91
MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR SI TURISMULUI ORDINUL Nr. 303 din 46.09.2003 . . pentru aprobarea reglementarii tehnice ,,Normativ privind proiectarea constructiilor din lemn (revizuire NP 005-96)", indicativ NP 005-03 In conformitate cu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea n r 1011 995, privind calitatea in constructii, cu modificarile ulterioare, In temeiul prevederilor art. 2 pct. 45 si ale art. 5 alin. (4) din Hotararea Guvernului nr. 740 / 2003 privind organizarea $i functionarea Ministerului Transporturilor, Constructiilor si Turismului, Avand in vedere avizul nr. 41/08.07.2003 al Cornitetului Tehnic de Specialitate, Ministrul transporturilor, constructiilor si turismului emite urmi3torul ORDIN: Art. 1. - Se aproba reglementarea tehnica ,,Norrnativ privind 'proiectarea construc~iilor din lemn (revizuire NP 005-96)", indicativ, NP 005-03, elaborata de Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti si prevazuta In anexa' care face parte integranl din prezentul ordin. Art. 2. - Prezentul ordin va fi publicat in Monitorul Oficial al Romanici, Partea I. Art. 3. - La data publicarii prezentului ordin i$ inceteaza valabilitatea reglementarea tehnica Codul pentru calculul si aicatuirea elementelor de constructii din lemn, indicativ NP 005-96, aprobata prin / ordin MLPAT nr. 25/N/08.04.1996 Art. 4. - Directia Generala Tehnica va aduce la indeplinire prevederile prezentului ordin. 1 MINISTRU, MIRON TUDOR MITREA ' Anexa se publica in Buletinul Constructiilor editat de Institutul National de Cercetare- Dezvoltare in Constructii si Economia Constructiiior - INCERC Bucuresti.

NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR SI TURISMULUI

ORDINUL Nr. 303 din 46.09.2003 . .

pentru aprobarea reglementarii tehnice ,,Normativ privind proiectarea constructiilor din lemn

(revizuire NP 005-96)", indicativ NP 005-03

In conformitate cu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea nr 1011 995, privind calitatea in constructii, cu modificarile ulterioare,

In temeiul prevederilor art. 2 pct. 45 si ale art. 5 alin. (4) din Hotararea Guvernului nr. 740 / 2003 privind organizarea $i functionarea Ministerului Transporturilor, Constructiilor si Turismului,

Avand in vedere avizul nr. 41/08.07.2003 al Cornitetului Tehnic de Specialitate,

Ministrul transporturilor, constructiilor si turismului emite urmi3torul

ORDIN:

Art. 1. - Se aproba reglementarea tehnica ,,Norrnativ privind 'proiectarea construc~iilor din lemn (revizuire NP 005-96)", indicativ, NP 005-03, elaborata de Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti si prevazuta In anexa' care face parte integranl din prezentul ordin.

Art. 2. - Prezentul ordin va fi publicat in Monitorul Oficial al Romanici, Partea I.

Art. 3. - La data publicarii prezentului ordin i$ inceteaza valabilitatea reglementarea tehnica Codul pentru calculul si aicatuirea elementelor de constructii din lemn, indicativ N P 005-96, aprobata prin / ordin MLPAT nr. 25/N/08.04.1996

Art. 4. - Directia Generala Tehnica va aduce la indeplinire prevederile prezentului ordin.

1 MINISTRU,

MIRON TUDOR MITREA

' Anexa se publica in Buletinul Constructiilor editat de Institutul National de Cercetare- Dezvoltare in Constructii si Economia Constructiiior - INCERC Bucuresti.

Page 2: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

MINISTERUL TRANSPORTURILOR. CONSTRUCOIILOR $1 TURISMULUI

DIN LEMN (REVIZUIRE NP 005-96)

INDICATIV NP 005-03

Elaborat de:

UTCB . Facultatea de Constructii Civile. Industriale $i Agricole.

Catedra de Constructii civile. inginerie urbana si tehnologica

Rector: prof .. dr . ing Petre PATRUT

Responsa bil tema: prof . dr . ing . Maria DARIE

Colectiv de elaborare: prof . dr . ing . Maria DARIE sef lucrari: ing . Ruxandra ERBASU as . univ . ing . Lucian PANA as . univ . ing . Monica PANTELIMON

prof . dr . ing . Mihai VOICULESCU Consultant:

Avizat de: O

DIRECTIA GENERALA TEHNICA . M.T.C.T

Director general: ing . lon STANESCU

Responsabil de tema: ing . lon NICULESCU

CUPRINS

Cap . 1 . GeneralitOti ........................................................................ 10

...................................... 1.1. Obiect si doineniii de aplicare 10

1 . 2. Unitati de misura .......................................................... 1 1

1.3. Simboluri ...................................................................... 1 1

..... 1.4. Clasificare eleinentelor si a constructiilor diil lemn 25

1.5. Priiicipii generale de alcatiiire si calcul ........................ 28

1.5.1. Verificarea eleinentelor ..................................... 28

1.5.2. Deterininarea solicitiri lor .................................. 30

.................. 1.5.3. Caracteristicile materialuliii lemnos 30

1.5.4. Conditii speciale de calci11 ................................. 30

1.5.5. Actiuni ............................................................... 31

Cap . 2 . Materiale ................. .: ......................................................... 32

........... 2.1. Specii de leinii iitilizate si domenii de folosinte 32

2.2. Masa volumica ............................................................. 36

2.3. Rezistentele caracteristice ale lemniilui inasiv la

diferite solicitiri ........................................................... 37

2.4. Rezistentele de calciil ale lemi~iilui inasiv .................... 39

2.5. Eleinente metalice pentru itnbinari si structiiri

inixte ........................................................................... 43

Page 3: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Cap . 3 . Prevederi generale privind proiectarea construcfiilor

din lemn .............................................................................. 44

3.1 . Prescriptii generale de proiectare .................................. 44

3.2. Prescriptii generale de alciitiiire ? i calci11 ..................... 45

3.3. Stabilirea deschiderii de calcul ..................................... 50

3.4. Deformatii maxime admise .......................................... 5 1

3.5. Lungiini de flambaj gi coeficieiiti de zveltete limita .... 55

. Cap 4 . Calculul barelor din lemn cu sectiune simpl5 ................. 59

. 4.1 Relatii generale de calcul ............................................. 59

4.2. Bare solicitate la intindere axialà paralelà cu fibrele .... 6 1

4.3. Bare solicitate la coinpresiune axialà paralelà cu

fibrele 62 ........................................................................... 4.4. Bare solicitate la compresiune perpendiculari pe

fibre 66 .............................................................................. ................................... 4.5. Bare solicitate la strivire oblici 67

............................................ 4.6. Bare solicitate la forfecare 69 4.7. Bare solicitate la incovoiere ......................................... 7 1

............................... 4.8. Bare solicitate la incovoiere oblica 73 4.9. Bare solicitate la intindere si incovoiere (intindere

................................................................... excentrica) 75

4.10. Bare solicitate la coinpresiiiiie $ i incovoiere

............................................. (compresiune excentrici) 76

D . . ............. Cap 5 Calculul barelor din lemn cu secfiune compus5 79

.......... t 5.1. Definirea barelor compuse si principii de calcul 79 5.2. Bare compuse solicitate la intindere axialà .................. 80 ,

........... . 5.3.1 AlcZituirea hareior compiise coinpriinate 8 1

. ..........,... 5.3 .2 Calculul barelor coinpuse comprimate 81

........................................... 5.3.2.1. Bare pachet 81

5.3.2.2. Bare co fururi lungi si bare cu eclise

coiitiriue ................................................ 85 ............................. 5.3 .2.3. Bare cu fururi scurte 86

5.4. Bare compuse solicitate la cornyresiline $i incovoiere

(compresiune excentricii) ............................................. 87 .......................... 5.5. Bare compuse solicitate la incovoiere 90

............. . 5.5. l Alcàtuirea barelor compuse incovoiate 90

5.5.2. Calculul grinzilor compuse solicitate la ............................................................. incovoiere 91

Cap . 6 . Calculul ?i executia imbiniirilor elementelor de constructie din lemn .......................................................... 93

6.1. Clasificarea imbinàrilor ................................................ 94

6.2. Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasce

iinbinarile 96 .....................................................................

6.3. Iinbiiiari prin chertare ................................................... 98

6.3.1 . Elemente generale .............................................. 98

6.3.2. imbinari prin cliertare la piese amplasate in

prelungire ............................................................. 98

6.3.3. fmbinàri priti chertare la piese dispuse ....................................................... perpendicu lar 99

6.3.4. finbinàri prin chertare la piese amplasate sub

............................................................ unghiul a 102 ................................ . 6.3.4.1 Date coiistructive 102

l

............ 5.3. Bare compuse solicitate la compresiune axiala 8 1 I l

Page 4: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.3.4.2. Calciilul iiiibin2rilor prin chei-tare

................................................ froistali 106

6.4. iinbiiiari cu pene prisinatice din lemn si cu pene

.......................................................... iiselare metalice 1 1 1

............. 6.4.1 . iinbiii2ri cu pene prismatice dili leinii I l I

................................ 6.4.1.1. Date'constriictive 1 1 1

6.4.1.2. Calculul iiiibinarilor cu pene

prisiiiatice diii leinii ............................ 1 14

6.4.1.3. Stabilirea iiuin5riilui necesar de pene

si distribuii-ea lor pe lunginiea

eleineiitului ........................................ 119

6.4.2. Tiribinari ci1 pene iiielare iietede, diiitate sau

........................................................... cu glieare I20

............... ................ 6.4.2.1 . Date constriictive 120

6.4.2.2. Calciilul iinbinirilor cu pene metalice

inelare ................................................. 124

............. 6.5. iinbiniiri cu tije $i cu pene lamelare flexibile 127

6.5.1. imbinilri cii tije ciliiidrice . prevederi

.............................................................. generale 127

6.5.2. Tipuri de tije cilindrice .................................... 130

6.5.3. Date coiistructive privind iinbiniirile cu tije

cilindrice elastice ........................................ 13 1

6.5.4. Capacitatea de rezisteiiti a iinbinirilor cu

tije ...................................................................... 136

6.5.5. imbinilri cu pene lainelare flexibile; prevederi i

6.5.6. Date constructive priviiid iinbinarile cii pene

iaimelare fl exibile ...............................................

6.5.7. Capacitatea de rezisten!à a iinbin5rilor cu

pene laiiielare flexibile .......................................

........................ 6.6. Inibinilri cu tije solicitate la sinulgere

. ............................................. 6.6.1 Date constructive

6.6.2. Capacitatea de rezisteiiti a iinbiiiirilor cu tije

solicitate la smi.ilgere ..........................................

.................................. 6.7'. iiiibiiiilri cu asaniblaje iiietalice ........................................................ 6.$. Iiiibiiiiri iiicleiate

............................................ 6.8.1. Elen~ente generale

6.8.2. Date constriictive $i particularitilti priviiid

realizarea elemei~telor incleiate ..........................

Cap . 7 . Prezentarea elementelor. subansamblurilor $i a

constructiilor din lemn impotriva biodegradarii ?i

............................................................................ a focrilui 152

.................................................................................... Comentarii 157

.................................................................................. Bibliagrafie 185

.............................................................. generale 140 1

Page 5: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

ONSTRUCTIILOR DIN LEMN te: NP 005-96

Cap. 1. GENERALITATI

1.1. Obiect si domeniu de aplicare

Un itatile de rnasura folosite corespund sistemului international de masuri SI:

...................... - pentru foi-fe si incilrcari concentrate N sau kN; ................... - pentru incarc8ri distribuite l inear N/rnrn; kN/m;

....... - pentru incarcari distribuite pe suprafaia ~ l rnm' ; k~ lm ' : ................................................ - pentru masa volumica kg/m3:

I

- pentru tensiuni normale si tangentiale ...................... ~ / m m ~ 1.1.1. Prezeiita norma tehnicii stabileste reglemeiit&rile de calcul

( I ~ / m i n ~ = I MPa); si alcituire constructivi?i a eleinentelor de constructie din lemn masiv i I - pentru momente incovoietoare ..................... Nmm sau kNm. utilizate la coiistructii civile, industriale si agrozootehnice.

1.1.2. Temperatura maxima a mediului ambiant in care pot fi expioatate constructiile din lemn se limiteaza la maximum 55°C.

l

1.1.3. La proiectarea elementelor de constructie di11 lemn, pentru asigurarea durabilitatii lor, trebuie s i se [in5 seama de regimul de expiinere la intemperii si la umiditate, precum si de conditiile I

specifice de exploatare. in functie de acesti factori, in proiectele de executie se stabilesc:

- clasa de calitate a lemnului si specia utilizata; - inodul de alcatuire a elementelor de constructie: - inasurile de prezervare necesare.

1.3. Simboluri

8 - temperatura mediului inconj urator; <p, . - umiditate relativa a aerului; po,os - valoarea maximi a masei volumice, fractilul de 95 %; p0,95 - valoarea minima a masei volumice, fractilul de 5 %; 0,95 - fractilul de 95 %; 0,05 - fractilul de 5 %; R - rezistenta caracteristica; Ri - rezistenta caracteristica la incovoiere statici; R, - rezistega caracteristica la intindere; Rcll - rezistenfa caracteristica la compresiune in lungul

1.1.4. Principi ile de proiectare, rezistentele de calcul si prescrip- fi brelor; tiile constructive din prezenta norma pot fi aplicate si la proiectarea

Rd - rezistenta caracteristica la compresiune in plan normal constructiilor di11 lemn cu alte destinatii decit cele de la piinctul 1 .1 .1 ., pe directia fi brelor; tinind seaina de conditiile tehnice specifice constructiilor respective.

RI11 - rezistenta caracteristica la forfecare in lungul fibrelor;

RIl - rezistenta caracteristica 1.a forfecare in plan normal pe directia fibrelor;

i l I

Eo,os - valoarea caracteristica a modulului longitudinal de elasticitate;

E - modulul ~on~itudinal'de elasticitate;

D

Elaborat de: UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII - BUCURESTI

Aprobat de: MINISTRUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR $1 TURISMULUI, cu òrdinul nr. 303 din 16.09.2003

Page 6: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

- valoarea caratteristica a modulului transversal de elasticitate; - inodulul traiisversal de elasticitate; - rezistenta de calcul; - coeficienti ai conditiilor de lucru care iiitroduc in calcul iiiniditatea de ecliili brii a iiiaterialul~ii leinnos; - coeficienti ai conditiilor de Iiicru care iiitroduc in calcul iimiditatea de echilibru a materialului lemiios pentru incovoierea statica: - coeficienti ai conditiilor de lucru care introduc in calcul iimiditatea de ecliilibrii a inaterialrilui lemiios pentru intindere; - coeficieiiti ai conditiilor de lucru care introdiic iii calcul iiiniditatea de ecliili brii a inaterialuliii leintios pentru compresiune in lungiil fi brelor: - coeficienti ai coiiditiilor de lucru care iiitroduc in calciil uiniditatea de ecliilibru a inaterialului lernnos pentru compresiuiie in plaii norma1 pe directia fibrelor; - coeficienti ai conditiilor de lucrii care iiitroduc in calcul iirniditatea de ecliilibrii a materialului leinnos pentru forfecare in lungii l fi brelor; - coeficienti ai conditiilor de lucru care introduc in calcul uiniditatea de echilibru a materialuloi leinnos pelitrii forfecare in plan norinal pe directia fibrelor: - coeficienti ai conditiilor de lucru care introduc in calcul iirniditatea de ecliilibru a materialuliii lemiios peiitrii iiioduliil loiigitudii~al de elasticitate la incovoiere statica; - coeficieiiti ai coiiditiilor de lucru stabiliti in fiinctie de durata de actiune a iiicarcarilor; - coeficienti ai conditiilor de lucru stabiliti iii fiinctie de durata de actiiine a incircarilor pentrii incovoiere statica si forfecare; - coeficieiiti ai conditiilor de lucru stabiliti in fiinctie de durata de actiiine a inc8rcirilor pentru coinpresiune;

- coeficienti ai coiiditiilor de lucrii stabiliti in functie de dorata de aciiiine a incarcarilor peiitru intindere: -

- coeficienti ai conditiilor de lucru stabiliti iii functie de durata de actiiiiie a iiicircarilor peiitrii modulul longitudinal de elasticitate; - coeficieiiti partial i de siguraiità: - coeficienti partiali de sigiiraiita la incovoiere: - coeficieiiti partiali de siguraiit2 la intiiidere; - coeficienti partiali de sigliraiita peiitru coinpresiune in luiigul fibrelor; - coeficieiiti partiali de siguratita pentru compresiline in plan norinal pe directia fibrelor; - coeficienti partiali de sigliraiita pentru forfecare in lungiil tl brelor: - coeficieiiti partiali de sigoraiita prntru forfecare i11 plan norinal pe directia fibrelor: - coeficient de frecare;

- grosiinea sectiunii traiisversale; - inaltimea sectiunii transversale; - lungiiiiea miiiiina a cliertarii; - luiniiia goluliii; - deschidere de calcul; ,,- deforinatie inaximii finala la iiicovoiere; - sageata datorata iric2rcari lor permanente; - segeata datoratà incarch-i lor temporare; - sageata datorata deformatici iinbin8rilor; - coiitrasàgeata inifiala a grinzii neincarcate ; - sageata iiistantaiiee datoratl iiicarciirilor permanente: - sageata iiistaiitanee datoratl iiicarcarilor temporare: - coeficient care ia in considerare durata de actiune a inc8rciirilor $i clasa de exploatare a constructiei; - efort efectiv in tijà; - efort capabil in tija; - lungiine de flambaj;

Page 7: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

h, - zveltete admisibila; h, - coeficient de zveltete; F, - capacitate de rezistenta a barei la solicitarea i; SI - caratteristica sectionala; mi - coeficient de tratare; An,, - arie neta; T,. - capacitate de rezistentii la intindere; Ahrlr, - arie bruta; A,rluhirr - arie sliibiri; A,.,lclil - arie de calcul; C , - capacitate de rezistenta la compresiune axiala paralela

cu fibrele; cp, - coeficient de flambaj; Rf' - rezistentii de calcul la incovoiere staticli; R - rezistenta de calcul la intindere;

RC,l - rezistentli de calcul la compresiune in lungul fibrelor; R - rezistenta de calcul la compresiune in plan normal pe

directia fibrelor;

P,I - rezistenta de calcul la forfecare in lungul fibrelor;

R f i - rezistenta de calcul la forfecare in plan normal pe directia fibrelor;

h - zveltete; Qr - capacitate de rezistenta la compresiune in plan normal

pe directia fibrelor; A,. - arie de contact; m, - coeficient de reazem; R,", - rezistentg la strivire sub unghi a;

a - unghiul de inclinare a fortei fala de directia fibrelor; A, - arie,de strivire; N, - capacitatea de rezistenta la strivire sub unghi a; V, - capacitate de rezistenrà la forfecare in plan normal pe

directia fibrelor; Al - aria sectiunii care se foarfecii; Fr - capacitate de rezistenta la forfecare in lungul fibrelor;

t111 - coeficient de frecare;

/3 - coeficient ce tiiie cont de tipul forfecàrii; I, - lungimea pragului de forfecare; e - excentricitate de aplicare a foqei; M,. - capacitate de rezistentii la incovoiere; N{,l,,,, - modul de rezistenfà de calcul; Whrli, - modul de rezistentii brut; L, - capacitate de rezistenta la lunecare; I - moinent de ineqie; S - moment static; Arnt - deformatie maxiina admisibila; M,. - capacitate de rezistente la incdvoiere pe directia x; A 4 - capacitate de rezistentà la incovoiere pe directia y; M ', - moment incovoietor efectiv pe directia x; M - moment incovoietor efectiv pe directia y; ftl,,,,e,,~,/- deformatie maxirna finala la incovoiere pe directia x; f ,,,,,,,a,,,,l deformatie maxima finala la incovoiere pe directia y; T, - efort de intindere axial de calcul; M,, - moinent incovoietor de calcul; C,, - efort de compresiune axial de calcul; M'', - moment incovoietor maxim final; C , - efort axial de compresiune pe directia de aplicare a

momentului; L$ - forta taietoare de calcol; nllt - coeficient de repartitie a incarciirilor; T,, - capacitate de rezistenta la intindere axialà a elementului i; R - rezistenta de calcul a lemnului masiv la intindere axialg; A,,,, , - arie netii a sectiunii de calcul, pentru bara i; mi - coeficient de tratare a lemnului; E - modul de elasticitate; T,. - capacitate de rezistentà a unei bare compuse din lemn,

supusa la intindere axialii; T - forta totalii efectivà de intindere intr-o bara compusa; T,, , - forra efectiva de intindere aferenta elementului i; Ahrtlr , - arie bruta a sectiunii de calcul, peiitru bara i;

Page 8: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

, . - capacitate de rezistentli la compresiline a barelor pacliet in raport cu axa x--v iiorinala pe rosturi;

R: I I - rezistenta de calcul a lemnului masiv la coinpresiune

axiala, parale12 cu fibrele; Ac.<rlc.,,l - aria sectiunii de calcul a tuturor elementelor

coinponente ale barei pachet; q . - coeficient de flambaj, in raport cu axa x-x; ',, - capacitate portanta la conipresiune a barelor pachet in

raport cu axa -v-v parale15 cu rosturile;

q,,,. - coeficieiit de flambaj, in raport cu axay-y;

A - coeficient de zveltete transformat al barei, in raport cu

i,. I,,.,

arca .)'--v; - coeficient de inqjorare a zveltetii barei coinpuse; - coeficieiit de zveltete a barei, in rapoi-t ci1 axa .v-].; - coeficient de calc~il; - diinensiuiiea sectiiiiiii transversale a iinei bare compuse, paralela cii rosturile; - diineiisiunea sectiuii i i transversale a unei bare compuse, in sens perpendicular pe rosturi; - numàr de rostiiri; - lungime de flambaj a barei; - niiinar efectiv de sectiiini de forfecare: - diainetru tija; - grosiinea celei mai subtiri piese diil pacliet: - aria eleineiitelor principale ale barei coinpuse; - coeficient de zveltete a barei, in raport cu axa x-x; - razli iniiiiinli de giratie a sectiiinii, in raport cu axa x-.u; - inomeiit de iiiertie al eleinentelor principale, in raport ca ceiitriil de greutate al sectiunii, dupa axa .u-.u; - inorneiit .de inertie al elementelor seciiiidare. in raport cu ceiitriil de greutate al sectiunii, dupa axa .v-r; - raza de giratie a sectiunii, in raport cu axa -v--v; - inoineiit de iiiertie al eleinentelor principale, in raport cu ceiitr~il de greutate al sectiiinii, dupa arca

A l

CL> f

C,.

M;,

- moment de ineflie al elementelor secundare, in raport cu centriil .de greutate a! sectiunii, dupa axa y-y;

- coeficient de zveltete echivalent al barei, in raport cu

axa y-y; - iiumhrul de elemente principale; - coeficient de zveltefe al unui element izolat; - distantii diiitre douà fiiruri scurte; - raza de giratie, in raport cu axa y-y, a unui element izolat; - moinent de ineflie al unui element izolat, in raport cu centrul de greutate al sectiunii, dupà axa y-y; - arie a uiiui element izolat; - efort de coinpresiune efectiv; - capacitate portantà a barei la compresiune;

- moment incovoietor maxiin fiiial, in raport cu axa

perpendiculara pe directia de actiune a fo~elor ;

M: - capacitate de rezistentii corectata a barei la incovoiere, in raport cu axa perpendicularh pe directia de actiune a foflelor;

k,. - coeficient de reducere a modulului de rezistenti;

Rf - rezistentà de calcul a leinnului masiv la incovoiere stat ica;

W Y ,,., - modul de rezistenta in raport cii axa y-y, pentru

sectiunea cea mai solicitata a elementului compus; L, - forti de lunecare totalii; S - moment static al sectiunii in raport cu axa neutra,

perpendicularà pe planul de actiune al solicitàrilor; I - moinent de iiieflie brut al sectiuiiii in raport cu axa

principalh de inertie, perpendiculara pe planul de actiune a solicitarilor:

A I . A l - - suprafata a diagramei fortei taietoare;

L,., - capacitate de rezistentà a elementelor de imbinare;

17

Page 9: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

frontale cu prag dublu; N,.,, - capacitate de rezisteiita la strivire a primului prag de

chertare; N,.,2 - capacitate de rezistenta la strivire a celui de-al doilea

prag de chertare; Fr - capacitate de rezistenta a pragului la forfecare;

R 7. I I - rezistenya de calcul a lemnului masiv la forfecare

paralela cu fibrele; - aria pragului la forfecare; - coeficient de forfecare; - capacitate de rezistenta a primului prag de chertare la forfecare; - capacitate de rezistentii a celui de-al doilea prag de chertare la forfecare; - arie de forfecare a primului prag de chertare; - arie de forfecare a celui de-al doilea prag de chertare; - coeficient de forfecare corespunzator primului prag de chertare; - coeficient de forfecare corespunzator celui de-al doilea prag de chertare; - fortà efectiva de forfecare; - forp efectiva de forfecare, corespunziitoare primului prag de chertare; - forti3 efectiva de forfecare, corespunzatoare celui de-al doilea prag de chertare; - incircare efectivà de calcul, care actioneazi perpendicular pe pragul de chertare; - incercare efectiva de calcul, aferentg primului prag de chertqre; - incartare efectiva de calcul, care actioneazà perpendicular pe pragul de chertare; - arie de strivire a primului prag de chertare; - arie de strivire a celui de-al doilea prag de chertare;

Nc/hj,/,>n- efort axial din bulonul de solidarizare; Nel, b u I ~ ~ n - capacitate de rezistengi a bulonu lili de sol idarizare; nh - numar de buloane; N, - efort axial efectiv de compresiune in iinbinare; a - unghi intre piesele imbinate; A,,, - arie neta a bulonului de solidarizare; R,,, - rezistentii de calcul a otelului la intindere; m0 - coeficient de lucru al bulonului in imbinare; V , - reactiune verticala in imbinare; Q,., - capacitate de rezistentii la strivire perpendicularii pe

fibre; n - numar de cuie necesare; L - componenta orizontala a efortului din bulonul de

sol idarizare; L, - capacitate de rezistenta minim5 a iinei tije;

I,, - lungime pan5 de imbinare; Le,, - efort de lunecare care actioneazii asupra unei pene; L,,, - capacitate de rezistentii a unei pene;

R: - rezistentà de calcul a lemnului la compresiune;

A , - suprafatà de strivire a penei; m, - coeficient de reazem;

ohl~c L ,,up, - capacitate de rezistenta a unei pene la strivire;

I l L cap - capacitate de rezistenta a unei pene la strivire paralela

cu fibrele; I L ,, , - capacitate de rezistenta a unei pene la strivire

perpend icu lara' pe fibre;

p - unghi de inclinare a laturii scurte a penei;

L &, , - capacitate de rezistenfa a unei pene, stabilita din

conditia de forfecare;

R 7 - rezistenya de calcul a lemnului la forfecare;

A, - suprafata de forfecare a penei; m/ - coeficient de forfecare;

Page 10: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

b, - latime a suprafetei de forfecare; L,j., -efortdelunecarepegrinda;

L &, , - capacitate de rezistenta a griiizii pe poqiunea dintre

doua pene, stabilita din condifia de forfecare;

R: - rezistentà de calcul a lemniilui la forfecare paralela cu

fibre le;

A 7 - suprafatà de forfecare a grinzii intre doue pene;

A - arie bruta a buloanelor de stràngere;

k,,' - coeficient care tine cont de slabiri in zona filetata a bulonului;

Q,, - efort in buloii; C - interspatiu intre elementele imbinate;

P" - numer necesar de pene; L"""' - lunecare din incovoiere pe intreaga lungime a

eleinentelor care se imbina;

L ,,, - efort ininim capabil al unei pene;

- diametru interior panii inelarii; - inaltime pani inelara; - grosinie inel pana inelara; - fanta taiatà dupa generatoare a unei pene inelare netede reglabi le; - distanta intre centrele a doua pene consecutive; - distanta intre ceritr~il penei si capatul eleinentului de imbinat, taiat drept; I ,

- distanta intre centrul penei si capgtul elementului de imbinat, taiat oblic; - ebr t efectiv care actioiieaz2 asupra unei pene:

