor: sistem spaţial.

Alcătuirea contravântuirilor:195

4- CONTRAVÂNTUIRI -



Fig. 1: Modul dedispunere a

contravântuirilor laconstrucţii realizate

din elemente portanteplane.

196




Fig. 2: Scheme de principiu privind contravântuirea spaţială a structurilor realizate din elemente portante plane.

Fig. 3: Modul de prindere acontravântuirilor.

197




Fig. 4: Contravântuiri orizontale şi înclinate la construcţii cu schelet portant.

198




Fig. 5: Contravântuiri orizontale şi înclinate la construcţii cu schelet portant.199




Fig. 6: Modul de dispunere a contravântuirilor la construcţii cu schelet portant format dincadre cu două sau trei articulaţii.

200



CONSTRUCŢII DINLEMN

IX. STRUCTURI SPAŢIALE DIN LEMN

201

- STRUCTURI SPAŢIALE DIN LEMN - 1

Spre deosebire de sistemele plane, cele spaţiale au avantajul că distrugerea unui element din structură nu poate să ducă la dărâmarea întregii construcţii, deoarece se realizează o redistribuire a eforturilorîn celelalte elemente ale structurii legate spaţial cu elementul distrus



în celelalte elemente ale structurii legate spaţial cu elementul distrus.

Distrugerea se poate produce din cauza unor deformaţii mari, careduc la deformarea formei geometrice generale a construcţiei.

Folosirea construcţiilor spaţiale din lemn este raţională în următoarele

cazuri:

– la construcţii cu deschideri mari când seurmăreşte utilizarea întregului gabarit al

construcţiei; – la construcţii cu împingeri, când se

urmăreşte ca împingerea să nu fie202


Clasificare:

după forma în plan:



după forma în plan:dreptunghiulară;poligonală;circulară.

– după forma geometrică:• bolţi cilindrice;• bolţi întretăiate;• pânze poligonale.

– după modul de alcătuire constructivă:• bolţi membrane subţiri (cu sau f ără nervuri);

• suprafeţe cutate cu nervuri;• bolţi lamelare;• cupole membrane;• cupole lamelare;• cupole din arce cu trei articulaţii;• cupole geodezice. 203


Bol ţ i membrane – sunt cu pereţi subţiri din straturi suprapuse dinscânduri îmbinate cu cuie sau clei.

După forma geometrică pot fi:



După forma geometrică pot fi:cilindrice sau întretăiate;cu sau f ără nervuri.

Suprafe ţ e cutate – realizează acoperişuri de formă poligonală cudeschideri de 10-30 m.

Bol ţ i lamelare – sunt construcţii spaţiale alcătuite din elementeprefabricate tipizate din lemn ecarisat (dulapi) aşezate după două direcţii.

Pe acelaşi principiu se pot realiza bolţi

lamelare întretăiate şi cupole lamelare;Se realizează construcţii cu deschideri de12-80 m. 204


Cupole din elemente plane – sunt realizate din arce cu trei articulaţiicu zăbrele sau cu inima plină;



Cupole geodezice – sunt realizate din bare cu dublă curbură carelucrează la eforturi axiale.

Se realizează construcţii cu deschideri de60-100 m.

Fig. 1: Suprafeţe cutate. 205




Fig. 2: Suprafeţe cilindrice.206




Fig. 3: Suprafeţe cilindrice. 207




Fig. 6: Îmbinarea de reazem la suprafeţe cilindrice.208




Fig. 4: Suprafeţe conoidale.

Fig. 5: Sisteme de îmbinare.

209




Fig. 7: Suprafeţe hiperbolice.

Fig. 8: Realizarea suprafeţelorhiperbolice.

210






Fig. 10: Schema şi detaliile constructive caracteristice unei cupole realizate din arce încleiate:1 - arce încleiate; 2 – pane inelare; 3 - podină radială; 4 - podină oblică;

5 - inel superior; 6-inel de reazem 212


Fig 11: Construcţia bolţilor



Fig. 11: Construcţia bolţilor

membrane subţiri:1 – astereală longitudinală inferioară;

2 – astereală înclinată;3 – astereală longitudinală

superioară; 4 – nervuri de rigidizare;5 – arcul fronton.

Fig. 12: Sisteme cu bolţi membrane întretăiate (închise).