L &, - capacitate de rezistentri minima a unei pene;

L L,p , - capacitate de rezistenta a unei pene stabilita din conditia

de strivire;

m , - coeficieiit de iitilizare a mieziilili de lernii din interierul penei;

p - coeficient de neuniformitale a distributiei eforturilor uiiitare tangentiale pe suprafata de forfecare;

4 - lungime prag de forfecare; e - bra! de pirghie al cuplului de forfecare; a - grosiii~e dulap de lemn; k, - coeficient de reducere a capacitatii de rezistentii a

peiielor; a - unghi determinat de directia efortului ce actioiieazj

asupra unei pene si directia fibrelor piesei de lemn; IleL r , , - nurnar necesar de pene inelare;

M'"" - efort axial total; d -diametrutija; I,,,, - adiincime de piitrundere a unei tije introduse prin batere

sau insurubare; - lungime tu;:

d,,, - diametru gaura pregatita pentru introducerea uiiui b~ilon;

d,,, - diaiiietru tija; L,, .., - lungime necesara a u n u i cui; n - numàr piese din pachet; C - grosime piese din pacliet; I - grosime pachct piese lemn, care se stringe cu buloane; si - distanta intre axele tijelor in lungul fibrelor elementului; s2 - distantii de la tije pina la capatul elenieiitului din lemii,

in sens longitudinal fibrelor; s3 - distantii intre axele tijelor pe directia transversala

fibrelor elementului; s4 - distanrfi intre ultimul rind de tije si marginea

elemeiitului din lemn, pe directia transversala fibrelor elementului;

C - grosimea celei mai subtiri piese din pachet; L,,, - capacitate de rezistenta a unei imbiiiari cu tije;

y - coeficient partial de siguran!2;

Page 11: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

L,,,,,, , - capacitate de rezistenta iniiiima a unei tije, intr-o secfiune de forfecare;

~ I I - numar tije; n, - numar sectiuni de forfecare in care lucreaza tijele; m, - coeficient al conditiilor de lucru; m,< - coeficient care introduce in calcul repartitia neuniforrnà

a incarc5rilor la tije; L,.,, - capacitate de rezistenta a unei tije intr-o sectiune de

forfecare; k,, - coetlcient de multiplicare; (k,)"' - coeficient de inultiplicare; E,, , , - capacitate de rezistenta a unei tije cilindrice la strivirea

elementelor centrale, pentru o sectiuiie de forfecare; L,, ,, - capacitate de rezistenfa a unei tije cilindrice la strivirea

elementelor marginale, pentru o sectiune de forfecare; L,,.,, - capacitate de rezistenta a unei tije cilindrice la

incovoierea tijei, pentru o sectiiine de forfecare; C - grosime a celei mai subtiri piese centrale; LI - grosiine a celei mai subtiri piese marginale; k, - coeficient de multiplicare; (k,)'" - coeficient de moltiplicare; h,. - adincime locas in grindà; L,.,,,,, - capacitate de rezistentri a unei pene lamelare flexibile

din lemn; L,, - capacitate de rezistenta a unei pene lamelare flexibile

din leinn, stabilita din conditia de strivire a lemnului; L,, - capacitate de rezistenta a unei pene lamelare flexibile

din lemii, stabilita din conditia de incovoiere a penei;

R :, - rezistenta de calcol a lernnului la compresiune

perpendiculara pe fibre;

R f - rezistenti de calcul a lemnului la incovoiere statica; b, - latime palla; h,, - inaltime pani%;

[P - grosime pana;

- coeficient de variatie a distributiei eforturilor de strivire pe iiialtiinea peiiei; - coeficient de variatie a eforturilor unitare din incovoiere;

L,,,,,, - capacitate de rezistenta a unei pene lamelare tlexibile din o@, stabiliti din coiiditia de strivire a lemnului;

REH - rezistenta de calco1 a lemnului la compresiune paralela cu fibrele;

m,v - coeficient de variatie pe inàltirnea penei a distributiei eforteirilor de strivire parale12 cu fibrele:

/.V - lungiine de incastrare a tijei; a - grosiniea eleinei~t~ilui care se sustine; I - lungiine a-tijei ~urubului; N,,,., - capacitate de rezistenta a unei imbinari cu tije solicitata

la sinulgere; n: - 3,14 d,. - diametri] cui; k. - luiiginie de incastrare a cuiului;

RI - rezisteiita la sinulgere a unei tije;

d, - diainetru surub; l,, - lungiine de incastrare a ~urubului.

1.4. Clasificarea elementelor si a constructiilor din lemn

1.4.1. Din punctiil de vedere al raportului dimensiiinilor geome- trice, elemeiitele de constriictie din lemii se clasifica in:

- eler~~entr lineare (bare), la care luiigimea elementu lui este sensibil mai mare deciit dimensiunile sectiunii transversale (grinzi simple sau compuse, stilpi);

- strutturi plane, la care una dintre dimensiunile elemen- tului este sensibil mai mica deciit celelalte doua $i care pot

Page 12: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

prelua forte in plani11 acestora (grirrzi cu zabrele, arce, cadre 1.4.5. Variatia umiditatii de echilibru a lemnului in functie de etc.); peiitru asigiirarea stabilitiitii in plan transversal pe planul urriiditatea relativii a aerului interior, la diferite temperaturi, sunt elernentului se iau masuri suplimentare de rigidizare si prezentate in figurile 1.1 si 1.2 contraviintiiire;

- strwcluri spu[iule, dezvoltate tridimeiisional, care preiau solicit~ri pe trei directi i.

1.4.2. in prezenta specificarie tehnicà construcfiile si elementele de construciie din lemn se clasifica, in functie de durata de exploatare in: definitive si provizorii.

Observa[ic: iii categoria elementelor si constructiilor provizorii se includ: elementele din lemn pentru cofraje, esafodaje si susfineri, precum si construcfiile demontabile si remontabile cu durata de exploatare pe un amplasarrient sub doi ani.

1.4.3. Din punctul de vedere al conditiilor in care se exploateaza elementele de constructie di11 lemn, se definesc urmiitoarele clase de exploatare:

clasa I de exploulure, caracterizatii priii umiditatea continut8 de materialul lemnos corespuiiziitoare unei temperaturi 8 =

= 20 k 2°C si a unei umiditiiti relative a aerului q, 5 65 5%;

clasa 2 de e.xpZootare, caracterizath priii umiditatea continuth de materiali11 lemiios corespunzatoare unei temperaturi 8 = 20 k 2OC si a unei uinidithti relative a aerului 65 % < qi < 80 %;

clasa 3 de exploatare, caracterizats prin umiditatea continuta de materialul lemnos superioara celei de la clasa 2 de exploatare.

1 l I 1 I I I I I 1 O - 20 40 60 SO

TEMPERATURA AERULUT JNTERJOR 'C

Fig. 1.1. Curbele de echilibru higroscopic a lemnului, in functie de conditiile de mediu

1.4.4. La elementele de constructie din lemn exploatate in clasa l , umiditatea de ecliilibru a lemnului n u va depiisi 12 %, iar la cele din clasa 2, umiditatea de ecliilibru a lemnului nu va depasi 20 %.

Page 13: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

3 IJMIDITATEA RELATIVA 'P A AERULUI

Fig. 1.2. Umiditatea de echilibru a lemnului, W, in functie de umiditatea relativa a aerului, q, la temperatura t

1.5. Principii generale de alciituire si calcul

1.5.1. Verificarea elementelor

1.5.1.1. Eleinentele si constructiile din lemn se verifica in domeniul elastie al comportàrii materialului.

1.5.1.2. Calculul elementelor de constructie diil lemn se face pe baza principiilor generale de verificare a siguranpi constructiilor prevazute in STAS 10 10010-75, prin verificarea comport8rii corespun- zatoare fata de stàrile limita ce pot apare in diferite etape (executie,

exploatare, per ioade de reparatie). Verificarea se face tiniind seama de cele mai defavorabile ipoteze de solicitare si de cele mai defavorabile caracteristici ale inaterialelor, ce pot apare in conditiile considerate.

1.5.1.3. Stabilirea celor mai defavorabile conditii de solicitare luate in calcul se va face conform prevederilor de la piinctul 1 S.2.

1.5.1.4. Stabilirea celor mai defavorabi le caracteristici ale lemnului de constructie luate in considerare in calcul se va face conform prevederilor de la punctul 1.5.3.

1.5.1.5. Iiifluenta unor abateri sistematice, a unor alcatuiri parti- culare, a unor coiiditii speciale de exploatare sau a iinor simplificari introduse in calcule se iau in considerare prin intermediul unor coeficienti ai coiiditiilor de lucru pentru element.

1.5.1.6. La calculul elementelor si a construc{iilor din lemn se iau in considerare urmatoarele stari limita:

a) st6ri limili7 ultinte ce corespund epuizarii capacitatii de rezis- tenta sau unei alte pierderi ireversibile a calitatilor necesare exploatàrii constructiilor; principalele fenomene ce pot sa coiiduc8 la aparitia acestora sunt:

- ruperi de diferite iiaturi; - pierderea stabilitatii formei sau a poziiiei; - stari care implica iesirea din lucru a constructiei

datorita unor deformatii remanente excesive.

b) stGri limita ale exploat~rii normale ce corespund intreruperii capacitatii de asigurare a unei exploatàri normale a elemen- telor de constructie; principalele fenomene ce pot sa conduca la aparitia acestei categorii de stàri limita sunt deplasàrile statice sau dinamice excesive.

Observatie: in afara verificirilor meniionate, prin proiectare trebuie sà se asigure durabilitatea constructiei din lemn la biodegra- dare printr-o alcatuire corespunz~toare si masuri de prezervare.

Page 14: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

1.5.2. Determinarea solicitiirilor

1.5.2.1. La determinarea solicitarilor pentru verificarea la diferite stari limita se va lua in considerare modul real de lucru al elementelor sail al structurii in ansainblu la starea limiti considerata, tiniind cont si de caracterul constructiei (definitiva sau provizorie).

1.5.2.2. Calculul solicitiirilor se face cu luarea in considerare a incHrcarilor conform prevederilor din STAS 1 0 1 0 110-75, valorile normate si de calcul fiind stabilite conform standardelor pentru diferite categorii de incarcari.

1.5.2.3. in relatiile de calcul din normativ, solicitarile sunt considerate cu valorile lor absolute.

1.5.3. Caracteristicile materialului lemnos

1.5.3.1. Valorile de calcul ale rezistentelor diferitelor specii de lemn utilizate in tehnica constructiilor sunt stabilite in capitolul 2 pe baza valorilor rezistentelor caracteristice ale lemnului natura1 (cu defecte), tiniind seama de fluajul lemnului, de clasa de exploatare a construcliei si de sigurania necesara in exploatare.

1.5.3.2. Proiectantul va analiza condifiile reale de exploatare a elementelor si constructiilor din lemn, care pot conduce la modificarea caracteristicilor mecanice ale materialului lemnos si va introduce in calcul coeficienti ai conditiilor de lucru specifici.

1.5.4. ~ondi t i i speciale de calcul

1.5.4.1. Pentru construc$iile de importanti exceptionala, nominalizate de c5tre organele abilitate prin lege, pot fi admise miisuri de asigurare la nivel superior celui din prezentul normativ si pot fi

adoptate prescriptii speciale; proiectele astfel elaborate se aprobà de catre organele stabilite prin lege.

1.5.4.2. Peiitru construcfiile din lemn de serie mare (de ex: case prefabricate) se pot folosi $i alte relatii de calcul deciit cele cuprinse in prezentul standard, sau se pot introduce coeficienti suplimentari ai conditiilor de lucru, pe baza unor justificari teoretice si verificari experinlentale concludente; se pot, de asemenea, adopta dispozilii constructive speciale, verificate experimental.

1.5.4.3. La elementele de importanta secundara, pentru verifica- rile la starile liinita ale exploatarii normale se permite sti se utilizeze metode de calcul simplificate, sau sa se verifice numai satisfacerea unor conditii coiistroctive corespunzatoare, daca aceste prevederi nu conduc la rezolviiri neacoperitoare prin calcul sau la un consum sporit de material.

1.5.5.1. Valori le incarcari lor normate si ale coeficientilor partiali de siguranp aplicati incarcarilor se stabilesc pe baza standar- delor de acriuni in vigoare.

1.5.5.2. Efectul variatiilor de temperatura climatica nu se ia in considerare la calculul construc~iilor din lemn. Variaria dimensionalà a lemnului in lungul fibrelor la variatii de temperatura este mult mai redusa deciit la celelalte materiale de constructii. Coeficientul de dilatare termica a leinnului in lungul fibrelor este de 3 . . . 6 milionimi din lungime pentru fiecare grad de crestere a temperaturii, iar norma1 pe fibre este de aproximativ 10 ori mai mare. Valoarea redusà a variatici dimensionale a lemnului in lungul fibrelor la variatii de temperatura el im iiia iiecesitatea prevederi i de rosturi de di latatie.

1.5.5.3. in cazul unor utilaje si instalatii care nu se incadreaza in standardele de actioni prevazute la punctul 1.5.5.1., precum si la

Page 15: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

calculul elementelor de constructie din lemn utiiizate pentru cofraje, sprijiniri si e~afodaje, valorile norinate alr incarciirilor, aie coefici- entilor partiali de sigurantii aplicati inciirciirilur si ale coeticienrilor dinamici se deterrninii de cfitre proiectant pe baza datelor din proiectul telinologic, sau a celor previizute in instructicinile tehiiice speciale.

1.5.5.1. Grupàrile de inciirciiri pentro di feritele stiiri limita ultime Si pentru stiiri liniitii ale exploatarii normale se stabilesc conforin STAS 10 10 1 IOA-77.

Cap. 2. MATERIALE

2.1. Specii de lemn utilizate $i domenii de folosinfl

2.1.1. Priiicipalele specii de lemn indigen utilizate suiit:

Lemn de riisinoase

* bradul, care se incadreazi la categoria lemnului uSor Si moale, cu contrageri mici si rezistente mecanice medii; prelucr5rile mecanice se fac far8 dificultiiti, dar relativ mai greu deciit la molid din cauza smulgerilor de fibre;

laricele, caracterizat ca un lemn potrivit de greu, inoale, cu rezistenye mecaiiice foarte mari pentru specia de riisinoase;

molidul, caracterizat ca un lemn usor si moale, cu contragere totali mici si rezistente mecanice medi i; prelucrarea mecani- ca a lemnului de molid se realizeazii fari% dificultati;

pinul, care se iiicadreazii in categoria lemnului greu si moale, cu rezistente bune la solicitiiri mecanice.

Lemn de foioase

cclrper7ul. care se incadreaza in categoria leniniilui greu si tare, cu coi~trageri mari si rezistente inecaiiice inedii. superioare fagu l LI i ;

* fagli/, leinii greu si tare, cu contrageri inari si proprietati mecanice medii; prezinta dificultiiti la uscare, avind tendinfa de a criipa si a se deforina;

* fru.si~~zil, care se incadreazii in categoria leinnului greu si tare, cu contrageri si rezistente mecanice la nivel inediti pentru specia de foioase;

* nte.s/c.t~c~itul, lemn relativ greii si tare, cu contractii mari;

* pultinul cke ctinlp stru de nttrnte, leinn relativ greu si tare, cu rezistente incadrate in categoria medie;

plopul. din 'cloiia indigenii, negru sau treinuriitor. si din cloiia adaptatii la coiiditiile de vegetatie din !ara noastrii (eurailie- rican). lernii usor si inoale, cu contrageri reduse si rezistenfe mecaiiice reduse;

e salccin~~rl de plcrnttrfie. care este un leinn greii si tare, cu coiitrageri si rezistente inecanice reduse;

cerul, leinn greu si potrivit de tare, cu coiitrageri mari si rezistente apropiate de cele aie stejar~ilui;

gorur-tu/, leinn greu si tare, CLI contrageri inari si rezisteilte mecanice inari, similare cu cele ale stejarului;

stcjcrrzd, atestat ca un leinn greu si tare, CLI contrageri .si rezisteiite inecaii ice mari.

2.1.2. Doineiiii le de iitilizare in teliilica coiistr~icfiilor ale diverselor specii de leinn de risinoase si foioase sunt prezeiitate i11 tabeliil 2.1.

Page 16: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Tabelu12.1. categorii de constructii se pot utiliza si alte specii, cu respectarea

Domeniile de utilizare a diverselor specii de lemn indlgen la realizarea elernentelor structurale

Observafie: Domeiiiile de iitilizare pentru di feritele specii de lemn prezentate i11 tabelul 2.1. nu sunt restrictive. Pentru diversele

Domeni de uufizare

conditiilor de rezistentii, stabilitate, comportare la umiditate si biodegradare etc.

Brad, molid

Larice

Pin

Carpen, frasin, paltin

Fag

Mesteacàn

Plop

Salcam

Cer, gorun

Stejar

2.1.3. La alegerea materialului lemnos se fine searna de conditiile de exploatare in cadrul constructiilor, de defectele' si anomaliile adniise. precum si de corelarea acestora cu categoriile pieselor si eleinentelor din lemn prevazute in prescriptiile tehnice diii domen i li.

Elemente structusale la cladiri civile, industriale $i agrozootehnice, lemn lamelat incleiat, case prefabricate, constructii provizorii, panouri de cofraj, tarnplarie

-.

Elemente structurale la clidiri civile, industriale gi agrozootehnice, stilpi pentru esafodaje si sustineri

Elemente structura!e ia cladiri civile, industriale si agrozootehnice, case pretabricate, construc~ii provizorii, panouri de cofraj, tamplarie

Eleniente structurale cu solicitàri reduse, sarpante de acoperis cu deschideri mici si medii

Elemente de rezistenta la constructii provizorii, stilpi pentru esafodaje si sustineri

Elemente structurale la constructii civile, industriale si agrozootehnice

Elemente strutturale in cazul unor solicitari mecanice reduse

Elemente structurale la construcfii agrozootehnice, stalpi pentru egafodaje gi susiineri

Stalpi de rezistenta la construc\ii civile, industriale si agrozootehnice, garpante de acoperis pentru deschideri mici gi medii, tamplarie

Elemente structurale cu solicitàri mecanice importante la constructii civile, industriale $i agrozootehnice, case prefabricate, coQnstructii provizorii, tamplarie

2.1.4. Materialul leinnos pe sortimente, utilizat pentru elementele de rezistenyg ale constructiilor di11 lemn este specifica1 in inrmiltoarele standarde:

2.1.4.1. Lemn brut (rotund): STAS 256-79 ,,Lemn pentru mina";

e STAS 257-78 ,,Stilpi si adaosuri de lemn pentru lini aeriene de telecomunica~ii si pentru refele elettrice de distributie";

STAS 1040-85 ,.Lemn rotund de ràsinoase pentru coristructii. Manele si prajini";

STAS 34 16-75 ,,Lemn rotund pentru piloti": STAS 4342-85 ,,Lein11 rotund de foioase pentru constructii".

2. I . 3.2. Len~nzrl eccrrisat si semieccrrisat se foloseste sub forma de:

-- sciinduri si dulapi; - sipci si rigle: - grinzi ci1 doua, cu trei si cu patru fete plane si paralele

intre ele si grinzi CLI tesituri (ciopliturà); - margini, Iàturoaie, restrole.

Sortimentele de cherestea (lemn ecarisat) se livreazà la dimen- siuni le stabilite conform STAS 942-86 ,,Cherestea de rasinoase.

Page 17: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Diinensiuni iioiniiiale" si conBorm STAS 8689-86 ,,Cherestea de foioase. Diinensiuni nominale", precum $i la dimensiuiiile stabilite pe baza de intelegere intre producator si beiieficiar.

Clasele de calitate pentru diferitele specii de lemn sunt specificate iii STAS 1928-90 ,.Cherestea de stejar. Clase de calitate", STAS 1949-86 ,.Cherestea de riisinoase. Clase de calitate". STAS 1961-80 ..Cherestea de fag. Clase de calitate", STAS 3363-86 ,.Clierestea de cire~. frasiii, paltin. piir $ i ulm. Clase de calitate". STAS 3575-86 ..CIierestea de arin, plop, salcie si tei. Clase de calitate". STAS 6709-86 ,,Cherestea de aqar, carpen, jugastru, mesteacan si salciin. Clase de calitate".

Ohservntie: La stabilirea celor mai defavorabile conditii de solicitare luate in considerare iii calcul se va adopta valoarea maxima a masei voluinice (po.gj) in cazul in care rezultanta supraiiiciirc3ri lor care solicità elementele de construcfie actioneazii gravitational si valoarea minima a masei voluinice 111 cazul in care rezultanta supraiiiciircarilor ce sol icitii elementele de constructie din leinn actioneaza antigravitational (caz frecvent intilnit la calculul acoperi- surilor usoare din leinli cu paiita redusa in zonele cu valori mari ale presiuiiii dinainice de baza a vintului).

2.3. Rezistentele caracteristice ale lemnului masiv la diferite solicitiiri

Masa volumicti pentru principalele specii de material lemnos utilizate in constructii, care se ia in considerare la stabilirea greutarii proprii a elementelor de constructie din lemn este specificatà in tabelul 2.2.

2.3.1. Rezistentele caracteristice, in ~ / m m ' , pentru diferite l

solicitari ale diverselor specii de material lemnos (in caz~il lemnului masiv) S L I I I ~ date in tabelul 2.3.

Ob.serv~l!ii: Rezistentele caracteristice specificate in tabelul 2.3. sunt

date pentru umiditatea de echilibru a lemnului de 12 % si pentru durata de actiuiie a incarcsrilor de ce1 mult 3 minute.

Rezistenfele de calcul luate in considerare la proiectarea constructiilor dili lemn sunt determinate in paragraful 2.4.

mLemnul ce se inscrie in clasa 111 de calitate nu va fi folosit la real izarea elemeiitelor structurale.

2.3.2. Pentru lemnul rotund, rezistentele caracteristice specifi- cate in tabelul 2.3. se vor majora ci1 15 %, indiferent de specie.

Comeiitariul C. 2.3.2.

Page 18: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

TabeIul2.3. ' Tabelul2.4.

Rezistentele caracteristice ale lemnului natura1 ( ~ l r n m ~ ) Valorile caracteristice si medii ale modulului de elasiticitate

2.3.3. Valorile caracteristice ale modulului de elasticitate pe directie longitiidinal3 fibrelor $i ale inodulul de elasticitate transversal (Go,oi), precum si valorile medii (E, G) pentru diferite specii de lemn si pentru umiditatea de echilibru a lemriului avand valoarea de 12 !h sunt date in tabelul 2.4.

Natura solicioirii

incovoiere static2

Intindere in lungul fibrelor

Compresiune in lungul fibrelor

Compresiune i r i plan normal pe directia fibrelor

Forfecare in lungul fibrelor

Forfecare in plan norma1 pe directia fibrelor

2.4. Rezistentele de calcul ale lernnului masiv

-

ui

Ri

Rt

Rcll

Rc,

RrI1

RlL 2.4.1. Rezistentele de calc.ul, R,, ale diferitelor specii de materia1

lemnos, la diverse solicitiiri, in funcfie de conditiile de exploatare ale eleinentelor de constructie care se proiecteaza, se stabilesc cu relatia:

Modulul d c elasticitate transversal

--

4 000 5 O00

8000 10000

P--- -

de elasticitate paraiel Specia ~aterialului fibrelor la limita da

prupoflionalitate E (Mlmm*) Beinnos

in care: m,,, sunt coeficienfi ai condiliilor de lucru care introduc in calcul umiditatea de ecliilibru a materialuliii lemiios, definiti pe baza conditiilor de microclimat in care sunt exploatate elenientele'de constructie care se proiecteaza si a caror valori sunt date in cadriil paragrafului 2.4.2.;

Molid, brad, larice, pin

E -

11 300

1 o O00

11 500

14 300

-- 7 -

'lop

Molid, brad, larice, p111

PIO p

Clase de calitate

9 000

8 000

Stejar, gorun, cer, saiciim

I

24,O

14,4

15,O

3,3

3,O

12,O

Fag, mesteacin, frasin, carpen

Stejar, gorun, cer, salcam

1 9 500 --

11

16.8

8,6

12,O

3,O

2,7

10,8

Fag, mesteacan, frasin, carpen

12 000

111

9,6

4,3

4,5

-

-

-

1

20.0

21,O

13,8

3,2

2,7

10,4

H

14,O

12,6

11,O

2,9

2,5 - 6,4 5,7 - 5,O 4,5

9,4 - 24,O 21,6 - 16,O 14,4

III

8.0

6,3

4,l

-

1

40.0

22,5

19,8

10,4

Il

28,O

13,5

15,8

9,4

I

45.0

27,9

24,O

11,2

li1

16,O

6,8

5,9

-

Il

31.5

16,7

19,2

10,O

li1

18,O

8,4

7,2

-

Page 19: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

n~,,, sunt coeficienti ai conditiilor de lucru, stabiliti in fiinctie de durata de actiiine a incarcarilor. ci1 valorile specificate in cadrul paragrafiiliii 2.3.3 .:

t

9 R, sunt rezistentele caracteristice aie diferitelor specii de lemn, la diverse soiicitari, specificate in tabelul 2.3.:

o y , suiit coet icie~i partiali de siguranta. definiti in functie de tipul solicit5rilor in paragraful 2.4.4.

2.4.2. Coeficieiiti i conditiilor de Iucru III,,, ali valorile date in tabelul 2.5.. i11 fiinctie de solicitare si de clasele de exploatare a elementelor de constructie din lemn care se proiecteaza. definite conforrn paragrafiiliii 1.2.2.

2.4.3. Coeficientii conditiilor de lucru III,,, au valorile date in tabelul 2.6.. in fiinctie de tipul acfiunilor si de durata de actionare a acestora asupra elementelor de constructie.

2.4.4. La proiectarea elementelor strutturale din lemn, valoarea coeficientului nt,, se stabilegte luind in considerare ponderea procen- tuala pe care o ai1 diferitele tipuri de incarcari, in functie de clasa de durata (pertnaiiente. de lunga durata sail de scurta durata).

Tabelul2.5.

Valorile coeficientilor conditiilor de lucru mui

Forfecare in plan norma1 pe

Page 20: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Valorile coeficientilor de lucru mdi

Obsei.va/ii: - in categoria riisinoase sunt incluse speciile: molid, brad,

larice si pin; - in categoria foioase moi este inclus plopul; - in categoria foioase tari sunt incluse: stejarul, gorunul.

cerul, salc21nu1, fagul, mesteaciinul, frasinul si carpenul.

Solicitarea

Incovoiere statica Forfecare

Compresiune

In tindere

Modulul de elastici tate

2.4.5. Coeficientii paqiali de sigurantà y, au valorile din tabelul 2.7., in fuiictie de solicitiiri.

Tabelu12.7.

Valorile coeficientilor paaiali de sigurantii yi

Clasa de duratii a incgrctirilor

Permanente

Lunga durata

Scurta durati

Permanente

Lunga durati

Scurta durati

Permanente

Lunga durati

Scurta durata

Toate clasele

I Comentariul C. 2.4.4.1

Simbol

mdi

mdc

m&

2.5. Elemente metalice pentru Imbin5t-i $i structuri mixte

7-

Valorile coeficien!ilor y,

1 ,IO

1,20

1,40

1,25

1,25

1,IO

1,IO

2.5.1. Pentru realizarea asamblajelor la constructiile din lemn se folosesc urmiitoarele mij loace de imbinare metalice:

- cuie din siìrmii de otel, conform STAS 2 l 1 1-90; - suruburi pentru lemn conform STAS 925-80. STAS

145 1-80, STAS 1452-80, STAS 1453-80, STAS 1454-80, STAS 1455-80 si STAS 1755-80;

Simbo'

Y 1

Yt

Yc 11 YCL

Yf Il

Yfl

Nr* crt.

1

2

4

Valorile coeficientilor mdi

pentru esenta: Solicitarea

Incovoiere

Intindere: - in sectiuni fari slibiri

- in secfiuni cu slibiri

Compresiune in lungul fibrelor si perpendicular pe direcfia fibrelor

Forfecare in lungul fibrelor - unilaterali

- bilaterala

Forfecare in plan norma1 pe direcjia fibrelor

~ '~ inoase~ foioase moi

0,55

0,65

mdE

foioase tari

0,60

0,70

1 ,O0

1 ,O0

1 ,O0

0,80

0,85

0,85

0,90

1 ,O0

O, 90

0,95

0,95

1 ,O0

Page 21: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

- piulite hexagonale si piitrate conforin STAS 922-89 si STAS 926-90;

- buloaiie confectionate din otel beton OB 37, ~ a i b e confectionate din tabla groasa, inele metalice, profile laminate etc.

2.5.2. La proiectarea si executia unor subansamble de construc- tie lemn-metal se foloseste, pentru realizarea elemeiitelor intinse (montanti, diagoiiale. talpile inferioare ale fermelor. tiranti etc.). otel- beton sau profile laminate. Rezistentele de calcul ale acestor elemente se iau conforin STAS 10 108-94.

CAP. 3. PREVEDER1 GENERALE PRIVIND PROIECTAREA CONSTRUCTIILOR DIN LEMN

3.1. Prescriptii generale de proiectare

3 . 1 1 La proiectarea construc(iilor din lemn se vor adopta masuri si solutii constructive de protectie impotriva atacului ciuper- cilor si a iiisectelor xilofage si de evitare a umezirii, care sa conduca la o conservare buna a materialului lemnos folosit, in conformitate cu STAS 2925-86 ,.Protectia lemniilui din constructi i impotriva ataciilui ciupercilor $i i,nsectelor xilofage".

3.1.2. Daca la piinerea in opera materialul lemnos are o i I umiditate mare (dar maxiin 20 %) si nu exista posibilitatea de a fi uscat pe ~antier, se vor adopta solutii constriictive, masuri de protectie $i detalii de alcatuire care sa permita ventilarea elemeiitelor de constructie fàra a induce in structura de rezistenta deformatii pericu- loase sali cresterea eforturilor sectionale. i n acest caz, se vor adopta de l

preferinta imbinari care nu sunt intluentate de variatiile de umiditate (imbinari iiicleiate. cu tije, cu asamblaje metalice) si care sunt usor accesi bi le peiitru reglare $ i contro1 (este exclusii folosirea im binarilor cu cep).

3.1.3. in cazurile in care construc(iile sunt supuse actiunii unor medii corosive pentru metal, se recomanda folosirea unor subansam- ble striictiirale far5 piese metalice, de exemplu cu imbinari prin incleiere. cu cuie diii lemn sau cu pene elastice; elementele metalice folosite pentru inoiitaj sail solidarizare trebuie sa permitg controliil si protectia iii timpul exploatarii si sa poata fi inlocuite uSor.

3.1.4. Sisteinele constructive se vor stabili astfel inciit sa se asigure o executie si o montare simpla. in acest scop se va folosi un numiir cit inai redus de secfiuni diferite de cherestea (far2 a spori insà consumul de material). De asemenea, se vor prefera subansamble constructive ce se pot prefabrica in ateliere dotate corespunzator, pe ~antier execiitindu-se niimai operatiuni de montare.

3.2. Prescriptii generale de alcituire $i calcul

3.2.1. Pentru calculul elementelor, subansamblelor si a constructiilor din lemn, cu excepfia elementelor sarpantei, se iau in considerare gruparile de inciircari stabilite in STAS 10 10 1 IOA-77 ,,Actiuiii in constructii. Clasificarea si gruparea acfiiinilor pentru constriicfii civile si industriale".

3.2.2. Elementele sarpantei (astereala, sipci, capriori, pane, popi, contratise, c le~ti si tàlpi) se calculeaza la incarcsrile de calcul stabilite conform staildardelor de actiuiii, grupate in urmatoarele situatii de incartare:

Ipotezn I: incàrcarea permanentà + iiiciircarea din ziipada;

Page 22: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Ipotezu a 11-a: incarcarea permanenta + incarcarea exterioara din viint (la care se adauga efectul suctiunii interioare) + jumatate din intensitatea incarcarii din zapadà;

Ipoteza. n 111-a: iiicHrcarea permanent8 + o forti coiicentrata (aplicata in pozitia in care produce cea mai defavo- rabilii stare de solicitare) aviind valoarea normata de 1000 N. majorata cu un coeficient al incarcarii n = 1,2.

Observa/ii: L,a calculul sipcilor nu se ia in considerare ipoteza a 111-a.

intrucit circulatia pe acoperisul in executie, in acest caz, se asigura pe podini de repartitie a incàrcarilor sau numai pe cipriori.

La calculul asterelei, dac8 distanta intre axele scindurilor este sub 15 cm se considera ca foqa concentrata se distribuie la doua sciinduri, iar dac8 distanta este mai mare de 15 cm, forla concentrata se repartizeazti unei singure sciinduri. In cazul a doua straturi de sciinduri suprapuse, sau in cazul unui strat de sciinduri solidarizat cu rigle transversale, se considera cZi forta concentrata se distribuie pe o latime de 50 cm.

3.2.3. i n cazul acoperisurilor foarte usoare (la care incarcarea permanenta are valori reduse) amplasate in zone cu valori mari ale

L presiunii dinamice de baza a viintului, elementele de acoperis, inclusiv , ancorajele, se vor verifica suplimentar la ipoteza de calcul:

Ipoteza a IV-a: inciircarea permanenti + incarcarea exterioari din vint (la care se adaugi efectul presiunii interioare).

O

3.2.4. Eforturile unitare efective nu trebuie s i difere fata de rezistentele de calcul decit in limitele ecartului de + 3%, respectiv - 5 %, data elementul de constructie nu trebuie dimensionat constructiv si daca sortimentul de materia1 lemnos existent nu conduce la valori a l i eforturilor unitare mai reduse.

3.2.5. Pentru asigurarea comportàrii in exploatare a sistemelor coiistructive adoptate ciit inai aproape de ipotezele de calcul admise. se vor respecta urinatoarele recomandari:

- se vor evita imbinarile la care transmiterea eforturilor se face prin mai multe mijloace de asamblare cu rigiditati diferite (de exemplu chertari si tije);

- se va urtnari, pe ciit posibil, o repartizare uniformà a eforturilor iii toate elementele componente ale barelor compuse comprimate sai1 intiilse, prin adoptarea uiior prinderi corespun- z8toare;

- la elementele comprimate, se recomanda ca imbinarile de continiiitate sa fie amplasate in apropierea nodurilor $i s i se real izeze transm iterea eforturilor direct prin im binare cap la cap; eclisele de solidarizare vor avea o lungime de ce1 putin trei ori inai mare decit Iatimea elemeiitelor iniladite si vor fi fixate ci1 ce1 piitin dou8 buloane cu diametrul mai mare sau egal cu 12 mm, amplasate de fiecare parte a rostului; gaurile pentru buloane vor f i ovalizate pentru a asigura transmiterea directà a efortului in barele comprimate;

- la elemeiitele intinse, se recomanda ca eforturile sa se transmita centric. evitindu-se rnomentele datorate excentricita- tii, iar imbiiiarile de continuitate vor fi amplasate in zonele cu

l

l solicitari reduse; 1 I

- la griiizile cu zabrele, barele vor fi centrate la noduri; in cazurile in care din coiisiderente de ordin constructiv nu se pot evita prinderile excentrice, in calcul se va tine cont de solicitirile suplimentare ce apar; i

- cand nu se pot folosi subansamble prefabricate, se recomaildà adoptarea unor sisteme static determinate (grinzi siinplu rezeniate, arce cu trei articulatii. ferme cii zabrele static deteriniiiate etc.).

3.2.6. i i i cazol uti l izarii unor subansam ble prefabricate, acestea vor fi obligatoriu verificate la acriunile provenite din transport $i

Page 23: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

moiitaj, adoptindu-se scliemele statice si grupiirile de inciircari corespunz5toare acestor faze de lucru.

3.2.7. Avand in vedere valoarea redusa a eforturilor suplimen- tare ce apar din cauza variatici de temperaturà. a uscarii sau umflàrii lemnului, acestea n u se iaii in considerare la calculul constructiilor diii lemn. I

3.2.8. Efectul favorabil al fortei de frecare nii se va lua in calcul deciit in caziiri cu totul exceptionale. stabilite de citre proiectant. cind se asigura in permanenti3 forra de compresiune printr-o supraveghere continua a coiistructiei; in acest caz, coeficieiitii de frecare, .f, luati in calcul nu vor depasi valorile:

-f'i 0,3 pentru suprafete frontale; - j'< 0.2 pentru suprafete laterale.

Nu se adinite luarea in considerare a frecarii intre piesele supuse la vibratii sai1 socuri.

i i i cazul iii care frecarea actioneazà cu efect defavorabil,

care alcatuiesc eleinentele compuse incleiate nu este limitata inferior, iar superior se recoinaiida sa n u depàseasca 50 mm.

3.2.11. La grinzi le incovoiate trebuie evitate slàbirile amplasate in zonele de solicitare maxiinà la foqii tiiietoare; in cazurile in care acest lucru nii este posibil se recomaildà ca adiincimea maxima a chertarii in zona iiitinsa de la reazem (fig. 3.1 .) sà se limiteze la valori le:

a = 0 , 1 h ciind R / bh > 0.5 ~l rnm' ; LI = 0.25 h 2nd R / bh = 0,3 N/mm2; (3.1) a = 0,5 h cind R / bh < 0,2 N/mm2,

R fiind reactiunea. in N, iar b si h dimensiunile sectiunii transversale, in inm.

coeficientul de frecare se va lua cu valoarea 0,6. Fig. 3.1. Chertarea grinzilor incovoiate la reazem

3.2.9. Elementele portante cu sectiune simplà intinse din lemn , trebuie sa aibà aria sectiiiiiii nete (rezultatà in urna scàderii slàbirilor i Ohsevvay ie:

din sectiuiie) de ce1 piitin 4 000 mm2 si minimum 213 din aria sectiunii Peiitru valori intermediare ale raportului Whh, a se va determina brute. Grosimea sectiunii slabite trebuie sa fie de minimum 38 mm, iar prin interpolare liniarà. a sectiunii brute de mininiurn 58 mm, in cazul elementelor solicitate la a = 0,3 h ciind h > 180 mm; intindere pentru care tensiunea normala maxima depa~este 70 % din 1 cr = 0,5 h ciind 120 mm < h < 180 mm; (3.2) rezistenta de calcul la intindere. LI = 0,5 h ciind h I 120 mm,

3.2.10. i i i cazul elementelor portante cu sectiune coinpusii, realizata din sciinduri bàtute in cuie sau prin incleiere, este necesar ca Pentru inariinea a se va adopta valoareq minima rezultati in grosimea minima a uiiei piese (sciinduri) sà fie de 24 inm si sa aibà urma aplicarii relafiilor (3. l ) si (3.2). aria sectiiiiiii transversale de ce1 ptitin 1.400 mm'. Grosimea pieselor

l

Page 24: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

3.2.12. L~ingimea minima a chertirii (v. fig. 3.1.) trebuie sa indepl ineascii conditi ile:

C > / ? si c1 2 4a. (3 -3

Se recoinanda ca tàierea sa se fac3 oblic (linia punctati din figura 3.1). i n cazul in care En apropierea reazenielor actioneaz3 forte concentrate ci1 valori mari se interzice executarea chertirilor.

3.3. Stabilirea deschiderii de calcul

3.3.1. Deschiderea de calcul a elementelor de construc[ie din lemn se va stabili in functie de tipul elementului de constructie, schema statica adoptata si natura reazenielor, astfel:

3.3.1.1. La grinzile simplu rezernate care sprijina pe zidarie direct sau prin intermediul unor centuri (fig. 3.2), deschiderea de calcul se va considera egala cu lumina golului majorata cu 5 %; lungimea de rezemare a acestora direct pe zidarie se va determina prin calcul, astfel inciìt sa nu se depiseasca rezistentele de calcul in lemn la compresiune perpendicular5 ie fibre si va fi de minim 200 mm.

Fig. 3.2.'~tabilirea deschiderii de calcul la grinzi din lernn, rezemate pe zidarie

3.3.1.2. La grinzile simplu rezemate care spriljiiiii pe stalpi sau I pe grinzi din lernn, deschiderea de calcul va fi egalà cu distanta intre

axele elemeiitelor de reazem.

3.3.1.3. Descliiderile de calcul la grinzile continue se vor I

! considera egale cu distantele intre axele reazemelor.

l I 3.3.1.4. in cazul grinzilor cu contrafise (fig. 3.3) deschiderea de

I calcul va fi: - pentru traveile l ...( n - l ) , l, = I , + u ;

i - pentru traveea n, 1 ,=1 ,+1 ,5a . (3.4) I

1 Fig. 3.3. Deschideri de calcul la grinzi cu contrafise

l Observa!ie: La stiìlpul margina1 se recomandii varianta cu contrafisa dusa pani la fundatie, care n u induce impingere orizontall 1 in elementul vertical.

3.3.2. Elementele de sarpaiiti (astereala, sipci, capriori si pane) : se calculeaza ca grinzi simplu rezemate, avind deschiderea de calcul j egal3 cu lumina intre reazeme, majoratii cu 10 cm, insii ce1 mult j l

distanta intre axele reazemelor.

3.4. Deformatii maxime admise l l

, 3.4.1. Deformatiile maxime finale ale elementelor incovoiate, stabilite pe baza relatiei (3.9, nu vor depiisi valorile deformatiilor maxiine adinise, date in tabelul 3.1.

5 1

Page 25: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

3.4.2. Deformatiile maxime finale de incovoiere (fig. 3.4.) se stabilesc ci1 relatia:

f;..~,,;l,,d = f , +f? + f l - . f c (3 - 5 )

in care: - este sageata (deformatia transversalii pe axa elementului)

datorata iiiciirc5rilor permanente; -f7 - sageata datorata incarciirilor temporare; -A - siigeata datorata deformatici im binari lor; - f, - contrasageata inifiala a grinzii neiiic&rcate, care se

stabileste prin calcul ca fiind sageata grinzii inciircata cu sarcinile permanente si cu 112 din sarcinile utile.

Valori ale deformatiilor maxime admise

Elementul de construqie

Fig. 3.4. Sageata maxima finala la grinzile incovoiate

3.4.2.1. Deformatiile . f i si fi se stabilesc ca valori finale tinind cont de feiiomeiiiil de fluaj si de umiditatea de echili bru a materialului lemnos, ci1 relatiile:

f, = f , , //?.V, ( ' + k d',/, ) ;

f = f . rnvr ( 1 + k ,/L,, (3.6)

3.4.2.2. Siigelile f;,,,,.,, si A , , se stabilesc pe baza iiicarciirilor normate, neafectate de coeficienfii incarciirilor, pentru sectiunea bruta a eleinentu lui, luind in considerare modulul de elasticitate mediu E.

3.42.3. Valorile coeficientului kd,, in functie de durata de acriune a inc2rc2rilor gi de clasa de exploatare a constructiei sunt date in tabelul 3.2.

Valorile coeficientului kdet

Clasa de durata a

Page 26: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

3.4.2.4. Deformatia din curgerea lenta a imbinarilor, 5, ,are valorile dili tabelul 3.3, in functie de tipul imbinarilor si de diametrul tijelor.

Valori ale deformatiilor imbinarilor,f;

Observa!ie: - d - reprezinta diametrul tijei; - L - efortul efectiv in tija; - L,, capacitatea de rezistentii minima a tijei.

3.4.3. Grinzile din lemn incovoiate, alcatuite cu sectiune simpla si utilizate la eleineiite de constructie cu deschideri reduse (I < 6.00 m) se realizeaza, in mod obisnuit, Gra contrasageata.

3.4.4. La grinzile cu sectiune compusii solicitate [a incovoiere, precum si la grinzile cu zabrele, se executil o contras8geatH egalii cu sàgeata produsa de iticiircarile permanente plus jumiitate din actiunile temporare cvasipermanente. Grinzile cu zabrele executate faril tavan suspendat se vor executa cu o contrasageata de ininim l, I 2 0 0 (I, fiind deschiderea de calcul a grinzii).

3.5. Lungimi de flambaj si eoeficienti de zveltete iim it-i

3.5.1. Lunginiile de flambaj, l,, ale barelor cri sectioiie simpla solicitate la compresiune se iau din tabelul 3.4. in functie de tipul legiiturilor mecanice la capete.

Tabelul3.4.

Lungimi de flambaj la bare comprimate axial

TONI de ra~rtraare Siabal rctzemare turrgimi de

nod i: translatie si rotire impiedicate 1

nod k: translatie $i rotire impiedicate

A.

2

3

4

nod i: translafie impiedicata si rotire libera

nod k: translatie si rotire impiedicate

nod i: translatie impiedicata gi rotire libera

nod k: translajie impiedicata gi rotire liberi

nod i: translatie liber8 si rotire impiedicata

nod k: translatie si rotire impiedicate

-I1 -l

O

O

Ir 0,80 x I

/ t = /

I t= 1,20 x I

Page 27: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Tabelul3.5.

Lungimi de flambaj la barele grinzillor cu ziibrele

Grinzi cu ziibrele simple

Ltmgimi de flambaj (Ir)

Lungimi de riamaaj

Schema grinzii

Simbol rezemare Nr. e rt

in planul grinzii

Tipul de rezemare

transversal planului grinzii

.

5

6

7

in care: I - lungimea elementului intre nodurile teoretice de la capete; 11 - distanta intre nodurile fixate impotriva deplasarii elementului transversal

planului grinzii cu zabrelele

nod i: translatie libera gi rotire paflialà

nod k: translatie $i rotire impiedicate

nod i: translatie libera $i rotire impiedicati

nod k: translatie impiedicati gi rotire libera

nod i: translatie si rotire liber8

nod k: transla!ie si rotire impiedicate

i

-P

3.5.2. Lungimile de flambaj, l,, ale barelor griiizilor cu zabrele se iau conforin tabelului 3.5.

i

-[-[I Ir= 1,50 x I

1,=.,00x~

If = 2,OO x I

Page 28: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in pianul grinzii 1 - 1 11 11 -.

I 1

in planul normal 1 N2=0 1 0 , t 3 1 ~ l

pe planul grinzii N2 > 0; in cazul in care: I N, I 5 I N, I -

I I I

in care: N1 - efortul la compresiune in bara ce se calculeazà la flambaj; N2 - efortul in contradiagonala, valorile pozitive reprezintà intindere, cele negative

compresiune; I NI / $i I N2 I - valorile absolute ale eforturilor N1 $i N2

Schema grinzii

3.5.3. I,a structurile in cadre din lemn, lungiinile de flainbaj in planul cadrului peiitru stalpi cu secfiune constanta se stabilesc in fuiictie de conditiile de rezemare mecanica la extremitàti. in plan norma! pe planul cadrului, lungimile de flambaj ale stilpilor se vor lua egale cu distanta diiitre legàturile ce impiedica deplasarea pe aceasta directie.

D

3.5.4. Coeficientii de zveltete, h,, ai elementelor comprimate, definiti ca raportiil diiitre lungirnea de flambaj si raza de giratie corespunziitoare sectiunii elementului pe directia de calcul la flambaj, n u vor depasi valorile inaxime admisibile, h,,, prevàzute in tabelul 3.6.

Directia de flambaj

TabeluI3.Q.

Coeficienti de zvelltete maximi admisi

Denumirea etementelor

Relatii intre si

Cap. 4. CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECTIUNE SIMPLA

4.1. Relafii generale de calcui

ìungimea de flambaj (Ir) a diagonalelor

4.1.1. Capacitatea de rezistenta a barelor simple din leinn, la 1 diferite solicitZiri, se stabi1e)te cii relatia generala de calcul:

F, = R; .S, .m,. (4.1 II

in care: F, - este capacitatea de rezistentà a barei din lemn inasiv la

solicitarea i (iiitindere, compresiune, incovoiere, forfecare etc.) in N sau N-mm;

R," -rezistenta de calcul la solicitarea i, stabilità in functie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului si

Page 29: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

conditiile de exploatare a elenientelor de constructie, conforin relatiei 2.1, in ~ i m m ' ;

S, - caracteristica secfionalZi (arie, modul de rezistenta), in mmL sail mm.';

n7-l.-coeficie~1t de tratare (v. paragraful 4.1.2).

4.1.2. Coeficientii de tratare, in7., (tab. 4.1 .) introduc i11 calcul modificarea rezistentelor inaterialului lemiios, in f~iiictie de inetodele de prezervare, dimensiunile pieselor si clasa de exploatare a construcf i i lor.

Tabelul4.1.

Valori ale coeficientilor de tratare, r n ~

4.1.3. Pentrii a se evita supradimensionarea elementelor de constructie di11 conditia de stabilitate lateralil, la proiectarea acestora se vor respecta rapoartele maxinie indicate in tabelul4.2.

Tabelu14.2.

Conditii de asigurare la flambaj lateral

Nr.

crt.

1

2

3

4

Procedeul de tratare

Lemn netratat

Lemn tratat pe suprafatà

Lemn tratat in masà avand maximum 100 mm grosime, pentru: - modulul de elasticitate;

*- alte caracteristici.

*Lemn ignifugat

Clasa de exploatare a constructiei I

19i2 I 3

1 ,O0

1 ,O0

4.2. Bare solicitate la intindere axialà paralelà cu fibrele

Mr. crt.

4

0,90

0,70

0,90

4.2.1. Capacitatea de rezistenta a elementelor din lemn masiv solicitate la intindere axialà paralela cu fibrele, T,., in N, se stabileste cu relatia:

T,. = R; A,,, .m,, (4.2) in care:

0,95

0,85

0,90

R,' - rezistenta de calcul a lemnului masiv la intindere axialii,

Conditii de asigurare la flambaj laterai

Cand nu existà reazeme intermediare pe iatura comprimata

Cand se asigurà rigidizarea laturii comprimate cu pane sau tiranti

Cand se asigura rigidizarea laturii comprimate prin platelajul elementului de plangeu

Cand se asiguri rigidizarea elementului in planul flarnbajului atat in zona comprimatà, cat si in zona intinsi

stabilita conform relatiei (2.1.), in funcfie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ l r n r n ' ;

A,,,, - aria netà a sectiunii calculate, stabilita conform paragra- ful~ii 4.2.2.;

m7.- coeficientul de tratare a lemnului cu valoarea specificati in tabelul 4.1.

Raport maxim h / b

4 1 1

5 1 1

6 1 1

9 1 1

Page 30: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

4.2.2. Aria nete a sectiunii barei intinse se calculeaz& cu relatia:

AI,,, = A hrur - A \/irhiri~ (4.3) in care:

Ah,,, - aria seciiunii brute a eleinentului, in inm2; A,lfihl,., - suma ariilor tuturor slabirilor cumulate pe maxim

200 mm lungime, in mm2.

Aria neta a sectiunii de calcul $i dirnensiunile sectiunii vor indeplini conditiile prevazute in paragraful 3.2.9.

4.3. Bare solicitate la compresiune axialii parale15 cu fibrele

4.3.1. Capacitatea de rezistentii a elementelor din lemn inasiv, cu sectiune simpla, solicitate la coinpresiune axiala parale1 cu fibrele, C,., in N, se stabileste cu relatia:

C , =R:, , .A',,/ . c p L . m , 9 (4.4)

in care:

R:ll - rezistenta de calcul a lemnului masiv la compresiune

axiala, paralela cu fibrele, stabilita conform relatiei (2.1), in functie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ / m m ~ ;

A,lc,,l - aria sectiunii de calcul a barei sliibite, in mm2, stabilità conform relatiilor din paragraful 4.3.2;

q, - coeficient de flambaj, subunitar, calculat conforrn indica- fiilsr din paragraful 4.3.3;

- coeficient de tratare a lemnului, cu valorile specificate in tabelul 4.1.

4.3.2. Aria de calcul la barele comprimate se stabileste in functie de Ah, si A,,, (aria bruta, respectiv netà a sectiunii celei mai solicitate), astfel:

- pentru secriuni farà slabiri, sau cu slabiri ce nu depasesc 25 % din sectiunea bruta si nu sunt pe fetele paralele cu directia de calcul la flambaj (fig. 4.1, a vi b) - A,,,, = A ,,,, ;

- pent-ru sectiuni cu slabiri ce depasesc 25 % din sectiunea bruta gi nu sunt pe fetele paralele cu direcfia de flambaj (fig. 4.1, b) - A,,,,.,l = 4 A,,, 13 5 Ah,.ll, ;

- pentru sectiuni cu slabiri simetrice care sunt pe fete paralele cu directia de flambaj (fig. 4. l , C ) - A; ,,,,, = A,,,, .

FI

In cazul slabirilor nesimetrice care sunt pe fetele paralele cu directia de flambaj (fig. 4.1. 4, barele se calculeaza la compreciune excentricil, momentul rezultand din aplicarea excentrica a foqei de compresi une.

Page 31: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Ohser.i~n{ie: Coeficientii l de zveltete h, in fiinctie de tipul barei n u va depasi valorile din tabelul 3.6.

4.3.4. Lungimile de flambaj, I,, ale barelor comprimate se stabilesc i11 functie de conditiile de rezemare la capete si de legaturile pe lungimea barei care impied ica deplasarea la flam baj, conforin iiidicatiilor din paragrafi11 3.5.

4.3.5. Pentru barele la care h, 5 10, influenta flambajului este nesemn i ficativa; relatia peiitru calculu l capacitati i de rezistenta la compresiune ceiitrica parale1 ci1 directia fibrelor este, in acest caz:

in care caracteristicile au semnificaliile din relalia (4.5).

Valorile coeficientilor de flambaj cp, in functie de coeficientul de zveltete Fig. 4.1. Variante de aparifie a slabirilor la barele comprimate:

x - .u direcfia de calcul la flambaj

4.3.3. Coeficientul de flambaj, q,., cu valorile din tabelul 4.3 se

pentru h > 75

in care: h - coeficientul de zveltete al barei, stabilit ca raportul dintre

lungimea de flambaj, I,, vi raza minima de giratie pe directia de flambaj considerata, i.

Page 32: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

4.4. Bare solicitate la compresiune *

perpendiculara pe fibre

4.4.1. Capacitatea de rezistenta a elementelor diii lemn inasiv cu sectiune simpla, solicitate la coinpresiuiie perpeiidicular2 pe directia fibrelor, Q,., in N, se stabileste cu relatia:

in care:

R,', este rezistenta de calcul a lemnului masiv la compresiune perpendicular pe fibre, stabilita conform relatiei (2.1) in functie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului $ i conditiile de exploatare a eletnentelor de constructie, in ~ l m m ' :

A, - aria cie contact dintre cele doua elemente (aria reazemului), in mmz;

tnr- - coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate in tabelul 4.1 ;

m,. - coeficient de reazem, stabilit coiiforin indicatiilor din para- grafiil 4.4.2.

4.4.2. Valorile coeficientului de reazem, n?,., se stabilesc in fiiiictie de relatia dintre dimeiisiunile elementiilui coiiiprimat si cele ale elernei~t\.ilui de reazem. astfel:

- pentru eleniente la care aria de contacr este egalii cu aria elemeiit~ilui coii~primat (fig. 4.2, rr). preciim $i la irnbiiiiri cu crestari laterale (fig. 4.2, h), m ,. = 1 ,00 ;

- la piesele de rezemare (fig. 4.2, c $i 4. data u 2 h si ri > 10 cm, in irnbinari ci1 pene prismatice care ai1 fibrele dispuse norinal pe fibrele elementelor iinbinate (fig. 4.2, e), precurn si la suprafetele de reazem ale constriictiilor diil lemn (fig. 4.2, g) , m,. = 1.60 :

- la striviri sub saiba, m ,. = 2.00 .

4.5. Bare solicitate la strivire oblicii -

4.5.1. Capacitatea de rezistentii la strivire. N,., in N, chiid forta de compresiune face un uiighi a cu directia fibrelor (fig. 4.2. .f), se determina cu relatia:

N,. = C,. .Q,. C, . s i i i ' a+Q, - c o s 2 a '

(4.8)

in care: C,. - capacitatea de rezistenta a zonei comprimate (strivite),

parale1 cu directia fibrelor, in N , stabilita ci1 relatia (4.6). in care AcaIcL,i este proiectia ariei de contact pe directia perpendiculara pe fibre:

Q,. - capacitatea de rezistenta a zonei compriniate (strivite), perpendicular pe directia fibrelor. in N, stabilita cu relatia (4.7). in care A, este proiectia ariei de contact pe directie perpeiidiculara fibrelor piesei care se strive$te, iar coeficieii- tu1 de reazem, m,., se stabileste conforni paragrafiilui 4.4.2;

a - uiighiul dintre directia foqei de compresiune (strivire) $i directia fi brelor.