213




Fig. 13: Tipuri de lamele:a – din lemn obişnuit;b – din lemn încleiat;

c – cu secţiune compusă din lemn şiplacaj de construcţie.

Fig. 14: Bolta lamelară cilindrică cu:a – reţea dreptunghiulară;

b – reţea rombică.214




Fig. 15: Construcţia bolţii lamelare cu reţea rombică şi detalii de îmbinare în noduri cu şuruburi(buloane) 215




Fig. 16: Scheme de principiu pentrucupole geodezice.

Fig. 17: Sisteme de îmbinare înnoduri la cupola geodezică

216




Fig. 18: Comportarea cupolelor geodezice sub acţiunea greutăţii proprii, zăpezii şi a vântului:a. – vedere în plan; b. – vedere în perspectivă; c. – repartiţia coeficientilor de presiune dinvânt; d. – deformata sub acţiunea greutăţii proprii şi zăpezii; e. – deformata sub acţiunea

greutăţii proprii, zăpezii şi a vântului.217



CAUZELE DEGRADĂRII ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIEDIN LEMN

• Exploatarea construcţiilor din lemn



– Principalele probleme care trebuie urmărite pe parcursul exploatării construcţiilor din lemn sunt:

– - apariţ ia cr ăpăturilor datorită fenomenului de contragere şi umflare;

– - fenomenele de putrezire;

– - atacul insectelor xilofage;

– - deformaţii excesive şi slăbirea elementelor de îmbinare;

– - comportarea la temperaturi ridicate şi la foc;

– - comportarea la acţiunea agenţilor chimici.

– Urmărirea comportării elementelor structurii se impune cu acurateţe în

primii ani de exploatare. În această perioadă sunt necesare cel puţin douăverificări anuale:

• primavara;

• toamna.219

Uscarea (contragerea) excesivă

Din cauza anizotropiei lemnului,



contragerea şi umflarea nu suntuniforme şi variaza în funcţie dedirecţiile caracteristice ale secţiunii transversale:

- axială – cca. 1%;- radială – cca. 5-6%;

- tangenţială – cca. 10-12%.

Lemnul suferă, în general, fenomenul

ă

220

Acţiunea insectelor şi altor vietăţi

Constatarea existenţei unui atac din



partea insectelor asupra elementelorstructurale sau nestructurale aleconstrucţiilor din lemn, impuneidentificarea acestora, a pagubelor

produse, a efectelor agresiunii şi amăsurilor adecvate de tratament.

221



Deformaţiile excesive şi slăbirea îmbinărilor

Deformaţiile excesive sunt deosebit de

periculoase în special pentru că eleconduc la o distribuţie a eforturilor cutotul diferite de cele presupuse pe

baza ipotezelor de calcul. Un alt fenomen periculos este slăbirea

îmbinărilor, impunându-se în primii ani222

CONSERVAREA LEMNULUI

Protecţia preventivă a materialului lemnos, elementelorşi pieselor din lemn pentru construcţii



• Protecţia preventivă a lemnuluiverde

Impregnarea pieselor din lemn cusoluţii insectofungicide şi ignifuge prinosmoză şi capilaritate.

223

Bandijonarea (pensularea) suprafeţelorpieselor din lemn cu soluţiiinsectofungicide şi ignifuge.



Aplicarea prin pulverizare a soluţiilor deprotecţie insectofungicidă şi ignifugă.

224

Injectarea sub presiune în piesele dinlemn verde a soluţiilor insectofungicideşi ignifuge prin diferite procedee.



Imersia sau tratamentul în cuve închise.

225



• Tratamente de profunzimeMetoda “forajului”



227

Metoda “injecţiilor”

MetodaDolger-Wolman



228

Metoda tratamentului cu aersupraîncălzit



- Constatarea existenţei larvelor deinsecte se face în afara observaţiilordirecte şi cu aparate speciale de

ascultat;- Înaintea insuflării aerului supraîncălzit

în zona podului sau mansardei acest

spaţiu se desprăfuieşte, se curăţă şi seetanşează.229

- Modul în care acţionează aerulsupraîncălzit în incintele din lemnsupuse tratamentului este prezentat în



figură:

Documents

Constructii Din Lemn Slide-uri