I comentariul C. 4.5.1

Page 33: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Fig. 4.2. Variante de rezemare a pieselor amplasate perpendicular sau sub unghiul a si variante de piese solicitate la forfecare

4.5.2. Capacitatea de rezistenta la strivire siib i~nghi a fata de directia fibrelor se poate stabili si ci1 relatia:

N , . = R:, '4, . m ,

in care:

R':',, - este rezisteiita la strivire paralela cu fibrele;

RC, - rezistenta la strivire perpendicolara pe fibre;

a - iiiigliiiil de inclinare a tòrtei fata de directia fibrelor; A , - aria de strivire; /II/ - coeficieiitul de tratare.

4.6. Bare solicitate la forfecare

4.6.1. Solicit3rile de forfecare pot apare la elemeiitele diii leinn masiv cu sectiune siinpla siib forina de:

- forfecare perpendiclilara pe fibre la grinzi le incovoiate, solicitate de forte concentrate mari (fig. 4.2, i), sali la penele prismatice cu fi brele dispiise normal pe directia fi brelor pieselor iinbinate (fig. 4.2, e);

- forfecare in luiigiil fibrelor la imbinarile priii cliertare pe lungiinea pragurilor de forfecare (fig. 4.2, -f). sail la peiiele prismatice cu fibrele dispuse in aceeasi directie cu fibrele eleinentelor iinbinate (fig. 4.2, h).

4.6.2. Capacitatea de rezistenta la forfecare perpendiciilara pe directia fibrelor eleinentelor di11 leinn inasiv cii sectiiine simplj, V,.. in N, se stabileste cu relatia:

V,. = R ; . . A , . / ? l l . , (4.1 1 )

Page 34: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in care:

R ; , - este rezistenta la forfecare pel-peiidicular5 pe directia

fibrelor stabilita cu relatia ( I . ] ) , in fiinctie de specia de material leinnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a eleineiitelor de constructie. iii ~l inrn ' :

A, - aria sectiuiiii care se foarfeca, egali co aria piesei care preia efortul (aria sectiuiiii griiizii sail a penelor), in mm':

- coeficient de tratare a leinnuliii, ci1 valoarea specificati iii tabelul 4.1.

4.6.3. Capacitatea de rezistenta a pieselor dili lenin masiv cu sectiune sinipla la forfecare in luiigul fibrelor, F,., in N. se stabileste cii relatia:

F,. = l ? ; l A , .n t , ' I n ? , , (4.12)

i n care:

R:ll este rezisteiita de calcul la forfecare paraleli cu directia

fibrelor, stabilita cu relatia (2. l ) , in f~~nct ie de specia inate- rialuliii lemnos, clasa de calitate a leinnlilui si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ l m i n ' ;

A, - caracteristica sectioiiala a elemeiitiilui (aria de forfecare). in in in ';

- aceeasi sein~iificatie ca in relatia (4.9); ti^, - coeficient de forfecare, care introduce raportul d intre

lungimea pragului de forfecare y i excentricitatea de aplica- re a fortei fata de directia pragului, precum $i modul de producere a forfecarii (unilaterala sail bilaterala).

Coeficieiitul de forfecare m, se calcoleaza cu relatia: D

m , = 1 + P - l , l e , (4.13)

in care: este coeficientul ce {ine cont de tipul forfecarii, ci1 valoarea de 0,25 pentru forfecare ~inilaterali $i 0,125 peiitru forfecare bilateralii (fig. 4.4);

l,, - lungiinea pragului de forf-ecare, limitata superior la 10 h,,,, in inin;

e - exceiitricitatea de aplicare a fortei de forfecare fata de axa lieti a eleinentiilui, i11 inni.

Fig. 4.3. Forfecare unilateralii (a) si bilaterala (b)

4.7. Bare solicitate la incsvcuiere

4.7.1. Capacitatea de rezistenta a elemeiitelor dili leniti masiv cu sectiiiiie siiiipla solicitate la incovoiere, M,., in Nmin, se stabileyte cu relatia:

M,. = R'' . W,,~,,c,l, m,. , (4.14) in care:

R;' este rezisteiita de calcul a lemiiului masiv la incovoiere static3 stabilita cu relatia (2.1), in functie de specia de material leinnos, clasa de calitate a lemnului y i conditiile de exploatare a elementelor de constriic~ie, in ~ l m m ' ;

W,,c,,,.,l - modulul de rezistenta axial pentrii sectiiiiiea cea inai solicitata a eleinentului (Whflrr daci elementi11 n u prezinta slabiri iii sectionea de calcul, respectiv W,,,,, daca eleinentul are slabiri in zona de calcul);

Page 35: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

- coetlcieiit de tratare a leninului ci1 valorile specificate in tabeliil 4.1.

Oh.vei.i.~~!ic: l,a proiectarea eleineiitelor diii ieinn solicitate la i I

incovoiere trebuie sa se respecte rapoartele diiitre diiiiensiiinile sectiuiii i transversale specificate in tabelul 4.2 pentrii a se evita supradimensionarea eleinentelor de constructie din conditia de stabi litate laterala.

4.7.2. Peiitru grinzile sciirte din leinn, actionate de iiic3rcari inari. in special de forte coiicentrate aplicate iii apropierea reazenielor, ,

se va face obligatoriu si verificarea la fori2 taietoare ci1 relatia (4.1 1).

4.7.3. Capacitatea de rezistenf8 a griiizilor incovoiate la lune- care in zona cea mai solicitata diii apropierea reazeinelor, in planul deteriniiiat de asa neutra, L,., in N, se stabileste ci1 relatia:

L , = R : , , . b - I . n t , / S . (4.15)

in care:

R I , , este rezistenta de calcul la forfecare paralela ci1 directia

fibrelor, stabilita cu relatia (2.1) in fiinctie de specia materialului leinnos, clasa de calitate a leinnului si conditiile de exploatare a elementelor de construcfie, in N / ~ ~ I I I ~ ;

h - Iafiinea sectirinii in planul in care se calculeaza efortul, in inin ;

I - niomentiil de iiiertie axial brut al sectiiiiiii in raport cu axa ceiltrala de inertie perpeiidicularii pe plaiiul de actiiiiie al solicitarilor, iii inniJ;

tu7 - coeficieiit de tratare a lemiiului cu valoarea specificate? in tabelul 4.1 :

5'- inonieiitiil static al zonei care lunec5 in raport ci1 asa neutr2, perpeiidiciilari pe planiil de actiiine a solicitiirilor, iii iiiin'.

4.7.4. La elementele incovoiate se verifica iii mod ubligatoriii si coiiditia de rigiditate (deformatie), cu relaiia:

.f ,,,a,. , l l l<, i 5 f ,,d,,l q (4.16)

in care: .f;iia., este deforinatia illasiin2 finala diii iiicovoiere, stabilita

ci1 relatia (3.5); .fl,,,,,, - deforinatia inaxiini adinisa, cu valorile diii tabelul 3.1.

4.8. Bare solicitate la incovoiere oblicii

4.8.1. Barele simple di11 leinn niasiv solicitate la incovoiere oblica se verifica cu relafia:

M ; M:, +-1- ~ 1 ~ 0 , (4.1 7)

M ;: M ,!' in care:

M"j si M',; suiit compoiientele momentuliii incovoietor

efectiv (de calcul), corespiinzatoare axelor centrale principale de inertie ale eleineiitiilui, u-x, respectiv y-y (fig. 4.4), stabilite in fiiiictie de sclieinele de incartare si descliiderea de calcul a elemeiitulu i , in Ninni;

M,' si M,! - capacitatile de rezistenta ale barei la iiicovoiere static8 pe direcfia celor doli3 axe centrale principale de inertie, x-x si respectiv .y-y, stabilite cii relatia (4.12). in N inni.

Page 36: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

\4

Fig. 4.4. Bara solicitata la incovoiere oblica

La deterininarea momentelor incovoietoare efective, deschide- rile de calcul ale eleinentelor se vor stabili conforin indicatiilor diii paragrafi1 l 3.3.

I Comentariul C. 4.8.1

4.8.2. Deforinatia maxima finala la elemeiitele solicitate la incovoiere oblicii se calciileaza prin insuinarea vectoriali a deforinatiilor inaxinie de pe cele doua direclii principale, cii relatia:

in care:

f" iiiau. ~ I I I U I s i f ' inas. / i l l t ~ l se stabilesc cu relaiia (3.5) iii fi~iictie de D

sclieina de incartare si descliiderea de calcul a elemen- tului, conditiile de exploatare, deforinatia iinbinarilor si de contrasageata iniiial8 a elementului;

,f;,,,,,, - sageata inaxiina admisibila, cu valorile din tabelul 3.1.

4.9. Bare solicitate la intindere si incovoiere (intindere excentrics)

Barele siinple diil lemii iiiasiv solicitate la iiitiiidere excentric; se verifica ci1 relatia:

TV, M C,,

f-+- < ! , O , T,. M, .

in care: T,, este incarcarea axiali de calc~il in bari, iii N: T,. - capacitatea de rezistentl a barei la iiitiiidere centrici.

stabilita ci1 relatia (4.2), in N: M,, - moinentiil incovoietor de calcol, stabilit in raport cu axa

centrala de iiiertie perpendicolari pe directia de actiiiiie a focei, in Nmin;

M,. - capacitatea de rezistenta a barei la incovoiere in raport cu aceeasi axa, stabilita CLI relatia (4.14). in Ninin.

Bara se va verifica in zonele cele inai solicitate, peiitrii M,, inaxiin si W,, corespunzator; respectiv peiitru W,., ininiin si Ad corespiinzator.

La determinarea inoinentului incovoietor A4,,, descliiderea de calcul a elemeiitului se va stabili conform indicatiilor di11 paragrafiil 3.3.

Aria neta a sectiiiiiii de calcul, stabilità cu relatia (4.3), precuin si dimensiiinile secriunii transversale vor iiideplini conditiile din paragrafi1 l 3.2.9.

I Comentariul C. 4.9.1

Page 37: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

4.10. Bare solicitate la compresiune si incovoiere (compresiune excentrici)

4.10.1. Barele simple diii lemn inasiv solicitate la coiiipresiiiiie exceiitrici se verifica iii raport cu axa perpeiidiculara pe directia fortelor ce produc iiicovoierea (x-x, in fig. 4.5). ci1 relatia:

C(,, M',; -- +- Sl,O,

C,. M, . i i i care:

C',., este efortiil axial de calciil in bai-2, in N; (',. - capacitatea de rezistenti a barei la compresiiine, stabilita cii

relatia (4.4). in N;

M',; - inomeiitiil iiicovoietor inaxiin fiiial stabilit in raport ci1

axa centrali principali de inertie, perpendiciilara pe directia de actiiine a fortei, iii Ninin, calculat coiiforin indicatiilor dili paragrafi11 4.10.2.:

MI. - capacitatea de rezistentà a barei la incovoiere in raport cu - aceeasi axi, stabilita cii relatia (4.12), in Ninin.

Fig. 4.5. Bara solicitata la compresiune excentrica

4.10.2. Momentul incovoietor efectiv final se calculeaza tinind cont si de inoinentiil incovoietor secuiidar (inoiiient de orditi inferior) prodiis de forta axiala de coinpresiiine care actioneazà escentric fata de axa barei. ci1 relatia:

i i i care: M,,, este inorneritiil incovoietor inaxiin de calciil, stabi,lit in

raport cu axa principal2 de inertie perpeiidiciilar~ pe directia de actiiiiie a foqei, in Ninin; la deterininarea valorii inoinentiiliii incovoietor M,.,. deschiderea de calcul a eleinentiiliii se va stabili conforni iiidicatii lor din paragra- fill 3.3;

C,/ - efort axial de calci11 in bari, in N; C,: - efort axial de compresiune pe directia de aplicare a

inoineiitului, in N, stabilit cu relatia:

C',: = n ' - E,,05 . i n , , , : i n , . I I / ; , (4.22)

linde: este inodiilul de elasticitate caracteristic, cii valorile din

tabelul 2.4, in fiinctie de specia de inaterial leinnos iitil izata, iii ~ i n i m ' ;

~ 7 7 , , 1 ; - coeficieiit al conditiilor de lucru, cu valorile date i n tabelul 2.5. i11 Rinctie de esenta si de clasa de exploatare a elemeiitiilui de coiistructie diii lemii care se proiecteazi:

riti - coeficient de tratare a lemnului ci1 valorile specificate in tabelul 4.1;

I - inonientiil de iiiertie axial in raport cu axa perpeiidiculara pe directia de aplicare a fortelor ce prodiic incovoierea. iii m in4:

Z, - liingiinea de flambaj a barei, stabilita conforin iiidicatiilor din paragrafi1 l 3.5. in min.

Page 38: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

4.10.3. in cazul valorilor mici ale lui M'; cind M': / W ,,,.,,,

4.10.4. Capacitatea de rezistenta a barei in plan iioriiial pe planul iiicovoierii se stabileste cu relatia (4.4).

reprezinta mai putin decit 10 % din C,, i A,,.,,, . verificarea se face

numai la coinpresiune ci1 flainbaj, neglijindii-se infliienta inoinentuliii incovoietor.

4.10.5. Verificarea la lunecare a elementelor solicitate la compresi~ine ci1 incovoiere se face cu relaf ia:

Cap. 5. CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECTIUNE COMPUSA

I L,. L,, (4.23)

in care: L,. este capacitatea de rezistenta a barei la lunecare, stabilità cu

relatia (4.15), in N;

L:, - forta taietoare de calcul, in N, stabilita in zona cea mai

solicitata a eleinentului, in functie de scheina de incartare a acestuia si de momentul incovoietor efectiv final, stabilit cu relatia (4.2 1 ).

4.10.6. Prin util izarea, in relatia 4.23, a fortei taietoare finale,

L,!, , stabilita in functie de M ; se introduce iii calcul efectul de

ordinul 2, prin care se majoreaza forta taietoare de calciil datorita influentei reciproce a compresiunii si a incovoierii.

5.1. Definirea barelor compuse si principii de calcul

5.1.1. Barele cu sectiune compusa sunt alcatuite din doua sail inai multe elemente (sciinduri, dulapi, rigle, grinzi), suprapuse sau alaturate si solidarizate intre ele prin diferite procedee de imbinare.

5.1.2. La calciilul barelor din lemn ci1 sectiune coinpusa se tine seama de reducerea rigiditatii acestora fata de rigiditatea barelor cu sectiune simpla. datoriti rnodului de comportare a tuturor elementelor de imbinare folosite pentru solidarizare (ci1 exceptia cleiului) si anume de a se deforma in timp sub actiunea solicitarilor de lunga durata la care sunt supiise.

5.1.3. La stabilirea capacitatii de rezistentà a barelor compuse, supuse la di ferite solicitari, se introduce in calcul coeficientul de repartitie a incarcarilor n l ~ , care tine seama de posibilitatea de repartitie neuniforma a incarcarilor in elementele coinpoiiente ale sec(iii~ii i coinpiise.

Pentru sectiuni compuse alcatiiite din maximum trei elemeiite si la care imbinarile asigura conlucrarea elementelor componente, valorile coeficientului de repartitie sunt:

- m, = 0,90 pentru solicitàrile de incovoiere. forfecare longitudinalil, coinpresiune si intindere in lungul fibrelor;

- m , = 1 ,O0 pentru alte caracteristici.

Page 39: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

5 2 . Bare compuse solicitate la intindere axial5

5.2.1. Capacitatea de rezistenta pentru fiecare eleinent coiiipo- neiit. i. la intindere axiala se stabileste cu relatia:

T,. , = Rj . / l ,,,,,, . M 1 / .m,<. ( 5 . 1 ) I in care:

T,.,, este capacitatea de rezistenti a eleineiitiilui i. in N:

R,' - rezistenta de calcul a leinnului masiv la intiiidere axiala. stabilita coiiforin relatiei (2.1) in fiiiic!ie de specia de materia1 lemiios, clasa de calitatea a leiiiii~ilui $i coiidi!iile de exploatare a eleinentelor de construc!ie, in ~i inin ' :

4 , , , , , , - aria neti a sec~iunii de calcul pentru bara i. stabilita conforin paragrafiilui 4.2.2., in min2:

n? , - coeficientul de tratare a lemnuloi cu valoarea specificata in tabelul 4.1;

m,, - coeficieiitul de repartitie a incarcZirilor, cli valoarea 0.90. conforin indicatiilor din paragraful 5.1.3.

5.2.2. Capacitatea de rezistentli a barei coiilpiise solicitata la intindere axiala se stabileste prin insumarea capacititilor de rezistent8 ale elementelor componente stabilite cu relatia (5. l ) , in ipoteza in care toate elementele componente au acelasi modul de elasticitate E"):

Il

T,. = CT,. , . (5.2)

5.2.3. Pentru verificarea fiecarui elemeiit al barelor complise intinse, forta efectiva de intiiidere T,,,, se stabi leste priii repartizarea foqei totale ~ ~ , ~ ' ~ r o ~ o r ~ i o n a l cu sectiunea bruta a barelor:

5.3. Bare compuse solicitate la compresiune axialii

5.3.1. Alcatuirea barelor compuse comprimate

Barele compuse solicitate la compresiune axialii se pot realiza sub forma de:

- bare pachet. la care toate elementele sunt actionate la extremititi (fig. 5.1, a);

- bare ci1 fururi continue (fig. 5.1, b) si bare cu eclise continue (fig. 5.1, C) , la care numai elementele principale sunt actioiiate la extremitati; fururile si eclisele continue constituie elemente secundare care miiresc rigiditatea barei;

- bare cu fururi scurte (fig. 5.1, d), la care elementele principale sunt arnplasate distantat si asamblate intre ele cu fururi scurte si izolate.

5.3.2. Calculul barelor compuse comprimate

5.3.2.1. Bare pache f

a) Capacitatea de rezistenta a barelor pachet in raport cu axa x-x normala pe rostiiri, C,.,, in N (v. fig. 5.1, a), se stabileste cu relatia:

C,, = R:Il . A ' U , , , .(P':, . f l l , . . ( 5 -4) in care:

R:ll este rezistenta de calcul a lemnului masiv la compresiune

axiala, parale1 cu fibrele, stabilita conform relatiei (2. l ) , in functie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ l r n m ~ ; - aria sectiunii de calcul a tuturor elementelor componen-

te ale barei; se recomanda ca aria slabirilor sa fie maxim 25 % din aria bruta a barei;

q, - coeficientul de flambaj, calculat conform indicafiilor din paragraful4.3.3, in raport cu axa x-x;

mr- coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate in tabelul 4.1 .

Page 40: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

I ' i i ì

b) Capacitatea de rezistentii a barelor pachet in raport CLI axa -v-y, paralela cu rostiirile, C,.,,, in N (v. fig. 5.1, o), se stabileste ci] relatia:

C , . = R:;, A,,,'.,,, .<p,:, . r n , ,

in care:

R:',, , A,,,iL.,,l si au acelea~i semnificatii ca in relatia (5.1);

q':,; este coeficientul . de flambaj, calculat conform indicati ilor din paragraful 4.3.3. in raport cu axa v-.v. iii functie de

coeficientul de zveltete transformat al barei h",' . care se

stabileste ci1 relatia:

p este coeficientul de majorare a zveltetii barei compuse, care se stabileste cu relatia:

in care: k este coeficientul de calcul. cu valorile din tabelul 5.1 ; b - dimensiiiiiea sec~iiiiiii transversale a barei parale12 cu

rosturile, in inin; h - diinensiunea sectiunii in sens perpendic~ilar pe rostiiri. in

mm; r - numarul de rosturi de-a lungul carora eleinentele de

im binare deformindu-se pot permite lunecarea reciproca a elemeiitelor componente ale barei;

,l/ - lungiinea de flambaj a barei, in mm; n, - numarul efectiv de sectiuni de forfecare, distribuite pe 1.00

m lungime de bara.

Fig. 5.1. Tipuri de bare solicitate la compresiune

Page 41: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Tabelul5.1. Valorile coeficientului k

C) Dispozitii constructive Tijele cilindrice se dispun in rinduri transversale, respectaiid

distantele prevazute in capitolul 6. . Distanta maxim8 intre doua rinduri traiisversale de tije nii

trebuie sa depaseascà de 6 ori grosimea element~ilui ce1 mai subtire din pachet; se dispun minim douà giruri de cuie in sectiune transver- sala (fig. 5.2).

I : 1 i?

V \J \j 1; ;,j' S E ~ ~ W J E A 1-1

Luiigimea de incastrare a cuielor va fi de minim 3a/4, in care cr este grosimea celei mai siibtiri piese din pachet.

Observafie: deste diametrul tijei, in mm.

I; à 3a/4

dacd b s3a mini- &uti 3iruri de cuie.

5.3.2.2. Bare cu fururi lungi $i bare cu eclise continue

a) Capacitatea de rezistentà a barelor cu fururi lungi (v. fig. 5.1. b) si a barelor cu eclise continue (v. fig. 5.1, C), in raport ci1 axa x-x normala pe rosturi se stabileste cu relatia (5.4), in care A,,,,I,,,ll = A, (aria elementelor principale), gi se determina cu relaria (4.5). in care:

i, h =- .I . 7 ( 5 . 8 )

.r

in care:

I,, este momentul de inertie al elementelor principale in raport cu centrul de greutate al sectiunii, dupa axa x-x, in inmJ;

I,, - momentul de ineqie al elementelor secundare, in raport cu centrul de greutate al sectiunii dupà axa x-x, in mm4.

b) Capacitatea de rezistenta a barelor cu fururi lungi (v. fig. 5.1, b) si a barelor cu eclise continue (v. fig. 5.1, C), in raport ci1 axa -v-y, paralela cu rosturile se stabilegte cu relatia (5.5), in care A,,llc,,l = A, (aria elementelor principale) si q,:, se determina cu relatia (4.5). in care:

h';, = p. h , (5.1 O)

p - coeficient de majorare a zvelteiii barei compuse conforin relaiiei (5.7)

i, h =- i,.

Fig. 5.2. ~olidarizarea barelor compuse tip pachet, cu cuie

Page 42: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in care: I,,, este inoinentul de ineqie al elementelor principale. i11 raport

cu centri11 de greutate al sectiuiiii, dupa axa y-y, in inin'; I,, - momeiitul de itiertie al elementelor secuiidare. in raport cu

3 centrul de greotate al sectiuiiii, dopa axa y-y. iii min .

5.3.2.3. Buve cu fururi scurfe

a) Capacitatea de rezistenta a barelor cu furori scurte (v. fig. 5.1. d), in raport ci1 axa x--x normala pe rosturi se stabileste ci1 relatia (5.4), in care A,,L,i,,,,l = A,, iar q,,., se determina ci1 relatia (4.5) iii care:

1 , h . =-, ' i.,

111 care: i, se deteriniiiifi conform relatiei (5.9).

b) Capacitatea de rezistenta a barelor cu fiiruri scui-te (v. fig. 5.1. 4. in raport ci1 axa y-y paraleli cu rostiirile se stabileste coiiform paragrafuliii 5.3.2.1, b), cu precizarea ca A,,,l,,,l = A,,. iar v,, se

determina in fiinciie de coeficientul de zveltete echivalent h", , care se

calculeazil cu relatia: r

in care: O

p este coeficient de majorare a zveltetei barei compuse. care se stabileste cu relafia (5.7);

h , - coeficientul de zveltete al barei i11 raport cu axa y-y,

conform relatiei (5.1 1).

n - iiuin5rul de elemente principale componente; h , - coeficieiitul de zveltcte al uiiiii elemeiit izolat. dat de

relalia:

I , - diseanta iiitre doua fururi scurte; i l - raza de giratie, in raport cu axay-y, a i inui element izolat.

Observ@ie: h cazul in care sectiunea coinpusa realizata cu fiiriiri scurte are un nuinar redus de legituri sau daci legaturile ai1 o Iiiiigime redusa, se va determina atiit coeficientul de zveltete h, , ciit si coeficientiil de zveltete h, (~ietiniind seaina de legaturi si acceptind ipoteza ca tiecare element lucreaza independent, 1, = I,).

5.4. Bare compuse solicitate la compresiune si incovoiere (compresiune excentricii)

5.4.1. Barele compuse realizate din elemente diii lenin inasiv, solicitate la cornpresiune cu incovoiere in raport cu axa -v--y. se verifica:

a) La conditia de rezistentà In planul de actiune al nioineiitiilui incovoietor, cu relatia:

in care: C,/ este incarcarea axiala de calcul in bara, in N; C,. - capacitatea de rezistenta a barei la compresiune, stabilita cu

relafia (4.4), in N, in care = A, (aria eleinentelor principale);

Page 43: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

M',; - momentul incovoietor maxim final. stabilit in raport cu

axa y-y perpendiculara pe directia de actiune a fortelor, in Nmm, calculat conform indicatiilor din paragraful 4.10.2;

M : - capacitatea de rezistenta corectata a barei la incovoiere. in raport cu axay-y, in Nmm. stabilita cu relatia:

M,: = k , .Rf -WL,,, .m,., (5.1 6) in care:

k,. este coeficientul de reducere a moduliilui de rezistentii, ce tine seama de deforniatiile inibiiiarilor, cu valori le:

k,. = 0,90 pentru barele cu un rost de lunecare; k, = 0,80 pentru barele cu doua sau mai multe rosturi

de lunecare; Rf - rezistenta de calcul a lemnului masiv la incovoiere statica,

stabilita cu relatia (2.1) in functie de specia de materia1 lemnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ / m m ' ;

W J' cult r r l - modulul de rezistenta in raport cu axa y-y, pentru

sectiunea cea mai solicitata a elementului compus, iii mm3; ml. - coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate in

tabelul 4.1.

b) La lunecare de-a lungul unui rost, forra de lunecare totalii, L, in N, de la extremitatea barei pinil la sectiunea de moment maxim, stabilindu-se cu relatia:

S - A ; L,. =- 2 L,.,

I in care:

S este oinomentul static al sectiiinii in raport cu axa neutra, perpendiculara pe planul de actiune al solicitiirilor, in mm3;

I - momentul de ineflie brut al sectiunii iii raport cu axa principalil de inecie perpendiculara pe planiil de actiune al solicitarilor, in mm4;

A,' - suprafata diagramei focei teietoare de la reazemol barei si pina la tnijlocul deschiderii. stabilita pe baza fortei taiietoare finale, determinate conform indicati i lor de la paragraful 4.1 0.3;

L,., - capacitatea de rezistenta a elementelor de iinbiiiare dispiise pe juinatate din lungiinea eleinentiilui, in N, calculatà cii relalia:

L,., . n - L L/ ' (5.18) in care:

este factorul de distributie al foflei de lunecare la inijloacele de imbinare, egal cu 1 1 1,5 daca mijloacele de iinbiiiare se distribuie uniform pe lungiinea grinzii si egal cu 1 ,O dac8 distri butia elementelor de iin binare se face iinp8rtind suprafata diagramei de forta taietoare in parti egale si dispunind cite un element de iinbinare la extreinitatea dinspre reazem a fiecarei fracti uni de suprafata;

n - numiirul de elemente de imbinare dispuse pe jumatate din lungimea elementului;

L , - capacitatea de rezistentii a iinui element de imbinare conform capitolului 6, in N.

C) La conditia de stabilitate a barei in raport cu axa x-x (flambaj in afara planului de incovoiere), capacitatea de rezistenta a barei coinpuse in raport cu aceasta axa se stabileste cu relatia (5.4), cu observatia C& Ac~,l,,il = Ari (aria barelor principale), iar coeficientul de flambaj q,, se va determina in functie de coeficientiil de zveltete h,, calculat cu relatiile (5.8) pentru bare cu fururi lungi si pentru bare cii eclise continue si (5.10) pentru bare cu fururi scurte.

5.4.2. Barele compuse solicitate la compresiune si incovoiere in raport cu axa x-x se verifica:

a) La conditia de rezistentà in planul de actiune al momentului incovoietor, cu relatia:

Page 44: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

PII care: C;., este incarcarea axialii de calcul in baril, i11 N; C,, - capacitatea de rezistenta a barei la compresiline. stabiliti

cu relatia (4.4). in N, luand = A, (aria elemeiitelor principale) si coeficientul de flambaj <p,, calculat cu coefi- cientul de zveltefe h,. stabilit cu relatia (5.9);

M,!, , - momeiitul incovoietor inaxim final, stabilit in raport cu

axa x-x, perpendicular5 pe directia de actiune a fortei de incovoiere si pe directia rosturilor. in Nmm, calculat conform indicatiilor din paragraful 4.10.2;

M,, - capacitatea de rezistentii a barei la incovoiere in raport cu axa x-.x, stabiliti cu rela~ia ('4.12), in Nmm.

h) La conditia de stabilitate in raport cu axa y-y, conform paragrafelor 5.3.2.1, b, pentru bare pachet. 5.3.2.2, b, pentru bare cu fururi lungi si pentru bare cu eclise continue si 5.3.2.3, b, peiitru bare cu fiiruri scurte.

5.5. Bare compuse solicitate la incovoiere

5.5.1. Alciituirea barelor compuse incovoiate

Grinzile compuse solicitate la incovoiere se pot realiza din doui sau mai multe piese din lemn suprapuse, imbinate longitiidinal cu niijloace de imbinare ce pot prelua eficieiit fortele de lunecare dintre piesele imbinate, astfel ca grinda sii se comporte cat mai aproape de o grindi cu sectiune unitari.

in mod obisnuit se folosesc ca elemente de imbinare: pene elastice (fig. 5.3), pene de lemn prismatice cu fibrele amplasate

longitudinal (fig. 4.2, h) sau transversal (fig. 4.2. e) fata de fibrele elementului, pene inelare netede sau dintate realizate din otel (fig. 5.3, b), buloane etc.

I

I I l I 1 1

7 T 7 1 -

a b Fig. 5.3. Elemente compuse incovoiate solidarizate cu pene elastice

(a) si cu pene inetalice inelare (b)

5.5.2. Calculul grinzilor compuse solicitate la incovoiere

5.5.2.1. Capacitatea de rezistenti a griiizilor compuse solicitate la incovoiere, M , in Nmm, tinind cont de deforinabilitatea imbinari- lor, se stabileste cu relatia:

M r = R: W( ,,,, , m,. , in care:

XF este rezistenta de calcul a leiniiului masiv la incovoiere l statici, stabilita cu relatia (2.1 .) in fiinctie de specia de I materia1 lemnos. clasa de calitate a lemnului si coiiditiile I

de exploatare a elementelor de construc~ie, in ~ l r n m ? ; WC>,,,, - modulul de rezistenti corectat pentro sectiunea cea

mai solicitata a grinzii, in mm', stabilit ci1 relatia:

W,,,,, = k W W,?'!, ;

Page 45: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

k,, - coeficient de reducere ce tine seama de deformabilitatea imbiiiarilor si care are valorile: k,. = 0,8, respectiv 0,9 pentru grinzi din douà, respectiv trei elemente dispuse far8 interspatiu intre ele; k,. = 0,8, respectiv 0,6 pentru grinzi din do~ia, respectiv trei elemente dispuse cu interspati~i intre ele;

W,,,, - modulul de rezistent8 al secti~inii nete a barei, consideratà ca o grindii uiiitar2, iinbinarile fiind considerate indefor- inabile;

/n7. - coeficient de tratare a lemii~il~ii cu valorile specificate in tabelul 4.1.

5.5.2.2. Verificarea rigiditàtii (sàgetii) la grinzile coiiipiise incovoiate se face cu relatia (4.14), cu observatia ca la deteriiiinarea deformatiei maxiine finale se ia in calcul moinentul de inertie corectat, stabilit cu relatia:

= k l * Ih,.,,, 7 (5.22)

in care: k, este coeficientul de reducere al moinent~ilui de inertie care

tine cont de deformabilitatea iinbiiiiirilor, avind valoarea 0,7;

Ihrir/ - inomentul de inelie al sectiunii brute in raport cci axa neutra. considerind intreaga sectiune a barei.

5.5.2.3. Verificarea la fortà taietoare, luind in considerare foca de lunecare la care trebuie s8 reziste fiecare element de iinbiiiare se face cu relatia:

L, 5 L,., , (5.23) in care: D

L, este foca de lunecare totalil pe jumatate din lungimea grinzii, in N, calculatil cu relatia:

S. A,. L, =-,

I

S - rnoment~il static al jumàtiltii de sectiiine in raport cu axa ne~itri, perpendicularà pe plan~il de actiune al solicitàrilor.

3 in mm : I - inomentul de inecie brut al sectiunii in raport cu axa centrali

principala de inertie perpendiciilara pe planul de actiune al solicitàrilor. iii mm4;

A,. - suprafata diapramei de foca taietoare de la extreniitatea barei si pinà la mijlocul acesteia, in Nmin; in caz~il grinzilor actionate de sarcini mobile, reprezinta infasiir-2- toarea focelor taietoare maxime pe o jumatate de grind8;

L,., - capacitatea de rezistenta la lunecare a mijloacelor de imbinare, distribuite pe jumatate din lungimea grinzii, stabilita cu relatia (5.18).

Cap. 6. CALCULUL $1 EXECUTIA ~MBINARILOR ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE DIN LEMN

imbiiiarile elemeiitelor din leinii masiv apar necesare datorita sortimentiilui liinitat atit ca lungime, ciit si ca sectiune, care nu corespund intotdeauna CLI deschiderile necesare si cu solicitarile diii elementele de constructie.

La constructiile din lemn, iinbinàrile se folosesc pentru: - realizarea unor sectiuni compuse, cind sortimentul existeiit

este insuficient pentru preluarea solicitilrilor (v. fig. 5.1 si 5.3); - imbinarea in lung a pieselor din lemn - iinbinari de

prelungire (fig. 6.1. a si b); - imbinari intre piese la noduri sau la intersectii, executate

atunci cind doua sau mai multe piese fac un unghi q intre ele (fig. 6.1, C si 4.

Page 46: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Fig.

a - de prelungire la piese tensionate; b - de prelungire la piese comprimate; C - imbinare pop-contrafisa; d - imbinarea montantului $i a diagonalei la o grinda cu zabrele; 1 - buloane; 2 - scoabe; 3 - dorn; 4 - cuie.

6.1. Clasificarea imbinairilor

6.1.1. Dup5 modul de executie, imbinàrile pot fi demontabile sau nedemontabile, executate pe santier sau in ateliere specializate, pe baza unor tehnologii moderne.

6.1.2. Dupii rolul pe care il au, imbinàrile pot fi: - de solidarizare. care se prevàd in vederea asiguriirii

stabilitàtii relative a eleinentelor, transmit eforturi de care, in genera], nu se tine seama 711 calcul si care se executi pe criterii constructive, de exemplu solidarizarea cu scoabe, dornuri sau buloane la imbiiiarea de preluiigire a barelor comprimate din figura 6.1, b, sau solidarizarea cu scoabe la imbinarea din figura 6.1, C;

- de rezistenta, dimensionate pe bazà de calcul la eforturile pe care le transmit.

6.1.3. Din punctul de vedere al deformatiilor initiale si in timp case se produc in imbinare, pot fi:

- imbinàri prin pàsuire, la care efortul se transmite direct, farà piese de legiturà, elementul principal al imbinàrii fiind suprafata de contact; la aceste tipuri de imbinàri deformariile iniriale sunt mari datorità asezirii pieselor in imbinare, iar in timp deformariile cresc foarte purin;

- imbinàri nepàsuite (cuie, buloane, plàcute elastice) la care deformariile sunt foarte mici in prima etapà si cresc mult in tiinp.

6.1.4. in functie de mijloacele de imbinare utilizate gi de natura solicitiirilor la care sunt supuse, pot fi:

- imbinàri prin chertare, solicitate la strivire si forfecare (v. paragrafu l 6.3);

- imbinari cu pene prismatice si pene inelare netede, cu dinti sau cu gheare, solicitate la strivire si forfecare (v. para- graful 6.4);

- imbiniri cu tije cilindrice si cu pene lamelare, flexibile, solicitate in principal la incovoiere, iar elementele imbinate solicitate la strivire (v. paragraful 6.5);

- imbiniiri cu cuie si suruburi pentru lemn, solicitate la smulgere (v. paragraful 6.6);

Page 47: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

- imbiniri cu asamblaje mecanice care preiau diferite solicitiri - juguri, tiranti, elernente de reazem, piese pentru articulatii etc. (v. paragrafi11 6.7);

- imbiniri incleiate, care lucreazi in principal la forfecare (v. paragrafi1 l 6.8).

6.2. Conditiile pe care trebuie s i le indeplineasc5 im biniirile

Pentru a satisface exigentele de performanti impuse, imbinarile trebuie si3 indeplineasca urmàtoarele conditii:

- prin mijloacele de imbinare utilizate. trebuie s i se asigure o repartizare uniformi a eforturilor in elementele coinponeiite ale barelor compuse; suprasolicitarea unor elemente apare datoriti inexactititilor de executie a iinbinirilor si a prezentei unor deforinatii initiale inegale;

- s i se realizeze, pe ciit posibil, fractionarea elementelor de transmitere a efortiirilor (tije cilindrice sau lamelare, pene prismatice sau inelare etc.), asigurindu-se astfel iin nuinir mai mare de sectiuni de lucru si prin urinare o rezistenti si o siguranti sporiti a imbinirilor cliiar in cazul prezentei iinor defecte (noduri, cripaturi medulare etc.);

- imbinirile trebuie astfel realizate inciit sa se evite efecte- le defavorabile ale contractiei si iimflirii si s i iiu faciliteze aparitia fenomenului de biodegradare (prin stagnarea apei sau impiedicarea aerisirii imbinirii);

- tipul de imbinare ales trebuie sa se potriveascà cu mate- rialul lemnos folosit si cu solicitirile din piese, de exemplu: imbinirile incleiate nu se pot utiliza deciit la lemn ecarisat sub formi de sciinduri sau dulapi, aviind umiditatea de echilibru maxim 18%; imbinirile prin chertare transmit numai eforturi de compresiune la piese din lemn rotund sau din lemn ecarisat de tip grinzi sau rigle; imbinirile ci1 inele necesiti materia1 ecarisat de calitate superioari; n u se pot realiza constructii exterioare

imbinate cu cuie, cliiar in cazul protejirii acestora, intrucit ruginesc di11 caiiza uinidititii relative mari a aerului exterior;

- imbingrile trebuie astfel realizate inciìt s i nu reduci sensibil capacitatea de rezistenti a pieselor imbinate; slibirea sectiunii trebuie s i fie miniina;

- imbinirile trebuie astfel concepute incit s i fie usor de executat si intretinut; se recomandi ca la realizarea construc- tiilor din leinn s i se aleagi tipuri de imbiniri ce se pot realiza industrializat si se pot asambla usor pe santier (de exemplu: iinbinari incleiate, imbiniri cu plicute multi-cuie, asambla.je metalice), sau care necesiti inanoperi mai putin calificati (de exemplu: iinbinari cu cuie sau buloane);

- imbinirile trebuie astfel concepute inciit s i se inentin8 axialitatea eforturilor in bare; exceiitricititile prezente la noduri miresc sectiunile barelor datoriti faptului c i acestea lucreazi la solicitiri coinpuse (intindere sau coinpresiune excentrici);

- la calculul iinbinirilor iiu se iau in considerare fortete de frecare favorabile pentru comportarea elementelor de construc- tie in iinbiiiiri, datorate legiturilor de stringere (buloane sau cuie), deoarece acestea sunt in genera1 de scurta durata;

- efectiil favorabil al fortelor de frecare se ia in considerare in conditiile previzute in paragrafi11 3.2.8.;

- datoriti inodului de lucru diferit al diverselor tipuri de iinbiniri (diferente mari de deformatii initiale si in timp) nu este permisi pentru transiniterea aceluiasi efort folosirea iinbinirilor de diferite tipuri: se permite transiniterea eforturilor prin diferite mijloace de iinbinare, dar integra1 si succesiv.

I Comentariul C. 6.2.1

Page 48: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.3. imbiniiri prin ehertare

6.3.1. Elemente generale

6.3.1.1. iinbinirile prin cliertare asiguri traiisinitei-ea eforti.irilor de la o piesi la alta, direct pe suprafata de contact corespunz5tor pasuita.

6.3.1.2. in~binarile prin chnrare se caracteiizeaz5 priii deforinatii mari in prima fazi a solicitirii, paria la realizarea i ~ i i ~ ~ i

contact direct intre siiprafetele care transinit efortul $i deformati i inai inici in faza a doua a solicitai.ii, dupi realizarea contactului dintre piese.

6.3.1.3. Piesele unci iinbinàri prin chertare se fixeazi intre ele prin buloane, scoabe sau tiranti, care au roliil de a mentine contactiil intre suprafetele care transniit efortul si de a iinpiedica deplasirile relative iiitre piese. in calculul de rezistenti al imbiiiirilor prin chertare n u se fine seaiila de eforturile pe care ar piitea eveiitual s i le preia elenientele de prindere, dar se tine seairia de slibirile de sectiune pe care acestea le produc.

6.3.2. imbiniiri prin chertare la piese amplasate in prelungire

6.3.2.1. La realizarea imbin8rilor de prelungire la piesele coinprimate se recoinaiidi respectarea datelor coiistri~ctive previzute in figura 6.2.

6.3.2.2. Nu se recomandi imbiniri prin cliertare nesimetrice deoarece produc momente in bare datoriti dezaxarii eforturilor.

6.3.2.3. Verificarea capacitatii de rezistent8 a iinbingrii este

satisfàcutii apriori intrlicat = R:,, .

6.3.2.3. Dacii imbinarea este supus3 si la inoinerit iiicovoietor, legaturile cu rbaiitiiri sati buloane se verifica la actiunea acelui moment.

d/2

a) eclise; b) buloane;

Fig. 6.2. iinbinari de prelungire prin chertare solidarizate

6.3.3. imbiniiri prin chertare la piese dispuse perpendicular

6.3.3.1. iinbiniirile transversale prin cliertare pentru solidarizare se utilizeazi la rezemarea grinzilor pe stilpi, a stilpilor sau popilor pe tiilpi, a subgrinzilor de la nodurile fermelor cu zibrele pe cosoroabe etc. La realizarea acestor imbiniri trebuie sii se respecte datele constructive prezentate in figura 6.3.

6.3.3.2. Peiitru asigurarea stabilititii la deplasiri laterale, imbinarea se rigidizeaz8 cu cepuri (fig. 6.3, a, c si e) sau scoabe (fig. 6.3, b sif). Pentru a se transmite efortul pe suprafata de contact, adincimea loca$ului va depisi cu 5 . . . 10 mm iniltiinea cepuliii.

Page 49: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.3.3.3. Transmiterea efortului pe suprafata de contact diiitre cele doui elemente se face prin strivire normali pe fibre la grindfi, talpi, subgrindi, cosoroaba si in lungul fibrelor la stilpi si popi. in cazul utilizirii imbinarilor cu cep, la calculul suprafetei de contact se va scade suprafata cepului.

6.3.3.4. in cazul iitilizirii lemnului rotund, rezemarea griiizii pe stilp se realizeazi prin chertarea cu tesitura a grinzii (v . fig. 6.3, C); nu se recomandi cliertarea fàra tesirea grinzii (v. fig. 6.3, a').

6.3.3.5. Capacitatea de rezistenta a iinbinarilor la piese ainpla- sate perpendic~ilar se stabileste cu relatia:

Q,., = R:i . A , . .nI7- .m,., (6.1) in care:

R L este rezistenta de calcul a leinnului inasiv la coinpresiune (strivire) perpen'dicular pe fibre. stabilita coiiforrn relatiei (2.1) in fiinctie de specia de inaterial leinnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a eleinentelor de constructie, in ~ l rnm' ;

A,. - aria de contact dintre cele doua eleinente (aria reazemului), in mm', stabilita conform indicatiei din paragraful 6.3.3.3.;

mi. - coeficient de tratare a leinnului ci1 valorile specificate iii tabelul 4.1 ;

m, - coeficient de reazem, ci1 valoarea 1,60, daca sunt indeplinite conditiile constructive prevfizute i11 figura 6.3.

Fig. 6.3. Tipuri de bare compuse solicitate la compresiune perpendiculari pe fibre:

I - grinda; 6 - saboti; 1 I - cosoroaba; 2 - stilp; 7 - cutie inetalica; 12 - bulon; 3 - cep; 8 - talpi superioara ferma; 13 - cuie. 4 - scoabe; 9 - talpa inferioara ferma; 5 - talpa; 10 - subgrindi?;

Page 50: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

63.3.6. La rezemarea popilor pe talpi, dac2 Q,.; < Q,, , pentru a nii mari diineiisiuiiile eleinentiilui vertical, talpa se poate realiza diii leinn de foioase (fag, stejar, salcain), sau se poate inari aria de contact prin dispuiierea iinor saboti (fig. 6.3, g) sau a iinor cutii inetalice (fig. 6.3, h). in cazul iitilizirii sabotilor, acestia se fixeazi impotriva deplasarii laterale prin buloane dispuse in giuri ovalizate, astfel incàt transmiterea efortuliii s i se faca pe suprafetele de strivire si nii priii buloane.

Fig. 6.4. Posibiliteti de tesire a pragiirilor siinple (a si b) si diible (C si d)

6.3.4. imbiniir-i prin chertare la piese amplasate sub unghiul a

a. i11 fiirictie de iniriinea solicitirilor si de diniensiuiiile pieselor componente, iinbinerile cu chertare frontala se realizeaza cu iiniil sau dou i praguri.

b. Tesirea pragurilor se realizeazi: - perpendicular pe eleinentiil coinpriinat. la iingliiiiri

a < 30" (fig. 6.4, a si C); - la bisectoarea iinghiultii exterior dintre cele doiii piese, la

unghiuri a 2 30" (fig. 6.4, h si 4.

c. La imbinirile frontale cu prag siniplu se vor avea in vedere urmitoarele date constructive (fig. 6.5. a):

iniltiineri pragi~lui (adài~ciinea cliertirii) h, trebuie s i fie iniiiiin 2 cm la grinzi ecarisate. respectiv 3 cm la cele rotunde (ji

maxim h13 la nodurile de reazem ale grinzilor cii zabrele, respectik h14 la nodurile intermediare ale griiizilor cu ~ a b r e l e sali la elementele cu o grosime inai mici de 8 cm;

* lungimea pragiilui I,, trebuie sa fie: l,, 2 10 h, ; l,, 2 2h; l,, 2 20 cm;

u pentru calculul imbinirii la forfecare, lungiiiiea pragului se ia: I , 5 1 Oh,: 1, I 2h;

* buloanele de solidarizare se amplaseazi perpendicular pe talpa superioari, la valori ale iinghiului a < 30°, si perpen- dicular pe tesitiira, la valori a r 30" si se pozitioneazi la inijlocul tesiturii;

subgrinda va fi astfel alciitiiita incat buloanele s i treaci siinetric fata de tesitiira ei;

in cazul in care din calcul rezulti diainetre mai mici, buloanele se vor lua ci1 diametriil ininiin 1/25 diil lungiinea lor si ce1 putin 12 inin.

d. imbiniirile prin chertare ortogonal8 cu prag dublu se folosesc in cazul in care efortiil din imbinare 1111 poate fi preluat de uii siiigiir prag, adanciinea de chertare rezultati diii calcul depisiiid adhiicimea inaxima admisa (hl3, respectiv hl4). La o asemenea iinbiiiare se

Page 51: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

impuiie conditia ca cele doui pragiiri s i lucreze concomitent. ceea ce se poate obtine nuinai printr-o executie extrem de ingri.jita.

La proiectarea iinbinirilor frontale cti prag dublu se vor avea in vedere iirm5toarele date constructive (fig. 6.5, h):

iniltiinea priiniilui prag (adànciinea cliertirii) h, ,, trebuie s i fie iiiiniin 2 cm la grinzile ecarisate, respectiv 3 cin la cele rotiinde:

iiiiltiinea celui de al doilea prag. h,?, trebuie sii fie ci1 ce1 piitin 2 cin mai mare decàt iniiltimea primului prag si s i fie limitata superior in raport ci1 inaltiinea grinzii cliertate la inaxiiii h13 la noduriie de reazetn ale grinzilor cu zabrele, respectiv 1114 la nodurile interinediare ale grinzilor c ~ i zibrele, sail la eleinentele ci1 o grosiine inai inici de 8 cm;

liingiinea pragurilor l,,, si l,,? trebuie s i tie 2 10 h, , ; I,,, 2 2h; l,,? r 10 h,,;

peiitru calculul iinbinirilor la forfecare, lungimea pragiirilor se ia: I / , I 10 h,,; I,, I 2h; In I 10 h,?;

la iinghiiiri de inclinare a _< 45'. este obligatorie montarea buloanelor de siguranti si a subgriiizilor: in acest caz se respecti aceleasi conditii ca la irnbinarea prin cliertare frontala CLI prag simplu;

avand iii vedere eforturile relativ mari care actioneaza in inibinare, se recoinanda ca ceiitrarea iiodului s i se faca dup5 axa neti a tàlpii inferioare.

Fig. 6.5. iinbin~ri prin cliertare frontala:

a - cu prag siniplu; b -- ci1 prag dublu;

1 - talpa superioara; 5 - cosoroaba: 2 - talpa inferioara; 6 - cuie; 3 - buloane de siguranp; 7 - foaie de carton bitiimat 4 - subgrinda;

e. La nodurile interinediare ale griiizilor cu zabrele se adniite c i transiniterea eforturilor din zabrelele comprimate s i se facii prin iiiterinediul iinui calcai (fig. 6.6).

ibi Fig. 6.6. iinbinare cu cBlcii la nodul interinediar al unei grinzi cu zabrele

Page 52: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.3.4.7. C'~rlczrlt(1 in~binnrilor prin cherture,frontcrlii

a. Capacitatea de rezistenfi la strivire sub unghi~il a a unei imbinari prin cliertare frontali cu prag siinplu se stabileste cu relatia:

C,. .Q,. N,., = (6.2)

C,. . s i n 2 a + Q , . . c o s ' a l in care:

C,. este capacitatea de rezistenti a zonei coinpriinate (strivite), parale1 cu directia fibrelor: in N, stabiliti c ~ i relatia:

C,. = R c ~ , l . A , , I I . n ~ , . ; (6.3)

Q,. - capacitatea de' rezistenti a zonei coinprimate (strivite) perpendicular pe directia fibrelor, in N, stabilita cu relatia:

Q,. = R> .A,, .m , . .m,.;

a - ungliiul pe care il face pragul c ~ i directia fibrelor element~ilui care se striveste;

X,',I si R:, - rezistentele de calcul aie lemnului niasiv la

compresiune paraleli cu directia fibrelor, respectiv perpendiculari pe directia fibrelor, stabilite conform relatiei (2.1), in functie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ l m m ' ;

API, - proiectia suprafetei prag~ilui pe directie paraleli cu fibrele piesei care se striveste, in mm2;

A,, - proiectia suprafetei pragului pe directie perpendic~ilari cu fibrele piesei care se striveste, in mm';

n11,- coeficieiitul de tratare a leinnului cu valorile specificate in tabelul 4.1;

m,. - coeficient de reazem CLI valoarea 1,60, conforin indicatiilor din paragrafi11 4.4.2.

b. La imbinirile frontale cu prag dublu, capacitatea de rezisten- t i total5 de strivire se stabileste ca sum8 a capacitifilor de rezistenta ale fiecirui prag i11 parte, determinate cu relatia (6.2):

C. La iinbinarea frontalii cu prag simplu, capacitatea de rezisten- t i a pragului la forfecare se stabileste CL] relafia:

in care: R : este rezistenta de calcul la forfecare paralela cu fibrele.

.. ,,

stabiliti cu relafia (2.1), in f~iiicfie de specia de material lemnos, clasa de calitate a leinnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie;

A,, - aria pragului la forfecare, in mm'; A , = h . l , :

nzl. - coeficient de tratare a lemnului cu valoarea specificati in tabelul 4.1 ;

mf - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de forfecare $i excentricitatea de aplicare a foqei fati de directia praguliii, precum si inodul de producere al forfecirii (unilaterali sau bilaterali), stabilit cu relatia (4.1 1).

d. La inibinarea frontali cu prag dublu, capacitatea de rezistenta a pragurilor la forfecare se stabileste peiitru fiecare prag in parte, astfel:

pentru priinul prag, cu relatia:

F,.,, = 0 , 7 R : l l . A , , .m, / m , ,, (6.7)

pentru al doilea prag, cu relalia:

F,. ,7 = R i I I .A, .m,. l ~ n , , , , ( 6 . 8 )

Page 53: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in care:

R;' , ; , nill si inl? au seiniiificatiile di11 relatia (6.6);

Ali - aria de forfecare a priinului prag, in min' ( A , , = h . l , , ); - aria de forfecare al celui de al doilea prag, i11 inin' ( A , ' = h . / , ? ) .

e. Fortele efective de forfecare care actioneazà asupra pragurilor se stabilesc ca proiectii ale fortelor de strivire pe directia pragiirilor de forfecare, astfel:

la iinbinarea frontali cu prag siinplii. cLi relatia:

la iinbinarea frontali cu prag dublu, cii relatiile: - peiitrii priinul prag:

Fc.II = N L.L' I . c o s a . (6.1 O)

- pentru pragiil al doilea:

F, , I = N < ,,, . c o s a . (6.1 1) in care:

N, ,,, - incàrcarea efectivà de calcul, care actioneazà perpeiidic~i- lar pe prag;

N, ,./ I - incàrcarea efectivi de calcul aferenti priniului prag, stabilità cu relatia:

a - iinghiul diiitre cele doui bare ale ìinbinàrii: A V I -aria de strivire a primiiliii prag. iii in11.i'; A,,?' aria de strivire a celui de-al doilea prag, in inin'

f. Capacitatea de rezistenti a tilpii intinse se stabileste cu relatia (4.2) dacà eleinentul este solicitat la tensiiine centricà (ilodul se axeazà prin centriil de greutate al sectiunii nete, fig. 6.7, a ) si cu relatia (4.19),

dacà eleinentul este solicitat la tensiiine excentricà (nodul se axeazi prin centri11 de greutate al sec[iiinii brute. tig. 6.7, h) .

Fig. 6.7. Centrarea nodului dupa axa neti a talpii inferioare (a) $i dupa asa bruta a talpii inferioare (b)

g. Verificarea buloanelor de solidarizare se face cu relatia:

N e / hiiloii N c a l > hiiloii ' . (6.13)

111 care: N,,/ /,,,/,,,, este efortul axial diil bulonul de solidarizare, care se

determin3 CLI relatia:

N,., ,),, I,,,, = N C . tg(6O0-U); (6.14)

NCap I>~,IOII - capacitatea de rezistenla a bulonului de solidarizare. care se stabileste cu relatia:

N, - efortiil axial efectiv de compresiune di11 imbiilare. in N: a - iiiighiiil diiitre piesele care se imbini; A,, , , - aria netà a bulonului de solidarizare, care se stabileste prin

scàderea 7 slàbirii date de filet di11 aria bruti a bulonului, in mm-;

Ro, - rezistenta de calcul a o~elului la intindere, stabilità conforin STAS 10 10810-78, i11 ~ l m i n ' ;

Page 54: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

m(, - coeficient de lucru al bulonului in imbinare. ci1 valoarea 0,6. care tine cont de actiunea dinamici a incarcirii si de deforinatia bulonului in imbinare.

n,, - numirul de buloane.

h. Verificarea la strivire a suprafetei de contact dintre subgrindi si piesa de reazem (cosoroabi) se face cu relatia:

Ve, Q r, 3 (6.16) in care:

V,, este reactiunea verticali? in imbinare. in N; Q,., - capacitatea de rezistenta la strivire perpendicular pe fibre

a suprafetei de contact dintre subgrindi si cosoroabi. stabiliti cii relatia (4.7).

i. Numirul de cuie, n, necesar prinderii subgrinzii de talpa inferioari se determini cu relafia:

r

in care: L este compoiienta orizontali a efortului din bulonul de solida-

rizare, in N, stabilità cu relatia:

L = N ,f biiloi, . sin a ; (6.1 8)

L,, - capacitatea de rezistentà ininimà a unei tije, in N, stabiliti conform indicariilor din paragrafi11 6.5.

I Comentariul C. 6.3.4.2.)

6.4. imbingri cu pene prismatice din lemn ?i cu pene inelare metalice

6.4.1. imbinari cu pene prismatice din lemn

6.4.1. I . Dule cons frucfive

a. Penele prismatice din lemn se folosesc la iinbin8rile de prelungire a iinor piese tensionate sau la crearea de gririzi coinpuse, realizate din eleinente suprapuse; aceste tipuri de pene iiu se folosesc la nodurile fermelor.

b. imbiiiirile c ~ i pene prismatice din leinn se caracterizeaz8 prin:

- deformatii inari in prima fazi a incircirii, pani la realiza- rea contactiilui direct intre suprafefele intre care se transmit eforturile;

- deformatii mici in timp.

C. imbinirile cu pene din lemn impiiy o executie ingrijiti a lucririi, cu abateri dimensionale minime.

d. La imbinirile cu pene prisinatice din lemn. elementele care se imbina pot fi in contact (fig. 6.8, h si d), sau ci1 interspatii intre ele (fig. 6.8, u si C), asigiirindu-se ventilarea pieselor.

e. i n functie de directia fibrelor penelor fati de directia fibrelor pieselor care se imbinà, pot fi:

- pene prismatice transversale reglabile (fig. 6.8, a); - pene prismatice longitiidinale drepte (fig. 6.8, h si C ) ;

- pene prisrnatice longitudinale oblice (fig. 6.8, d).

Page 55: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

d.

Fig. 6.8. imbinari cu pene prisniatice din leinn:

a - imbinare cu pene transversale la grinzi cu interspa~ii intre elementele componente;

b - imbinare cii pene longitudinale la piese in contact; C - imbinare cu pene longitudinale la piese cu iriteispatii iiitre

elementele componente; d - imbinari cu pene oblice.

Penele prisn~atice transversale se real izeazi d in leinn di

foioase (stejar sau fag impregnate cu substante antiseptice) si su111 reglabile pentru a se asigura impinarea, chiar diipi ce lemnul a suferii contractii. Fiecare pani transversali este alcitiiiti di11 doui piesi avand fiecare cite o fateta tiiati oblic (cu inclinare 116 ... 1/10) (v. fig, 6.8. n). Peiltrii a se asigura reglarea lor, penele transversale se fac mai lungi decit piesele de iinbinat cu 2...3 cm.

a Penele prisrnatice longitudinale drepte se executi din lemn de risinoase fari noduri si alte defecte, avind fibrele drepte si paralele cu fibrele pieselor de imbinat.

Penele yrisniatice longitudinale oblice se executi similar celor drepte si prezinti avantajul c i nefiind solicitate la forfecare au o siguranti mai mare in exploatare, dar n u vor fi folosite decit in cazul in care preiau eforturi de u n singur sens.

f. Buloanele de stringere care iinpiedici risucirea penelor se dispun in genera1 la mijlocul distantelor dintre pene.

g. La iinbinirile realizate cu pene prisinatice diil lemn se vor respecta urmitoarele date constructive:

o raportul dintre lungimea penei, I,,. si adincimea chertirii in grindi, h,, se recoinandi s i fie mai mare sail egal cu 5;

adincimea chertirii h, in grindi va fi: - ininim 2 cm la grinzile ecarisate si 3 cm la cele rotunde; - maxim h15 la grinzile ecarisate si d14 la cele rotunde;

iniltimea interspatiului C la grinzile compuse distantate (v. fig. 6.8, u si C), va fi 3...4 cm;

. la penele transversale reglabile trebuie ca fetele comune unei perechi de pene s i fie inclinate cu 116 ... 1/10 fati de directia normali la grindi;

o capetele penelor longitudinale trebuie t8iate norma1 pe dir cfia

directie cu cele ale pieselor de imbinat; ,e fibrelor, iar penele vor fi astfel dispuse incit fibrele lor s i aibi ac easi

Iiiinina intre pene, in toate cazurile, trebuie s i fie ce1 putin egali cu lungimea penei;

o lungimea de forfecare a pragurilor pieselor imbìnate, a , se ia in calcul egali cu lumina intre pene (v. fig. 6.8, a, b si C), cu exceptia imbinirilor cu pene oblice, la care se ia egali ci1 distanta de la capatul

Page 56: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

unei pene p in i la mijlocul penei urmatoare (v. fig. 6.8, 4; in calcul, lungimea de forfecare a pragurilor pieselor iinbinate se limiteazi la maximum 1 Oh,.

6.4.1.2. Calczrlul imbiniirilor cu pene prismutice di17 letnn

Calculul iinbin5rilor cu pene prisinatice din lemn consti in: - verificarea penelor la strivire pe suprafetele de contact: - verificarea penelor la forfecare: - verificarea grinzii pe portiunea dintre doui pene la

forfecare; - dimensionarea buloanelor de stringere a pieselor.

a. VeylJicurea inibiniirilor cu pene din lemn la strivire (fig. 6.9) se face cu relatia:

L,/ p l Lmps 7 (6.1 9)

in care: L,/,, - efortul de lunecare care actioiieazi asupra unei pene, in N;

Fig.,6.9. Solicitarea unei pene prismatice din lemn la strivire

L,,, , - capacitatea de rezistenta a unei peiìe determinata din conditia de strivire a acesteia, cu relatia:

in care:

R: este rezistenta de calcul la compresiune (strivire) paralelà cu fibrele (la pene dispuse longitudiilal), sali perpendicu- lari pe fibre (la pene disp~ise transversal), stabilite cu relatia (2.1), in functie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnlilui si conditiile de exploatare a eleinentelor de constructie, in ~ lmin ' :

A . - siiprafata de strivire a penei. iii mm2 ( A , = h . h' );

ni7. - coeqcient de tratare a lemiiului, cu valoarea specificata in tabelul 4.1;

m,. - coeficient de reazem, cu valoarea 1,00 pentru penele longitudinale si cu valoarea 1,60 pentru penele prismatice transversale.

La penele dispuse oblic, capacitatea de rezistenti la strivire a unei pene se stabileste cu relatia:

in care:

L!,,, este capacitatea de rezistentà a penei la strivire parale1 cu

fibrele, in N, stabilita cu relatia (6.20), in care R: = R:,,;

L:,,, - capacitatea de rezistenti a penei la strivire perpendicu-

lar pe fibre, in N, stabiliti cu relatia (6.20), in care

R; = R:, ;

p - unghiul de inclinare a laturii scurte a penei (v. fig. 6.8, d).

I b. Verzjkarea la forfecare a penelor (fig. 6.10) se face cu l

I relatia:

Page 57: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in care: L,,, este efortul de lunecare care actioneaza asupra unei pene,

in N;

plan de forfecare

Fig. 6.10. Solicitarea unei pene prismatice din lemn la forfecare:

a - schema imbinarii; b - diagrama eforturilor Re[ pe lungimea penei

L,, - capacitatea de rezistentà a unei pene, in N, determinata

din conditia de forfecare a acesteia, cu relalia:

L,, = R ; . A , .m, . l tn , , (6.23) .. in care:

R'J este rezistenta la forfecare paralel cu fibrele (la pene

dispuse longitudinal) sau perpendicular pe fibre (la pene dispuse transversal), stabilite cu relatia (2.1), in funcfie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnului $i conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in N/mm2;

m,,- coeficient de tratare a lemnului, ci1 valoarea specificata in tabelu14.1;

m, - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de forfecare $i excentricitatea de

aplicare a foqei fata de directia pragului, precum $i modul de producere a forfecàrii (bilaterala in acest caz), avind valoarea stabiliti cu relatia (4.1 1);

Al- suprafata de forfecare a penei: A , = I , . b , ;

I, - lungimea penei, in mm; b,, - Iitiinea suprafefei de forfecare, in mm.

. . C. Verlficarea pieselor inzbinate la forfecare pe portitmeu dintre loca$urilepenelor (fig. 6.1 I ) se face cu relatia:

' 9 (6.24)

in care: L,,, , este efortul de lunecare care actioneazi pe portiunea

respectiva de grinda, in N;

- capacitatea de rezistentà a grinzii pe poqiunea dintre

doua pene, determinata din conditia de forfecare cu relatia:

L,, = R I I I . A , : .ni,. / m , , (6.25) .. in care:

R I I I este rezistenta la forfecare paralel cu fibrele, stabilità cu

relatia (2.1) in functie de specia materialului leinnos, clasa de calitate a lemnului si conditiile de exploatare a elementelor de constructie, in ~ l m m ' ;

A,: - suprafata de forfecare a grinzii intre doui pene, in mm2

( A ; = a . b ) ;

m.!. si m , , au aceleasi semnificatii ca in relatia (6.23), cu observatia cii in acest caz forfecarea este unilaterala;

a - lungimea dintre doui locasuri consecutive ale pieselor imbinate, cu exceptia imbinàrilor cu pene oblice, unde se ia egali cu distanta de la capàtul unei piese panii la mijlocul penei urmàtoare, in inm;

b - Iatimea grinzii, in mm.

Page 58: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

lan de forf~are a.

Fig. 6.1 1. Solicitarea grinzii de lemn la forfecare intre locasurile a dou% pene:

a - schema imbinarii; b - diagrama eforturilor Ref pe lungimea de forfecare a grinzii

d. Aria bruta a bzrloanelor de stringere se stabileste cu relatia:

in care: kVl este coeficientiil ce fine cont de sliibirile ce apar in zona

filetati a bulonului, ci1 valoarea 1,25;

Rz, - rezistenta de calcul la intindere a otelului, stabiliti

conform STAS 101 0810-78 ,,Constructii civile, industriale si agricole. Calculul elementelor din ofel", in ~ l inm ' ;

m0 - coeficient de lucru al bulonului in imbinare, cu valoarea 0,9;

Q h - efortul diil bulon (fig. 6.12), in N, care se determini cu 'relatia:

Qh = Lei p ( h , + ) / l , , (6.27)

in care: L,,, - efortul de lunecare efectiv care actioneazi asupra uiiei

pene, in N;

h, - adinciinea de chertare, in min; C - interspatiiil dintre elemeiitele imbinate, in inm; I,, - lunginiea penei, in min.

Comentariul C. 6.4.1.2. I

Fig. 6.12. Schema de calcul a efortului din buloanele de stringere la imbinarile cu pene din lemn

6.4.1.3. Stabilirea numiirulz~i necesur de pene $i distriht~irerr /or pe Iungimeu elementului

a. Numarul necesar de pene se stabileste cu relafia:

ncc - Llorul I? , , - I L f a p l n l n (6.28)

in care: Ltolal

- lunecarea din incovoiere pe iiitreaga luiigiine a elemen- telor care se imbini, in N;

'apit i in - efortul minim capabil al iinei pene, stabilit cu cea mai mici valoare rezultati diii relatiile (6.20) si (6.23).

b. Penele se distribuie in lungiil grinzii astfel: - uniform pe iiitreaga lungime a griiizii coinpuse; in acest

caz incarcarea penelor este inegali, ele preluind un efort mai

Page 59: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

mare sau mai inic in funcfie de pozitia pe care o au pe lungimea grinzii coinpuse q i de variatia diagramei de lunecàri pe lungi- mea elementului; pentru a se evita supraiiic8rcarea unor pene peste efortul capabil, num2rul de pene rezultat din calcul se majoreazà cu 50 %;

- la distante variabile, stabilite prin impaqirea diagramei de lunecari in suprafefe egale cu numarul de pene rezultat din calcul; fiecare pani3 se aqazi pe grind5, inaintea diagramei de lunecari aferentii, pe care trebuie sa o preia;

- la distante egale pe o lungime de 2 x 0,4 din deschiderea griiizii, catre reazeme; pe distanta centrale de 0,2 din deschide- rea grinzii, unde eforturile de lunecare sunt reduse, i i i i se dispun pene; in acest caz, numarul de pene rezultat din calcul se majoreaza ci1 20 %.

6.4.2. imbinari cu pene inelare netede, dintate sau cu gheare

6.4.2.1. Date constructive

a. Penele inelare netede, dintate sau cu gheare se folosesc la executarea unor imbinari de piese ce se intilnesc sub diferite unghiuri (la nodurile grinzilor ci1 zabrele sau la nodurile de cadr'u), la imbinari de prelungire ale barelor tensionate sau comprimate, precum qi la realizarea unor grinzi compuse incovoiate.

b. imbinarile cu pene inelare necesità materia1 lemnos uscat, ferit de variatii de umiditate (pentru a nu apare fenomene accentuate de contragere, deci se pot folosi numai la constructii acoperite) qi se executa in 'ateliere sail fabrici dotate corespunzator realizirii iinor operatiuni cu precizie ridicata.

C. Penele inelare netede se executi din otel laminat sub forma unor inele taiate dupi generatoare (fig. 6.1 3) si se monteazi in

locaquri create in elementele de imbinat, cu dispozitive mecanice. Sortimeiitul de pene inelare, netede, utilizate la imbinarea elementelor de coristruct.ie din lemn este prezentat in tabelul 6.1.

Tabelul 6.1.

Tipuri de pene inelare netede

d. Peifele inelare dznlate (fig. 6.14) se executa dintr-o banda de ofel in care se taie qi se ascut dinlii penei pentru a se iiqura p8trunderea in lemn; aceste tipiiri de pene se monteazg pT'iii presare in elementele de imbinat, utilizind prese speciale; ele sunt autoreglabile.

Page 60: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Fig. 6.13. Pene inelare netede reglabile:

a - detaliu pan2; b - elevalie imbinare; C - secfiune imbinare

a. Fig. 6.14. Pani3 inelara cu dinfi

e. imbinirile. cu pene metalice se solidarizeaza cu buloane prevlzute ci1 saibe, dispuse in centrul fiecirei pene, pentru a mentine contactul dintre suprafetele pieselor imbinate.

f. La realizarea imbinirilor cu pene inetalice trebuie s i se respecte urmitoarele date constructive:

penele inelare netede reglabile ali fanta tiiati dupa genera- toare, z = ( 0 , 0 5 ... 0 , l O ) d , ; fanta penei ine,lare netede

trebuie s i se dispuni pe diametr~il perpendicular pe directia efortului transmis in imbinare (v. fig. 6.13, b); penele inetalice inelare netede trebuie s i pitrundi siinetric pe aceeasi adincime in cele doui elemente care se iinbina; penele inelare cu dinti $i penele cu glieare patrund prin presare in elementele care se imbini, in fiinctie de specia de lemn folosit; Iitimea b a elementelor care se imbini cu pene inetalice trebuie s i fie mai mare cu ce1 putin 40 inm decit diametriil interior al penelor (v. fig. 6.1 3, b); grosiinea minimi a a dulapilor iitilizati in imbinirile cu pene metalice trebuie s i fie ce1 p~itin 58 min sail b,, + 30 mm (v. fig. 6.13, C): penele metalice se vor amplasa astfel Incit sa se respecte urmitoarele distante (fig. 6.15): - intre centrele a doui pene consecutive s, 2 2d,, ;

- intre centrul penei si capitul elementului de iinbinat, taiat drept:

- s 2 2 1,s d , la elementele intinse;

- s 2 2 d , la eleinentele comprimate;

- intre centrul penei $i capitul elementului de iinbinat, tiiat oblic:

- s, 2 1,25 d , la elementele intinse;

- s, 2 0 ,75 d , la elementele comprimate;

la imbinarea unui element de constructie se vor folosi pene metalice de acelasi tip, diametru $i inaltime.

Page 61: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Valorile coejcientulzli k,

b. Capacitatea de rezistenti a penelor inelare dintate $i a penelor cu gheare se stabileste de citre producitor, pe bazi de experimentiri standardizate.

C. Numirul necesar de pene inelare se determini ci1 relatia:

n IlL!L - N /oro/ p pl!riL'

- lLcapin in (6.33)

in care: ~ ' o t a l - este efortul axial total din bara intinsi sau comprimatii,

respectiv lunecarea totali pe lungimea barei incovoiate, in N;

P 'cap tnln - capacitatea de rezistenti a iinei pene, in N, stabiliti ca

valoare minimi din relatiile (6.30) si (6.3 1).

d. La barele intinse este obligatorie verificarea capacitiitii de rezistenti a barei in sectiunea cea mai slibiti, cu relatia (4.2), in care A,,, se calculeazi in ipoteza c i toate sliibirile (determinate de locasul penelor si de gaura pentru bulonul de stringere) sunt concentrate in aceeasi sectiyne transversalà.

I

6.5. imbin~ri cu tije $i cu pene lamelare flexibile

6.5.1. imbin~ri cu tije cilindrice - prevederi generale

6.5.1.1. Tijele cilindrice (cuie, dornuri, vuruburi pentru lemn, buloane) sunt piese metalice sau din leinn, de formi cilindrici, introduse in elementele de imbinat in sens transversal directiei efortului pe care il transmit de la un element la altul (fig. 6.16).

'i

Fig. 6.16. Tije cilindrice elastice folosite in imbinari:

a - cuie; d - surub cu cap inecat; 2 - tija propriu-zisa; b - domuri; e - bulon; 3 - piulita. C - surub cu cap patrat; 1 - capul tijei;

Page 62: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.1.2. Ìmhinàrile cu tije cilindrice se caracterizeazi prin: - deformalii initiale mici, contactui dintre suprafetele de

transmitere a eforturilor fiind perfect la inceput; - deforinafii finale mari, datorita contragerii lemnului la

uscare.

6.5. I . 3. Claszficnrca imbiniirilor cu tije si face !n firnc:lie de diferite criterii:

a. dupa modul de execulie al imbinarilor, tijele pot fi: - introduse in locasuri pregatite in prealabil (buloane,

dornuri, stifturi); - introduse prin batere sau insurubare, fira pregitire prea-

labili a locasurilor (cuie cu d I 6 mm, suruburi cu d I 4 mm, unde deste diametrul tijei);

- introduse prin batere sau insurubare in giuri pregitite pe o parte din adancimea de pitrundere (I,,,,,,, E 0,75 l,,,,) si cu diametrul mai mic cu I mni decit diametrul tijei (cuie cu d > > 6 mm, suruburi cu d > 4 mm).

Gi~irile in care se introduc buloanele se realizeazi cu

d.s',,ru = dl!/, + 1 mm 3

iar giurile in care se introduc dornurile si stifturile se realizeaza cu dsiuro =d,,l,, -(0,8...I,O)mm.

b. in functie de modul de solicitare. imbinirile cu tije cilindrice pot fi simetrice (fig. 6.17, I) sau nesimetrice (fig. 6.17, I l ) .

C. Dup2 numirul planurilor in care se poate produce deplasarea elementelor imbinate, se deosebesc imbiniri cu o singuri sectiune de forfecare (fig. 6.17, C), cu doui sectiuni de forfecare (fig. 6.1 7, a) sau cu mai multe sectiuni de forfecare (fig. 6.17, b si 4. Comentariul C. 6.5.1.3.

Fig. 6.17. Tipuri de imbinari cu tije cilindrice:

I. imbingri simetrice: 11. imbinari nesimetrice: a - cu doua sectiuni de C - cu o sectiune de forfecare;

forfecare; d - cu trei sectiuni de b - cu patru sectiuni de forfecare.

forfecare.

6.5.1.4. La imbinirile cu cuie sau dornuri se monteaza buloane de strtingere (circa 25 % din numirul total de tije) necesare pentru stringerea etansi a pachetului de elemente, in timpul executirii lucririlor si peiitru a preveni desfacerea rosturilor in procesul exploatirii din cauza deformirii datorate contractiei lemnului.

Page 63: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.2. Tipurì de tije ciliridrice

6.5.2.1. Cuiele pentrn construclii din lemn (STAS 2 1 1 1-90) au diametrul cuprins intre 1,8 ... 8,O 111111 si lungiinea intre 30 ... 250 min.

Grosimea minimi3 a celei mai subtiri piese care ce imbini? cu cuie trebuie sa fie ce1 putin 4 4 ppetru a nu crapa piesele in mor.iientu1 in care se bat cuiele.

La batere, cuiele pot avea lungimea egalà cu grosimea pache- tului de straiis, pot depi3yi grosimea pachetului (deci ies pe partea opusa), sau pot rlmane inecate (fig. 6.18).

Fig. 6.18. Posibilitati de piitrundere a cuielor in pachetul de imbinat.

a - pe intreaga grosime a pachetului; b - depgsind grosimea pachetului; C - iiiecat

Pentru a lua in considerare sectiunea de forfecare, cuiul trebuie sa patrunda in piesa respectiva cu ce1 putin 3,5d (lungime efectivi, fàri3 varful cuiului de 1,5d, care se considera ca nu lucreaza la transmiterea eforturilor, fig. 6.18, C ) .

La stabilirea lungimii necesare a cuielor (vezi fig.* 6.18) se ia in calcul grosimea pieselor care se imbini, eventualele rosturi ce pot apare intre piesele care se imbini (cu Ià!imea de aproximativ 2 mm), virful cuiului si adancimea minimi de pitrundere in ultima piesa:

A in care: n - numarul de piese dili pachet; C -- grosimea pieselor; d - diametrul tijei.

In cazul in care lungimea efectivi3 a cuielor depi3seyte grosimea pachetului de strans (v. fig. 6.18, b), la calculul capacitatii de rezistenta a tijelor se ia in considerare grosiinea ultimei piese care se imbin8, redusa cu 1.5d, intrucat fibrele se rup la iesirea cuiului din piesa respectivl.

6.5.2.2. Buloanele se executa din otel-beton OB 37, cu cap si piulig de strangere, cu diametrele ofelului beton neted folosit iri constructii ( d = 12 ... 25 mrn ). Diametrul bulonului se alege in inod obisnuit (1 130 ... 1140).1 , unde l este grosimea pachetului care se striinge, dar miiiimum 12 inm.

6.5.2.3. Surubui-ile pentru lemn pot fi: cu cap bombat crestat (STAS 145 1 -SO), cu cap inecat crestat (STAS 1452-SO), cu cap semi- inecat (STAS 1453-80), cu cap hexagonal (STAS 1454-80) sau cu cap patrat (STAS 1455-80).

6.5.2.4. Dornurile ali diametrele ofelului beton si varfiil ascutit pentru a patrunde usor in piesele din lemn. .

6.5.3. Date constructive privind irnbinarile cu tije cilindrice elastice

6.5.3. I. Buloanele, suruburile si dornurile se dispun pe un numar par de randuri longit~dinale, pentru a evita amplasarea unui rind de tije in zona centrali3 slaba a inimii lemnului.

Page 64: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.3.2. Cuiele se dispun atit pe un num8r par, cit si impar, pe rinduri, drept, in zig-zag sau pe diagonal8 (fig. 6.19).

Fig. 6.19. Dispunerea cuielor intr-o imbinare de prelungire:

a - in randuri drepte; . b - in zigzag; C - in randuri diagonale

6.5.3.3. Distantele minime de asezare a tijelor (stabilite prin incerciiri pe modele, astfel incit piesele din lemn sii nu se despice la batere sau in exploatare) sunt date in tabelele 6.3 si 6.4, in care:

sl este distanta intre axele tijelor in lungul fibrelor elementului in care se bat cuiele (pe direcfia efortului);

sz - distanta de la tue pin8 la cap8tul elementului din lemn, in sensul longitudinal al fibrelor;

s3 - distanta intre tije pe direcfia transversalii fibrelor; s4 - distanfa intre ultimul rind de tije si marginea elementului

din lemn, pe directia transversali fibrelor.

Tabelul 6.3.

Distante minime de anzplasare a huloanelor, suruburilorpentru lemn si dornurilor

6.5.3.4. La prinderile in noduri ale barelor grinzilor cu z8brele respectarea regulilor de distributie a tijelor este obligatorie pentru fiecare piesa in parte (fig. 6.20).

Distante

transversal pe fibre

I

i+ P

Fig. 6.20. Amplasarea tijelor ia nodurile unei grinzi cu zabrele

Intre axele tijelor

Din axa tijei extreme la marginea piesei

S3

s4

3,5d

3d

3d

2,5d

3d

2,5d

2,5d

2,5d

Page 65: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Tabela16.4.

Distanfe minime de amplasare a cuielor

Cuie bahte In:

Observa/ii: Pentru valorile lui C cuprinse intre 4d si IO4 valorile l u i

s, se interpoleazi liniar. 0 Distantele trecute in parantezà sunt pentru lemnul de fag

si stejar.

6.5.3.5. in cazul baterii iiicrucisate a cuielor, daci capetele lor patrund in piesa centrali din ambele parti pe o adiìncime mai mica decat 2c/3 (fig. 6.2 1 , a), distantele intre cuie se stabilesc independent, iar data p5trund pe o adancime mai mare sau egalà cu 2~13, distanfele se stabilesc tiniìnd cont de cuiele de pe ambele parti ale pachetului de imbinat (fig. 6.2 1, b).

a. b. Fig. 6.21. Distantele de amplasare a cuielor fn cazul baterii fncrucisate:

a - daca adiincimea de patrundere in piesa centrala este mai mica decat 2 ~ 1 3 ;

b - daca adiincimea de patrundere in piesa centrala este mai mare decit 2cI3

6.5.3.6. La imbinarile cu cuie, pentru fixarea unei piese trebuie prevazute ce1 putin patru cuie, iar in nodurile in care prinderea pieselor se face cu ajutorul cuielor trebuie prevazut ce1 putin un bulon de striìngere cu diametrul d = 12 inm.

Page 66: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.3.7. iinbinarile de prelungire la piese intinse nu se admit a fi realizate cu cuie.

6.5.4. Capacitatea de rezistenta a imbinarilor cu tije

6.5.4.1. Capacitatea de rezistenti a unei imbinari cu tije, LCapi,

in N, se stabileste cu relatia:

L cap I - = Y . L , , ~ , ~ .n , .n,,. .m,. .m,, .n?,, ._(6.3 5) A in care:

y este coeficientul partial de siguranta stabilit conform paragra- fiilui 6.5.4.2.;

L,,,,, , - capacitatea de rezistenfi minima a unei tije, intr-o sectiune de forfecare, in N, stabilita conform paragrafului 6.5.4.3;

n, - numarul sectiunilor de forfecare in care lucreazi tijele; n, - numarul de tije; mi. - coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate in

tabelul 4.1 ; m,, - coeficientul conditiilor de lucru, definit in functie de

conditiile de microclimat in care functioneaza imbinarea cu tije, cu valoarea 1,00 pentru clasa 1 de exploatare a constriictiei, 0,85 pentru clasa 2 de exploatare a construc- tiei si cu valoarea 0,75 pentru clasa 3 de exploatare a constructiei;

m,? - coeficientul care introduce i11 calcul repartitia neuniformi a incircarilor la tije, cu valorile stabilite in paragraful 6.5.4.5.

6.5.4.2. Coeficientul paqial de siguranfa y are valorile din tabelul 6.5, stabilite in functie de tipul ti'jelor si de clasa de durati a. incircarilor.

Valori ale coeJicientului y

6.5.4.3.Capacitatea de rezistenya a unei tije, L,,, ,, in N, intr-o sectiune de forfecare, pentru lenin de piil, molid si brad, cind efortul actioneazi parale1 cu direcfia fibrelor, se stabileste in fiinctie de tipul si diametrul tijei, inodul de lucrii al imbiiiirilor (simetrice sau asimetrice), posibilitatea de cedare a imbinirii (prin strivirea lemnului sau prin incovoierea tijei), dimensiunea pieselor de lemn din imbinare, conform relatiilor din tabelul 6.6.

6.5.4.4. Valorile din tabelul 6.6 sunt valabile pentru leinnul de pin, molid si brad. Pentru, alte specii de lemn, valorile din tabelul 6.6 se vor multiplica cu coeficientul k, pentru solicitarile L,.,,,,. si L,,l,,,,,, si cu coeficientul (k,)'!' pentru solicitarea L,,,,, ,,,., dat in tabelul 6.8.

6.5.4.5. Coeficientul m/( introduce in calcul posibilitatea reparti- tiei neuniforme a incircirilor in tije si are valoarea:

m~ = 0,90 pentru imbiniri cu cuie si suruburi pentru lemn; pentru imbiniri cu dornuri si buloane dispiise pe doui rinduri, cu minimum doui buloane pe iin rind;

r n ~ = 0,80 pentru imbiniri ci1 dornuri si buloane dispuse pe patru rinduri, cu minimum trei buloane pe un rind.

Page 67: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Capacifatea de rezistet> a unei tije cilindrice pentru o seeliune de forfecare I

- coeficientul ka din tabelul 6.7 pentru eforturile L,, , si Lcop m;

- coeficientul (ka)"'pentru efortul L,, ;,I,..

Tabelul6.7.

Valorile coejìcientului k,

I Notarii:

c - grosimea celei mai subtiri piese centrale, in mm; a - grosimea celei mai subtiri piese marginale, in mm; d- diametrul tijei cilindrice, in mm.

1. in relatia (6.35) se va introduce valoarea minimi? a capacitiitii de rezistenti? a tijei, stabilita ca minimum intre L,,,,, L,,,,, L a p inc.

2. in cazul in care directia efortului din tije face un unghi a cu directia fibrelor elementelor asamblate, valorile eforturilor din tabelu16.6 se vor inmulti cu:

Valorile coejìcientului k,

6.5.4.6. La barele tensionate este obligatorie verificarea capacitritii de rezistenti? in sectiunea cu sliibiri maxime, utiliziìnd relatia (4.2) pentru bare cu sectiunea simpli? si relatia (5.1) pentru bare cu sectiunea compusa.

Page 68: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.5. imbinairi cu pene lamelare flexibile - prevederi generale

6.5.5.1. Penele lamelare flexibile (fig. 6.22) sunt piese din otel sau lemn de esenta tare (stejar), de forma lainelar8, care se introduc transversal in piesele imbinate pentru a impiedica deplasarea relativi longitudinali a pieselor in contact; se folosesc la realizarea grinzilor cu secfiune compusi solicitate la incovoiere, precum si la unele tipuri de grinzi cu zabrele, pentru alcgtuirea sectiunii compuse a tilpii comprimate.

Fig. 6.22. imbinari Cu pene lamelare flexibile:

a - detaliu pana; b - cu pene dispuse pe intreaga latime a grinzii; C - cu pene dispuse alternativ pe fetele grinzii

6.5.5.2. imbinarile cu pene flexibile se executi mecanizat, locasurile fiind realizate cu o masin8 elettrici de daltuit.

6.5.5.3. in cazul folosirii penelor flexibile din lemn, acestea trebuie s i aiba umiditatea in timpul asamblirii de 8...10 % si trebuie

astfel confectionate si montate inciit s i fie solicitate la forfecare transversal pe fibre. Etanseitatea contactului dintre plicuta di11 lemn si peretii loca~ului trebuie sa fie asigurata prin confectionarea inecani- zati a penelor de dimensiuni tip, prin calibrarea majinii elettrice care realizeaza locasurile, precum si prin utilizarea proprietàtii lemnului uscat de a se umfla norma1 pe fibre in cazul umezirii ulterioare.

6.5.6. Date constructive privind imbinairile cu pene lamelare flexibile

6.5.6.1. Adanciinea locasului h,. i n fiecare grinda trebuie si5 fie cu 1 min mai mare deciit jumitate din iniltimea lamelei si maxim 115 din iniltimea fiecirei grinzi componente.

6.5.6.2. La penele flexibile din lemn se vor respecta ~irmaltoarele date constructive:

10 I t, < 15 inm; se recomandi 1, = 12 mm; h, s 4,5 t,;

* b,, = b, pentru pene care striibat complet inilfimea grinzii, folosite in cazul in care Iatimea b a grinzii este mai mica de 150 mm (fig. 6.22, b);

b, = 0,5b + 0,3hp, pentru pene care se dispun pe o parte si pe alta a grinzii (fig. 6.22, e), folosite i n cazul i n care Iàtimea b a grinzii este mai mare de 150 mm;

a 2 9 t,,.

6.5.6.3. La penele flexibile din otel se vor respecta urmitoarele date constructive:

tP=4 ... 6 min; h,, = ( l0 ... 12) t,,; b, = b; a s (25 ... 30) t,,.

Page 69: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.5.7. Capacitatea de rezistenta a imbinarilor cu pene lamelare flexibile

6.5.7.1. Capacitatea de rezistentà a unei pene lamelare flexibile din lemn, LCapmi, , in N, se determina ca valoare minima din conditia

de strivire a lemnului si din conditia de incovoiere a penei, stabilite cu relatiile:

din conditia de strivire a lemnului:

LCaps = R,zl bp . h p m, . m,, ; (6.36)

m din conditia de incovoiere a penei

in care: R.:, :,i R,' sunt rezistentele de calcul la compresiune

perpendicular pe fibre, respectiv la incovoiere staticà pentru lemnul de stejar, stabilite cu relatia (2. l) , in ~ lmrn ' ;

b, - Iàtimea penei, in mm; h, - inàltimea penei, in mm; t, - grosimea penei, in mm; mi. - coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate in

tabelu14.1; m , , ~ - coeficient de variatie a distributiei eforturilor de strivire

pe inàltimea penei, cu valoarea 0,6; m, - coeficient de variatie al eforturilor unitare din incovoiere,

cu valoarea 0,5.

6.5.7.2: Capacitatea de rezistentà a unei pene lamelare flexibile din otel se stabileqte din conditia de strivire a lemnului din elementele imbinate, cu relatia:

= R" . b p . h p .m,. .m,yl l , L c a p s cll (6.3 8)

,. in care: Rc?,l este rezistenp de calcul la compresiune (strivire) paralelà

cu fibrele pentru esenta de lemn din care sunt realizate elementele care se iinbinà, stabilità cu relatia (2. I);.

b,, hp $i m7 - au aceleasi semnificafii ca in relatiile (6.36) $i (6.37);

m, 11 - coeficientul de variafie pe inàltimea penei a distributiei eforturilor de strivire parale1 cu fibrele elementelor care se imbinà, cu valoarea 0,3.

6.6. imbiniiri cu tije solicitate la smulgere

6.6.1. Date constructive

6.6.1. I . fmbinàrile cu cuie si suruburi pentru lemn solicitate la smulgere (fig. 6.23) se utilizeazà, in special, pentru sustinerea elementelor de tavan suspendat. Nu se admit aceste tipuri de imbinàri h cazul in care tijele necesità gàurire prealabilà, sau in cazul aplicàrii dinamice a inciirciirilor.

Fig. 6.23. imbinari cu tije solicitate la smulgere:

a - cuie; b - suruburi pentru lemn

Page 70: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.6.1.2. La alcàtuirea imbiri5rilor cu ti.je cilindrice solicitate la smulgere trebuie respectate urmàtoarele date constructive:

r lungiinea de Incastrare a cuiului, l,. in min. far5 a tine seania de varf ( 1 3 4 , trebuie s i fie:

l\ 2 104 1, 2 2 4 (6.39)

d fiind diametrul cuiului, in mm, iar a grosimea elenientului care se sustine, in mm;

e lungimea de incastrare a suruburilor, I,, in mm, trebuie s i fie:

l,s z 0,6 l, (6.40)

I fiirid lungimea tijei ~urubului, in mm;

e prosimea a a elementului sustiiiut trebuie s i fie ce1 piitin 4 4 pentru o grosirne mai mici a lui a, strivirea sub capul ~urubului trebuie preintampinat5 cu ajutorul saibelor;

e cuiele si suruburile se dispun astfel incgt s i se evite despicarea lemnului, respectandu-se distanfele minime prevazute in paragraful 6.5.3.3;

e in cazul utilizirii unui singur raiid de tije, se recomanda ca acestea si3 se amplaseze, respectand distantele minime, descentrat fafi de axul elementului in care isi transmit efortul pentru a se evita zona centrali, medulara, cu fisuri si crap5turi de crestere (v. fig. 6.23).

6.6.2. Capacitatea de rezistenta a imbinarilor cu tije solicitate la smulgere

6.6.2.1. La imbinarile cu cuie solicitate la smulgere capacitatea de rezistenfg a unei tije, N,.,,, in N, se stabileste cu relatia:

N ,,,, = n d , .l,. .Rf . m , . , (6.4 1)

in care: d' este diametrul cuiului, in inm; pentru cuie cu diainetrul iiiai

mare de 5 inm se ia L/, = 5 inin; I , - lungimea de incastrare a cuiiilui, i11 inin. stabiliti conforin

paragrafului 6.6.1.2; R: - rezisteilta la sinulgere a u i i ~ i i cui, in ~linin' . cu valoarea

speciticat2 iii tabelul 6.9; 1 7 1 ~ - coeficient de tratare a leinnului cu valoarea specificati in

tabelul 4. I .

6.6.3.7. La inibinàrile ci1 siiriiburi peiitrii lemn solicitate la sinulgere, capacitatea de rezistenti a ~iiiei ti-je, N,,,/, ,. iii N, se stabileste cu relatia:

Nc;ipr = n . d , . I , . R : .n?, , (6.42) in care:

d, - diametrul s~irubului, in inin; I, - lungiinea de incastrare a surubul~ii, in inm, care se ia in

considerare numai pe portiunea filetati, conforni recoinan- darilor diii paragraful 6.6.1.2;

R: si m, - au aceleasi semnificatii ca in relatia (4.2).

I ~omentariul C. 6.6.

Tabelul 6.9.

Vulorile rezistenfei Iu smulgere. R,'

Page 71: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

6.7. imibiniiri cu asarnblaje metalice

6.7.1. Piesele metalice (tiranfi, zbanturi, rulouri de reazem, buloane pentril arliculafii si aricoraje, placi de repartitie si de distri- butie) utilizate in constructiile din lemn servesc atat pentru realizarea unor eleinente intiiise la ferme, arce, cadre (zàbrele, talpi inferioare, tirant;i pentru preluarea imyingerilor), ciit si pentru asamblarea pieselor din lenin intre ele.

6.7.2. intinderea tirantilor se realizeaza prin stràngerea piulitelor prevazute de obicei la ambele capete. Pentru a evita desurubarea piulitelor, la piesele intinse care preiau solicitàri importante se previtl contrapiulite. Pentru a miri suprafala de strivire dintre piulite si piesa din lemn se dispun saibe a càror suprafata se calculeaza astfcl incat sà nu se depaseasci rezistenta la strivire a leinnului.

6.7.3. Datoriti actiunii corosive pe care o au agentii atmosferici asupra otelului, grosiinea minima a pieselor confecfionate diii otel trebuie s i fie de 6 mm, iar diametrul ininim al pieselor rotunde de 12 mm.

6.7.4. Nu se recomanda folosirea unor cutii de reazem incliise deoarece favorizeaza putrezirea lemnului; se recomand~ realizarea unor asamblaje mecanice cu d o 6 fete paralele libere pentru a permite ventilarea pieselor din lemn.

6.7.5. Solicitarile care apar in piesele metalice utilizate la constructiile din lemn se stabilesc pe baza teoriei staticii constructiei si a rezistentei materialelor, iar verificarea eleinentelor mecanice si stabilirea capacitatii de rezistenta a acestora se face conform STAS 1 O 10810-78.

6.8.1. Elemente generale

. 6.8.1. I . imbinarile prin incleiere asigurà coinportarea nionolita a tuturor elementelor care se imbiiia, inlàturiind posibilitatea oric5rei deforinatii i.ndepei.idente a elementelor componente.

6.8.1.2. Pentru realizarea imbinarilor incleiate se folosesc: - cleiuri naturale; - cleiuri sintetice - rasini termoactive sau ternioplastice.

in functie de starea de agregare fizicg, cleiurile pot fi sub forma de solutii (fluide), prafuri cau pelicule (filine).

. Dupa temperatura de incleiere, cleiurile pot fi: - cu priza la temperatiiri inalte (1 00 ... 150)OC; - cu priza la cald (50 ... 70)"C; - cu prizi la rece (1 5...25)"C.

in functie de rezistenta la apa a peliculelor se deosebesc: - cleiuri foarte rezistente la ap8, cu o rezistentii minima de

1,5 ~ / m m ~ dupi o ora de fierbere sau dupa o in-iersie de 48 .ore iii apa;

- cleiuri rezistente la api, cu o rezistenta minima de 0,7 ~ / m m ' dupa o or2 de fierbere sau 24 ore imersie in api;

- cleiuri nerezistente la api.

Din punctul de vedere al durabilitatii peliculei, cleiurile se impart in iirmatoarele patru grupe:

grupa I - cleiuri rezistente la intemperii (cu pelicula mai durabilà decat lemnul), avànd o rezistenta deosebita la acfiunea apei (calda sali rece), a inicroorganismelor si a variatiilor mari de umiditate; in aceasti grupa se incadreaza cleiurile pe bazi de fenol, rezorcini, si melomino- formaldehida si cleiuri epoxidice;

Page 72: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

grzcpu rtr II-LI - cleiuri rezistente la a p i si iiitemperii pe tiinp limitat; in aceasti grupà se includ clei~irile ureoforinalde- liidice:

grtpn u III-u - clei~iri semirezistente (cu rezistenta limitati la actiunea apei si la bacterii); iii aceasti grupi se incadreazi cleiurile de albumini si cazeiiii;

grzrptr ( 1 /V-CI - cleiuri de interior. care ilu sunt rezistente la acti~inea iiinidititii si la atacul ci~ipercilor: in aceasti grupà se incadreazg cleiurile de gelatina si eiiiulsiile polivinilice.

6.8.1.3. Rezistentele iniiiiine de rupere ale imbinirilor incleiate supuse la iiicerc?iri de forfecare suiit date i11 tabelul 6.10.

Tabelul 6.10.

Rezistentele minime de rupere ale ìmbinarilor ìncleiute solicitate 10 forfecure

imersia lor in api 24 de

6.8.1.1. N u se admit iinbiniri incleiate solicitate la intindere perpendicular pe directia fibrelor.

6.8.2. Date constructive $i particularitiiti privind realizarea elementelor incleiate

6.8.2. l . Pentru realizarea elenientelor de coiistructie incleiate se utilizeazi nuinai piese din leinn ecarisat, care nLi trebuie sà depàseasci 5 cin grosiine in cazul elemeiitelor drepte si 1/300 di11 raza de curburà, in caziil eleineiitelor curbe.

6.8.7.3. iinbinirile scàndurilor si dulapilor la piesele iiicleiate se pot face cap la cap, pe suprafata tesiti sau ci1 dinti pani (fig. 6.24).

N - (L.

M M

I Fig. 6.24. imbinarea pieselor din lemn i n elemente $ i strutturi incleiate:

a - cap la cap; b - pe suprafete tesite; C - dinti-pana.

Imbiiiirile cap la cap se folosesc la eleineiitele coinpriinate si la elementele incovoiate drepte sati curbe, in zona coinpriinati, precuin $i in zona centrali slab solicitati.

Page 73: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

iinbinirile pe suprafefe tesite si in dinti pani se folosesc la elementele intinse si in zonele intinse, puternic solicitate ale pieselor supuse la incovoiere sau compresiune excentrica.

Distanta intre imbinirile cap la cap invecinate trebuie s i fie de niinimum 20a (a fiind grosimea sciindurii sau dulapului), iar intre imbinirile .. tesite (lumina intre capetele tesiturilor) de miniinum 10a.

Intr-o sectiiine transversalii se poate admite intreruperea a maximum 114 din numiirul total al sciindurilor sau dulapilor.

6.8.2.3. Leinnul folosii pentru realizarea elementelor de rezis- tenta incleiate trebuie sii fie din risinoase, aviind umiditatea de inaxim 18 %; lemn~il de foioase se admite nuinai in cazul in care se iau misuri de protectie impotriva biodegradirii si se creeazii un regim special de incleiere.

6.8.2.3. Elementele incleiate se alcituiesc din piese de lemii de diferite categorii, in fi~nctie de destinatia eleinentelor si in raport cu natura si mirimea solicitirii, conform indicatiilor din fig. 6.25.

------ Categoria n1

Categoria I1 - - - d.

Fig. 6.25. Categorii de materia1 lemnos utilizate la elementele incleiate in functie de solicitari

6.8.2.5. Piesele din lemn se amplaseazi in ansamblul elemen- tului de constructie cu inelele anuale convergente, astfel inciit in rostul

incleiat sa apara eforturi de lunecare, mai usor de preluat de catre pelicula de clei (fig. 6.26, h); in cazul asezirii alternative a inelelor anuale, pe rostul incleiat apar eforturi de intindere, care sunt greu de preluat de &tre pelicula de clei (fig. 6.26, a).

Fig. 6.26. Modul de iealizare a pachetelor de scanduri incleiate cu asezarea alternanta (incorecta) a inelelor anuale si

asezarea convergenta (corecta) a inelelor anuale

6.8.2.6. Executarea eleinentelor incleiate se face in fabrici sau ateliere echipate cu utilaje necesare prelucrgrii lemnului, cu spatii speciale pentru uscarea lemnului $i inciiperi incilzite pentru a se crea conditiile de microclimat optiine (miniin 12OC, in cazul intrebuintirii cleiului de cazeinii si 16"C, in cazul intrebuintarii adezivilor sintetici si umiditatea interioari <p, = 55 ... 65 %).

Suprafetele incleiate trebuie s i fie rindeluite si curitate de praf, pete de ulei, lac etc., cu ce1 putin 12 ore inainte de incleiere.

Cleiul se aplici manual cu pensula sau cu ajutoriil unor valturi; grosimea peliculei de clei trebuie s i fie 0.1 ... 0,3 mm.

Suprafetele date cu clei se tin descoperite 5... 10 min., dup3 care se asambleaza si se preseazi.

Presarea pieselor se realizeazi cu prese manuale, pneumatice sau hidraulice. i n mod obisnuit, presiunea la incleiere variazii intre 0,3 si 0,5 ~ l m m ' .

Page 74: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Cap. 7. PREZERVAREA ELEMENTELOR, SUBANSAMBLELOR $1 A CONSTRUCTIILOR DIN LEMN ~MPOTRIVA BIODEGRADARII $I A FOCULUI

7.1. Leinnul inasiv utilizat i17 constructii civile, industriale $i agrozootehnice poate fi expus actiuiiii iinor:

- agenti biologici xilofagi (ciuperci, insecte): - agenti termici (foc).

7.2. Din piinctiil de vedere al durabilitàtii la alterarea biologicà, speciile de leinn seclasificii in:

- .speciipzi/in hirubile: fag, plop, inesteacàn; - .specii de ~/z~r~rhilitute r~ornlcllci: brad, molid, pin, salcam; - sj~ec'ii fitrrtc. c/zrrubile: stejar.

7.3. Clasele de durabilitate ale principalelor specii de leinn iiidustrializabile siint:

fata de atacul ciupercilor silofage: - clasa I -,fi>nr~e c/tirohile: cire$. stejar (durainen); - clasa a Il-a - tltwuhile: frasin. salciin; - clasa a 111-a - mijlociu dzrrcrhile: pii1 (durainen), larice,

cer; - clasa a IV-a - ptrlii? durcrbile: molid, brad, carpeii, paltiii,

ulin; - clasa a V-a - nedtwcrbile: fag, inesteaciii, tei. anin, plop,

salcie.

fatà de atacul iiisectelor xilofage: D - dzntrhil; M - dzir~rhilirate a~edie; S - seluihil.

7.4. f i i privinta iinpregiiabilitàtii elementelor, subansamblelor si i s

constructiilor diii leinn suilt iitilizate patr~i niveluri de clasificare: I

Clasa 1 - ti,sor t/. trtrtut: leinniil debitat poate fi penetrat CLI iin tratainent sub presiune. far8 dificultiiyi;

Clasa a Il-a - destul c/c usor tke rrultrr: in inod obi(jnuit o penetrare completà nLi este posibilà. dar dupà un interval de 2-3 ore c ~ i un tratainent sub presiune, este posibilà atingerea iinei penetràri laterale de peste 6 inin;

Clasa a 111-a - dijicil cke trutnt: cu un tratainent de 3-4 ore sub presi iine se obtin inasim (3 ..6) inni de penetrare laterali; !I

Il

Clasa a IV-a - il1 nlod iiirtzrr~l rtilj~o.sihi1 (/e trcitcr~: o cantitate 1

mica din produsul de protectie este absorbit cliiar dupà 3-4 ore de i tratainent siib presiune. Se obtin peiietrari laterale $ i loiigitiidinale

miiiiine. , I :l:

7.5. La proiectarea. executia si i n esploatarea constructiilor din leinn trebuie sà se respecte iirniàtoarele norine tehiiice care reglemeiiteazà inàsurile de protectie biologici $i inipotriva focului a eleinentelor de coiistructie din lemn:

- ,,Normativ privind prevenirea si combaterea biiretelui de casà la materialele leinnoase folosite in constructii" - C46-86;

- ,,Norme tehnice privind ignifiigarea materialelor combustibile din lemii si textile iitilizate iii construc~ii" - C58-86;

- ,,Norme tehnice de proiectare si realizare a constructiilor privind protectia la actiiinea focului" - PI 18-83;

- ,.Hotàràre privind uiiele inasuri pentru iinbiiiiàtitirea activitàtii de prevenire $ i stingere a incendiilor" - H.G. nr. 5 111992.

7.6. La aplicarea iniisurilor de protectie chimic8 a leinnului trebuie sà se tini seaina de clasele de risc, care definesc conditiile de

Page 75: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

utilizare aie acestuia si exigentele tratamentului de protectie aplicat. Clasele de risc pentru domeniile de utilizare ale leiniiului se consideri conforin tabelului 7.1.

Tabelul 7.1

Clase de risc pentru domeniile de utilizare ale lemnului

7.7. Lemnul utilizat in construcfii este expus la patru grade de risc de biodegradare:

Gradul 1 - lemiiul utilizat in interiorul constructiilor, unde nu existi pericolul de umezire care s i favorizeze instalarea si dezvoltarea ciupercilor xilofage (lemn utilizat la amenajari interioare, sciri interioare, grinzi si sthlpi sparenti, parchet);

Gradul 2 - lemiiul utilizat in coiistructii acolo unde sunt conditii minime de degradare sub atacul ciupercilor xilofage (lemn utilizat la elemente situate sub acoperis: cipriori, grinzi, stalpi, astereali, sipci, pereti interiori);

I

l Gradul 3 - lemnul utilizat in constructii cu risc de biodegradare

de cgtre ciupercile xilofage, in situatii in care umiditatea acestuia poate atinge valoarea de 30 % - altemarea ~imezirii cu lisca-ea (lemn utilizat la elementele de constructie exterioare: lambriuri exterioare, rame, traverse si montanfi pentru panourile de pereti exteriori, pereti diil lemn rotund sau ecarisat, balcoane, sci3ri exterioare, balustrade etc.);

Gradul 4 - lemnul utilizat in conditii favorabile de biodegra- dare,. care este in permanent contact cu solul (piloti pentru fundafii, tilpi inferioare pe pi3mint sau pe socluri de zidsrie, grinzi, traverse si rame di11 panouri de pardoseali3) sau care este permanent expus la intemperii fari a fi finisat peliculogen (site si sindrile la acoperisuri).

7.8. La alegerea produselor si tehnologiilor de protectie a lemnului trebuie s i se Fin2 seama de conditile si locul de utilizare ale acestuia, respectiv de riscul mai mare sau inai mic de biodegradare pe perioada de exploatare a constructiei. La proiectarea construcfiilor di11 J j

!a

lemn se vor lua in considerare cerinfele impuse de beneficiar in functie de destinatia viitoare a constructiei, precuin si de eventuala schimbare de destinatie pe timpul exploatarii acesteia.

7.9. Telinologiile de aplicare ale substaiitelor de protectie , 1 insectofungicidi3 si ignifugi pot fi: prin bii calde-reci, imersie, pulve- !$ 1; I

rizare, pensulare sau vid. 1 4 11

7.10. Produsele pentru prezervarea biologici3 si impotriva 1 focului vor avea atestarea producitorului.

7.11. Piesele metalice folosite la imbiniri se protejeaza prin grunduire cu vopsea preparati3 cu ulei de in dublu fiert si miniu de plumb, care trebuie s i acopere intreaga suprafagi a elementului metalic. hainte de aplicarea stratului de protectie anticoroziva, suprafafa metalului trebuie curitatii de pojghita de laminare (tunderi) $i de alte impurititi (praf, oxizi, grisimi) si si3 fie perfect uscata.

Page 76: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

COMENTARII

Page 77: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

C.2.1.4.2. Clase de calitate la lemn

Valorile caracteristice ale rezistentelor mecanice ale diferitelor specii de lemn, in EN 338 ,,Structural Timber-Strength Clasess" sunt specificate pe trei clase, prin determinare vizuala silsau mecanica.

in ASTM-D 245-86 ,,Standard Methods for Establishing Structural Grades and Related Allowable Properties For Visually Graded Lumber" corectia rezistentelor pentru lemnul de diferite clase de calitate, pentru solicitarile de incovoiere si de compresiune se aplica prin introducerea unui coeficient de reducere a rezistentei lemnului fari defecte, care variaza in funcfie de marimea nodurilor, de pozilia nodurilor fa@ de starea de efort din fibrele lemnului si de dimensiunea elementului.

in norma canadiana CANICSA-086.1-M 91 ,,Engineering Design in Wood (Limit States Design)" rezistentele mecanice ale diferitelor specii de lemn la diverse solicitari sunt grupate in trei grade (SS, No. 1 si No. 2) daca incadrarea se face prin exaininare vizuali $i in 14 grade ~ 2 n d testarea se face mecanic.

Masa volumicii variazii in functie de specie, de conditiile de crestere a arborelui, de pozitia in arbore si de umiditatea lemnului. Aviind in vedere influenta mare a umiditatii lemnului asupra valorilor masei volumice, in norme raportarea se face pentru umiditatea de 12 %.

Masa volumica a diferitelor specii de materia1 lemnos s-a stabilit plecind de la: +

- media valorilor pe fari, determinati in cadrul lucriirilor de cercetare, elaborata de I.C.B., I.N.L. si INCERC Bucurevti;

- coeficientul de variatie maxim admis, cu valoare de 10 %, conform STAS 2682-83 "Lemn. Luarea probelor $ i debitarea epruvetelor pentru incercari fizico-mecanice", coeficient verifi- cat in cadrul cercetiirilor experimentale efectuate.

Page 78: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Valorile caracteristice ale inasei voliimice s-au determinat apliciind fiiiictia de distributie normali si s-au calculat cu expresiile:

Diii analiza efectuati iii studiul de cercetare a rezultat c i difereiitele intre valorile caracteristice aie masei volumice stabilite prin cele trei tipiiri de distributii analizate (normala, logiiorinali si Weibull) suiit sub 2 ?'o.

Variatia inasei voluinice a lemnului influenteazi si proprietatile inecaiiice ale acestuia. Astfel. i11 caziil sciderii inasei volumice carac- teristice peiitru ri~inoase de la 500 la 400 kg/m7, rezistenta la coinpresiui~e se reduce cu aproxiniativ 30 %. Din aceasti cauzi. in practici se liiniteaza folosirea Iemiiiili~i care are pOoi sub 400 kg/~ii', pei~tru realizarea eleiiieiitelor de rezistenti.

C.2.3.1. Rezistentele caracteristice ale lemnului natural

Rezistenfele caracteristice ale lemnului natural s-au determinat pe baza rezistentelor caracteristice ale lemnului ideal (tab. C.2.1.) stabilite i11 lucrarea 1341, corectate cu coeficienfi care introduc influenta defectelor.

Tabelul C.2.1.

Rezisienlele caracteristice ale lemnultli ideal ( ~ / m r n ~ )

Natura solicitaril

I I I I Y

Natura solicitini

La stabilirea rezistenfelor caracteristice (normate) pentru lemnul ideal (fari defecte) s-au luat in calcul:

- mediile rezistentelor pe !ara, pentru diferite solicitari si specii de materia1 lemnos, determinate in cadrul lucrarii 1341;

- coeficienfii de variatie maximi admisi cu valori de l I % pentru solicitarea de forfecare in plan normal pe direcfia fibre- lor, 13 % pentru solicitarea de compresiune paralela cu fibrele, 15 % pentru solicitarea de incovoiere statici si 20 % pentru solicit8rile de intindere in lungul fibrelor, compresiune in plan normal pe directia fibrelor si forfecare in lungul fibrelor, conform STAS 2682-83 ,,Lemn. Luarea probelor si debitarea epruvetelor pentru incercari fizico-mecanice", coeficienfi verifi- cati in cadrul cercetirilor experimentale efectuate in lucrarea 1341.

Valorile rezistentelor caracteristice ale lemnului ideal (far2 defecte) s-au determinat aplicind functia de distributie normala si s-au calculat cu relafia:

R,,,, = m , ( l -1,645.V, ) (C.2.2.)

Din analiza efectuata in studiul I341 a rezultat c5 diferenfele intre valorile caracteristice ale rezistentelor la diferite solicitari stabilite cu cele trei tipuri de distributii analizate (normala, lognormali, Weibull) sunt sub 2 %.

Page 79: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Coeficienfii care introduc influenp defectelor s-au luat in considerare cu valorile:

- 0,3 - pentru solicitarea de intindere in lungul fibrelor; - 0,5 - pentru solicitarea de incovoiere statici; - Q,6 - peiitru solicitarea'de compresiune in lungul fibrelor; - 0,8 - pentru solicit5rile de compresiune in plan normal

pe directia fibrelor, forfecare in lungul fibrelor si forfecare in plan normal pe directia fibrelor.

Aceqti coeficienti s-au aplicat rezistentelor caracteristice ale lemnului ideal date in tabelul C.2.1., stabilindu-se rezistentele caracteristice pentru lemnul natural din clasa I.

Pentru lemnul din clasa I1 qi 111, reducerile rezistentelor mecanice fa@ de cele ale lem~iului din clasa I sunt cu 10 ... 40 %, respectiv 60 ... 70 %, in functie de solicitari.

Coeficientii conditiilor de lucru care introduc influenta defecte- lor aplicati in cadrul acestei norme se incadreazl in valorile date in literatura de specialitate si in valorile obfinute la cercetirile efectuate in Wri. Astfel:

Prezenp nodurilor influenteazà rezistenta la intindere a lemnului natural in functie de pozitia si dimensiunile lor (tab. C.2.2.).

Fibra torsà, la care directia fibrelor nu coincide cu directia foqei micsoreazi rezistenta din cauza aparitiei unor componente perpendiculare pe directia fibrelor, de aceea, cu cit fibra torsà este mai inclinatà, cu atat rezistenta elementelor din lemn natural este mai redusi (fig. C.2.1.) 11 51.

Influenp defectelor principale - a nodurilor si a fibrei torse - la incovoiere este foarte mare, in special in cazul prezentei lor in zona intins:. Experimentirile arat5 cà, pentru cea mai periculoas8 pozitie a nodurilor - la muchie, in zona intinsa - qi pentru màrimea lor de 113 din latura sectiunii elementului, rezistenw la rupere este 0,50 ... 0,45 din rezistenla lemnului ideal.

e Influenta defectelor - a nodurilor si a slàbirilor locale - este mai redusa la compresiune decat la intindere, datoriti comportarii mai plastice la compresiune, care contribuie la uni formizarea supraincirclrilor locale. Experienta arata ci, in cazul mirimii nodurilor de 113 din latura sectiunii elementului, rezistenp la compresiune este 0,6 ... 0,7 din rezistenp epruve- telor far5 noduri, cu aceleasi dimensiuni.

Tabelul C.2.2.

Rezultatele incerc6rilor la intindere a pieselor din pin /15/

Page 80: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

UNGHiUL OINTRE FORTA SI FIBRE

Fig. C.2.1. Influenta fibrei torse asupra rezistentei lemnului 11 51

in norma ASTM D 245186 reducerea rezistentei lemnului la incovoiere statica in cazul prezentei nodurilor pe fata tensionata este 15 ... 55 % pentru valori d l h = 0,15 ... 0,50 (d - diametrul nodului si h - dimensiunea piesei).

Reducerile rezistentei de rupere la incovoiere static8 in cazul prezentei nodurilor variaz5 in functie de:

- pozitia nodurilor in sectiunea transversali a elementelor, cu valori mult sporite (pan5 la 40 %) in cazul in care nodurile sunt amplasate in zona tensionata a elemente- lor, fata de cazul in care sunt amplasate in zona comprimata;

- pozitia nodurilor pe lungimea elementului, stabilindu-se ca prezenfa nodurilor in zona centra15 a elementelor conduce la reduceri cu peste 30 % mai mari decst in cazurile in care nodurile sunt amplasate in zona marginali a elementului incovoiat;

- raportul dintre diametrul nodului si dimensiunea piesei, cu reduceri de 3...35 % cind d l h = 10 ... 20 % si 40 ... 55 % cAnd d l h = 90 %.

in cazul prezentei fibrelor inclinate, proprietatile mecanice sunt putin modificate pentru o inclinare a fibrei de pani la 9 %, valorile fiind apropiate de cele ale probelor martor; cand inclinarea fibrei depaseste 9 %, rezistentele la incovoie- re static5 si la compresiune parale15 cu fibrele scad ci1 6...32 % in functie de specie si de solicitare.

I C.2.3.2. Rezistentele caracteristice ale lemnului rotund

, Majorarea rezistentelor caracteristice ale lemnului natura! rotund se datoreaza faptului ci3 la experimentàri s-au obtinut rezultate mai bune, raportul dintre rezistenta de rupere a elementelor cu defecte $i rezistenta de rupere a epruvetelor din lemn ideal (farà defecte) variind intre 0,6 si 0,8. Influenfa defectelor la lemnul rotund, in cazul in care elementele sunt supuse la incovoiere sau la compresiune, este i n genera1 mai redusa decAt la piesele ecarisate, deoarece la lemnul rotund lipsesc iesirile pe muchii ale fibrelor taiate in timpul debitarii si desprinderile de fibre taiate din fibra torsa in apropierea nodurilor, care se observa la elementele din lemn ecarisate.

Page 81: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

C.2.3.3. Valorile modulului de elasticitate

Valorile modulului de elasticitate paralel cu direcfia fibrelor Eli, la limita de propoqionalitate, sunt definite in prezenta norma ca valori medii ale acestei caracteristici mecanice, obtinute prin prelucrarea statisticà a datelor experimentale prezentate in lucràrile 181, 11 91 si 1341.

Valorile caracteristice ale modulului de elasticitate paralel cu

directia fibrelor E;!,, s-au stabilit in cadrul lucriirilor I81 $i 1341 pe

baza: - mediei valorilor pe tarà pentru diferite specii de materia1

lemnos, E 'l ; - coeficienfilor de variatie, cu valori intre 8...13 %, stabiliti

in cadrul lucràrii 181.

Aceste valori s-au determinat aplicand functia de distributie normala si s-au calculat cu expresia:

E!,,, = E " (1-1,645.V, ) (C.2.3.)

S-a apreciat c i valoarea de 20 % a coeficientului de varialie maxim admis in STAS 2683-82 ,,Lemn. Luarea probelor si debita- rea epruvetelor pentru incercgri fizico-mecanice" este prea mare, neatingindu-se la diferite serii de experimentàri efectuate in $ara noastra de-a lungul anilor.

Valorile caracteristice ale modulului de elasticitate transversal G,,,, s-au stabilit pe baza datelor din lucrarea 1191, considerate ca valori medii si aplicand aceeaqi relatie de calcul.

C.2.4.1. Rezistentele de calcul ale lemnului natura1

Abordarea rezistentelor de calcul sub forma relatiei (2.4.1 .) s-a fracut conform Eurocode nr. 5 ,,Design of Timber Structures" si a

normei canadiene CANICSA 086.1-M 91 ,,Engineering Design in Wood (Limit States Design)".

in Eurocode 5 rezistentele de proiectare ale materialului, Xd, sunt definite astfel:

X d = k 0 d .A,, IYM (C.2.4.), unde:

kmod este factorul de modificare a rezistenplor materialului in functie de durata de actiune a incarcàrilor si de umiditatea de echilibru a materialului lemnos;

Xk - rezistentele caracteristice ale diverselor specii de materia1 lemnos;

y~ - factorul paflial de sigurantà pentru diferitele proprie- tàti mecanice ale materialului, cu valori supraunitare (1,O ... 1,3).

!n norma canadianà, relatia de calcul pentru determinarea rezistentelor de proiectare ale diferitelor specii de lemn la diverse solicitiri este similarà cu observatia cà factorul de rezistentg f este introdus explicit in relatia de stabilire a capacitàtii de rezistenlà si are valori subunitare (0,s ... 0,9), iar valorile coeficientilor m, si m,, apar separat explicitate, asa cum s-au introdus $i in prezenta normà.

C.2.4.2. Coeficienti ai conditiilor de lucru mUi

Valorile coeficientilor conditiilor de lucru m,,, care introduc in calcul influenta umiditqii de echilibru a materialului lemnos asupra caracteristicilor mecanice s-au stabilit luhnd in consideratie specifica- tiile din urmàtoarele norme si referinte bibbografice:

a) in norma canadiana CANICSA-086.1 -M 9 1 ,,Engineering Design in Wood (Limit States Design)" factorul de exploatare k,, avind semnificatia coeficientului m,, din prezenta normà, pentru lemn masiv, in functie de solicitari, are valorile:

- 1,00, dacg este utilizat in mediu uscat;

Page 82: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

- 0.67 ... 0,94, daci este ~itilizat in mediu umed si dimensiu- nea piesei este mai mica de 89 mm;

- 0,67 ... 1,00, daci este utilizat in mediu umed si diinensiu- nea pieselbr depaseste 89 inm.

b) in Eurocode 5 coeficientul care introduce influenta umiditgii de echilibru a materialului lemnos asupra caracteristicilor mecanice este inclus in coeficientul global k,,,,~ cu valori 0,60 ... 1,10 pentru clasele 1 si 2 de serviciu, si valori 0,50 ... 0,90 pentru clasa 3 de serviciu, in funcfie de durata de actiune a iiic~rcarilor.

C) in lucrilrile 1151 si I191 relatia de recurenfi intre rezistenp lemnului la o umiditate oarecare o,, si cea la umiditatea standardizati de 12 % (~3,~) este:

O, , = O , [ l -c . (u-12)] , (C.2.5.) in care:

u este umiditatea materialului lemnos; C este coeficientul de corectie a rezistentei pentru 1 % diferenti

de umiditate cu valorile: - 0,04 pentru solicitarea de incovoiere statica; - 0,03 pentru solicitarea de forfecare i n lungul fibrelor; - 0,05 pentru solicitarea de compresiune in lungul

fibrelor la lemn de pin si larice, si 0,04 pentru molid, brad si stejar.

C.2.4.3. Coeficienti ai conditiilor de lucru mdi

incircarile s-au incadrat in clase de durata in conformitate cu standardele de acfiuni din Romania, luand in considerare si indicatile din Eurocode 1 qi 5 si din norma canadiana CANICSA 086.1-M 89 astfel:

- inciirciiripermanente, ce se aplici i n mod continuu, cu o intensitate practic constanti in raport cu timpul, cu durata de actionare asupra elementelor de constructie intre 10 si 50 de ani (la limita pe intreaga durata de viala a constructiei);

- incarcari de lunga durata, cu durata cumulata de actio- nare asupra elementelor de constructie intre 7 zile si 10 ani (de exemplu, incarcarea din zapada, din vint, din ~~~~~~~~i utile);

- incarcari de sctrrta durata, ce actioneazi asupra elemente- lor de constructie mai putin de 7 zile consecutive sau cumulate pe durata de viati a constructiei (de exemplu, incircari din vant sau zapadi cu intensi@ de virf, din seisme, socuri etc.).

Intensitatile incircàrilor considerate in prezenta clasificare se vor corela cu stirile limiti si gruparile de incarciri la care se face verificarea.

Valorile coeficientilor de durati mili, care reprezinta raportul dintre ~ezistenta de durata si rezistenta la solicitare instantanee s-au stabilit calculindu-se pe baza ecuatiei curbei logaritmice:

m , = R, lm,, . R,, = a . lgt + b '

in care: R,, este rezistenfa teoretici de durati, stabilita ca asimptota a

curbei logaritmice, luand in considerare durata de functio- nare a constructiei din lemn - 50 de ani;

m/<, - media rezistentelor la rupere instantanee; t - timpul ; a si b - coeficienti care depind de material, specie si solicitare.

Comparatii cu date din normele tehnice europene, americane si canadiene, precuin $ i cu cele din referinfele bibliografice, in ceea ce priveqte valorile coeficientului de durati mdi releva C%:

a) in norma canadiana valorile coeficientilor de durati k , ~ sunt: - 0,65 pentru acfiuni cu durata continui (permanente); - 1 ,O0 pentru actiuni cu durata normala (standard); - 1,15 pentru actiuni de scurta durata.

i n cazul unei combinatii de incàrciri, in respectiva norma valoarea coeficientului de durati se calculeaz8 cu relatia:

Page 83: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

in care: D sunt inciircarile permanente, cvasipermanente si cele din

precom.primare; L sunt incarcarile de exploatare; incarcari date de zapada,

gheata; impingerea pamintului; presiunea hidrostatici; componentele orizontale ale incarcarilor statice.

b) in Eurocode 5, coeficientul ce introduce influenta incarcarilor asupra caracteristicilor mecanice ale materialului lemnos este dat global in cadrul coeficientului kmOd, care ia in considerare si influenta umiditàtii, cu valori 0,60 ... 1,10 pentru clasele 1 si 2 de serviciu si valori 0,50 ... 0,90 pentru clasa 3 de serviciu, in functie de durata de actiune a incarcarilor, care sunt grupate in:

-permanente, care aclioneazà mai mult de 10 ani; - de lunga' durata', care actioneaza intre 6 luni si 10 ani; - de durata' medie, care actioneaza intre o siiptamgnà si

6 luni; - de scurta' durata', care actioneaza mai putin de o

sàptamina; - instantanee.

C) cercetarile efectuate de C. C. Gerhards si C. L. Link privind efectul vitezei de aplicare a incarcarii asupra rezistentei la incovoiere static5 pentru douà sortimente din lemn de brad pentru constructii, prin intermediul unui mode1 ce merge pini3 la rupere, stabilind efectele incàrcàrii de durata, arata o dependentii liniara a mediei rezistenpi cu logaritmul vitezei de inciircare. Rezultatele prelucrate in urna experimentarii a 250 de elemente solicitate la incovoiere statici cu 3 viteze diferite de incàrcare au condus la ecuatia generala:

SL=-asInT, + b , (C.2.8.)

si la ecuaiiile particulare pentru cele doua specii de brad analizate:

in care: SL (stress level) reprezintà nivelul foflei de rupere pentru

incarcarea de durata, in procente, fa@ de fo@ aplicatà standardizat (cu viteza de cod);

t - timpul in minute.

Pentru durata de 50 de ani, normatl pentru constructiile din lemn, aplichnd relatiile (C.2.9.) se obtine SL = 60,6 ... 69,9 %, valori comparabile cu rezultatele obfinute in urma experimentarilor prezenta- te in lucrarea 181, care au fost preluate in prezenta norma (m,, = = 0,56 ... 0,64).

d) prof. dr. F. Ronai, in studiul privind influenta duratei de incartare asupra unor proprietlti mecanice ale lemnului de constructii indica ca durata normatà 50 de ani pentru constructiile din lemn, peste aceasta limita rezistenp de rupere la incovoiere static5 ramgne practic constanta. Pentru stabilirea rezistentei de durata la solicitarea de incovoiere static5 se indica o ecuafie logaritmica similara celei din prezenta norma:

R, = - b - l o g t + a , (C.2.1 O.) in care:

a = Ro pentru t = 0,lh; l Ro - rezistenta de rupere la incovoiere static5 la solicitari rapide;

a si b - coeficienti ce depind de specia de materia1 lemnos.

Valorile coeficientilor pafliali de siguranp au fost stabilite pe baza testarilor numerice efectuate.

in normele striiine acegi coeficienti sunt definiti astfel: a) in norma canadiana CANICSA 086.1-M 91 coeficientii

pafliali de siguranta A care afecteaza capacitatea de rezistenfa a

Page 84: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

elementului din lemn sunt dispusi in relatia de calcul la numarator, aviind urmatoarele valori pentru leinn, masiv:

- 0,9 - pentru solicitarile de incovoiere, de lunecare, de compresiune oblica si de intindere in lungul fibrelor;

- 0,8 - pentru solicitarile de compresiline in lungul fibrelor si de compresiune perpendicular pe directia fibrelor.

b) in Eurocode 5, coeficientii partiali de siguranta g~f intervin in relatia de stabilire a capacitatii dè rezistenta, la numitor, ca si in prezenta norma, si au valorile:

pentru starile limita ultime: -in cazul combinatiilor fundamentale de incarc8ri - 1,3; - in cazul combinatiilor accidentale de incarcfiri - 1,OO.

pentru starile limita aie exploatarii normale - 1,OO.

C.4.1.Relatii generale pentru calculul capacitiitii de rezistentii a barelor din lemn

Relatia generala de determinare a capacitatii de rezistenta a barelor simple din lemn la diferite solicitari (4.1) este similara celor prevazute i n normele canadiene si americane 161,1361, cu deosebiri in ceea ce priveste stabilirea rezistentelor de calcul (v. paragraful 2.4 si comentariu), astfel:

a) in CANJCSA 086.1 M - 91 ,,Engineering Design in Wood (Limit States Design)" relatia generala de stabilire a capacitatii de rezistenta a barelor la solicitarea i este dati sub forma:

F, = f . R , . S , . k Z . k l ; k N . k , , (C.4. l .) a in care:

feste factorul partial de siguranta, cu valori subunitare; R, = r, k,, k , . k , . k,. este rezistenfa de calcul la solicitarea i; S, - caracteristica secfional8;

kz - coeficient de influenp al dimensiunilor; kN - coeficient ce fine cont de slabiri; kc. - coeficient de flambaj, 'in cazul barelor comprimate; r, - rezistenta caracteristica a lemnului de diferite specii si clase

de calitate, la solicitarea i; k,, - coeficient de durata; kl, - coeficient de repartizare a inc5rciirilor, in cazul elementelor

compiise; k,s - coeficientul conditiilor de exploatare; k7.- coeficient de tratare.

b) in norma americana ,,Uniform Building Code11991 - cap. Wood" relatiile generale de calcul sunt similare, variind in limite reduse coeficientii si inàrimile rezistentelor caracteristice.

C) in Eurocode 5 relatiile de verificare sunt date sub forma:

SI < .fI , (C.4.2.) in care:

s , este efortul unitar efectiv la solicitarea i; J; este rezistenta caracteristica la solicitarea i.

C.4.3.3. Coeficientul de flambaj q,

Relafia de calcul (4.5) a coeficientului de flambaj introdusi in norma revizuita este similara cu cea din norma actuala si corespunde cu prevederile din normele pentru calculul celorlalte materiale de constructie (de exemplu metalul).

C.4.5. Bare solicitate la strivire oblicii

Relatia (4.8) rezulta din compunerea geometrica a eforturilor unitare de compresiune parale1 cu fibrele si perpendicular pe fibre, in zona de comportare elastica a materialului.

Page 85: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

C.4.7.1. Capacitatea de rezistentii a barelor solicitate la incovoiere

in mod curent, calculul elementelor solicitate la incovoiere se bazeaza pe o serie de ipoteze simplificatoare, admitindu-se ca se poate aplica legea lui Hooke si ca lemnul are aceeasi caracteristica de elasticitate la incovoiere, ca si in cazul solicitarii de intindere sau de compresiune. Cercetarile experimentale mai recente arata insa ca distributia eforturilor unitare normale pe sectiunea elementului incovoiat poate fi considerata liniara numai in faza initiala a incarckii, pozitia axei neutre coincizind cu centrul de greutate al sectiunii, iar deformatiile liniare specifice din zona comprimata (e,) fiind aproxima- tiv egale cu cele din zona intinsa (e,) (fig. C.4.2.a). Pe masura ce solicitarea creste, axa neutra incepe sa se deplaseze spre zona intinsa, ajungind la stadiul de rupere la valorile h, = (0,53 ... 0,55) h, alura diagramei eforturilor unitare normale in zona comprimata fiind curbilinie, iar raportul dintre deformatii le lin iare speci fice de compre- siune si de intindere se reduce pinà la 0,75 ... 0,80 la trepte de incartare ce preced ruperea elementului (fig. C.4.2.b).

h1 = (053.. 0.55lh.

Fig. C.4.2. Comportarea lemnului la incovoiere statici3 h stadiul elastic (a) si in stadiul plastic (b)

Ruperea elementelor din lemn supuse la incovoiere incepe in mod obisnuit cu fibrele extreme din zona comprimat5, unde se formeazà ondulatii (care se explica prin aparitia deformatiilor plastice

in aceastà zona) ce se extind spre interiorul sectiunii, determinind astfel deplasarea axei neutre spre zona intinsa si se termina prin ruperea fibrelor din zona intinsa.

!n prezenta norma s-a considerat C% elementele incovoiate lucreaza in domeniul elastic.

in cazul unor elemente cu deschideri foarte mari, utilizate la constructii de importanta deosebita trebuie sa se considere c5 distribu- tia eforturilor wnitare normale pe sectiune se realizeazii conforrn teoriei mecanicii sistemelor elasto-visco-plastice, dupa o fùncfie exponentiala in zona comprimata si dupa una lineara in zona intinsa (fig. C.4.2.):

8' o , , = A ( l - e - ) ; o , , = A . B . z . (C.4.3.)

Parametrii A si B sunt determinati din conditia de egalitate a eforturilor rezultate din zona comprimata si intinsà, respectiv a momentului exterior cu cuplul eforturilor unitare normale.

in aceste conditii, eforturile unitare normale in fibrele extreme se pot stabili cu expresiile:

o,, = k . M I W ; o,, = k , .MIW (C.4.4.)

k, si k, fiind coeficienti de corectie ce depind de pozitia axei neutre. Adoptiind pentru pozitia axei neutre valoarea determinata experimental h, = 0,53 h, se obtin k, = 0,95 si k, = 1 ,lo.

La calculul elementelor meniionate se va introduce un coefi~i- ent al conditiilor de lucru, care tine cont de comportarea in domeniul post-elastic a materialului lemnos.

C.4.7.2. Verificarea grinzilor incovoiate la forfecare

Necesitatea verificarii la forfecare apare numai la grinzile foarte scurte, a caror deschidere nu depaseste de cinci ori in5lfimea. O exceptie o constituie cazurile amplasarii unor sarcini concentrate mari in apropierea reazemului, ciind la momente incovoietoare' relativ mici apar eforturi de forfecare mari.

Page 86: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

C.4.8. Bare solicitate la incovoiere oblicà

La solicitarea de incovoiere oblicà, in domeniul de comportare elastica a materialului, eforturile finale rezulta din insumarea algebrica a eforturilor unitare, stabilite in raport cu cele doua axe centrale priiicipale de inerfie ale eleinentului, x-x si y-y, luand in calcul proiectiile incircirii pe aceste axe (v. fig. 4.5).

C.4.9. Bare solicitate la intindere si incovoiere (intindere excentricà)

I,a calculul barelor simple din lemn solicitate la intindere excentrica nu se tine seama de efectui favorabii al solicifarii de iiitiiidere asupra deformatici din incovoiere a barelor. Pentru zona de comportare elastica a niaterialului, eforturile finale rezulta din insumarea algebrica a eforturilor unitare normale rezultate din solici- tarea de intindere, respectiv incovoiere (fig. C.4.3). Prin aplicarea relatiei (4.19) se iau in considerare rezistentele de calcul diferite ale materialului la cele doui solicitiiri (intindere, respectiv incovoiere).

Fig. C.4.3. Bara solicitata la intindere excentrica

C. 6.2. Conditiile pe care trebuie sà le indeplineascà imbinàrile

La imbinarea din figura C.6.1, a o parte din efort se transmite prin chertare (imbinare pisuiti), cealalti prin buloane (imbinare

nepiisuita); imbinarea este defect~ioasii intrucit deformatiil'e celor doui mijloace de imbinare sunt diferite - incepe sa lucreze iinbinarea mai rigida (chertarea), pini aproape de rupere si apoi intra i11 lucru imbinarea inai putin rigida (buloanele). in acest caz corect este ca tot efortul sii se transinita prin chertare (fig. C.6.1, h ) sail prin buloane (fig. C.6.1, C ) .

Fig. C.6.1. Transiniterea eforturilor la nodul unei grinzi cu zabrele:

a - concomitent prin chertare si buloane; b - prin chertare; C - prin buloane

C.6.3.4.1. Date constructive la imbinàri prin chertare amplasate sub unghiul a

Modul de lucru sail capacitatea de rezistenti a unei imbinàri prin chertare frontali3 depinde in foarte mare masliri de forma tiieturii pragului.

In cazul chertirii ortogonale (fig. C.6.2, a) pragul fiind tiiat perpendicular pe directia foqei de compresiune N,., foGa de strivire N, este identica cu cea de compresiune. Componenta verticali ( V = N,. sin a ) exerciti o apasare asupra praglilui in zona eforturilor inaxime de forfecare, influentiiid favorabil comportarea pragului la forfecare, determinati de coinponenta orizontala.

Page 87: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Fig. c.6.2. Sclieme privind transmiterea efortiirilor la imbinarile prin chertare frontala cu prag simplu:

a - ortogonala; b - dupi bisectoare

h cnzzrl irnbinorii cu /fiiefurtr prtrgullri chrpfi hisectoclre (fig. C.6.2, b ) foca de compresiune N, se descoinpline in coinponentele N, ' si N,'', respectiv N,' si N,," corespiinzitoare celor dou i suprafete de strivire (1-2 si 2-3). Strivirea N, care face iingliiiiri egale cu fibrele celor doua eleinente, adic5 cele doua eleinente (talpa superioari si inferioara) lucreaz5 cu rezistente egale la strivire. Descompunind pe N,' intr-o componeiit5 orizontala N,' si una verticala V', se observa c i in acest caz N,' este inai mare decat N,, iar V' < V. Rezulta c5 o iinbinare ci1 tiietura pragului dup i bisectoare este solicitati intotdeau- na inai favorabil la forfecare decat o iinbinare cu cliertare ortogonali, datoriti fortei de forfecare N,' mai inari, si a fortei de apisare V'inai mici /l8/.

C.6.3.4.2. Calculisl irnbinirilor prin chertare frontalii

Uiighi~il a din relatia (6.2) este i~iigliiul pe care i1 face pragul cu directia fibrelor eleiiientului care se striveyte. Valoarea acestiii iinghi este egali ci1 valoarea unghiiilui a la praguri tiiiate ortogonal pe asa piesei coinprimate (vezi fig. C.6.4, rr, C si d la prageil al doilea) si egali c ~ i valoarea ungliiului bl2 la pragliri taiate dupà bisectoarea ~iiighiiilui exterior al pieselor.

La stabilirea adinciniii prag~irilor de chertare se vor respecta conditiile constructive specificate in paragrafi11 6.3.4.1.

Coeficientul 0,7 din ielatia (6.7) introduce i11 calcul posibilitatea siiprainc5rcarii priinului prag.

! 1 C.6.4.1.2. Calculull imbiniirilor cu pene prismatice din lernn l

In calcul. pentru o siguranti sporita. se considera c i bulonul de striìngere este dispus la marginea penei.

C.6.4.2.2. Calculul irnbinarilor cu pene rnetalice inelare

in iinbinirile ci1 pene inetalice inelare, transmiterea efortului se face prin solicitarea leinnului la strivire, respectiv la forfecare, ca si in cazul imbin5rilor ci1 pene diii leinii. Efort~irile unitare de strivire apar radial, aviiid valori inaxiine pe diametri11 parale1 ci1 directia efortului transmis si valoarea zero pe directia diaiiietrului perpendicular pe aceasta directie (fig. C.6.3).

directia de actionare s

a efortului exterior

Fig. C.6.3. Distributia eforturiloi ~initare normale de strivire l pe o pani inelari

Page 88: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Rezulti c i strivirea lemnului se produce pe semilunginiea cercului interior al peiiei inelare. ci1 valori variabile ale efortului unitar de strivire (O ... max.). in calcul se adinite ipoteza distributiei uniforme a eforturilor pe diametrul interior al penei.

Existenta tiieturii dupi generatoare asigiiri posibilitatea de modificare a formei initiale a inelului metalic si intrarea in actiune a ambelor jumititi ale acestuia (fig. C.6.4).

La forfecare se consideri c2 lucreazi portiunea di11 leinii din interiorul inelului metalic. Comportarea la forfecare este influentati de natura efortului diil iinbinare: la efortiiri de coinpresiune, diagraina de distributie a eforturilor unitare pe planul de forfecare este mai uniformi, intrucat scurgerea eforturilor se face diil doui sensuri, deci comportarea este mai favorabili, spre deosebire de imbinirile la care se transmit eforturi de tensiune, linde distributia eforturilor unitare de forfecare este neuniformi (fig. C.6.4, h), deci coinportarea este mai defavorabili.

Fig. C.6.4. Comportarea la strivire a unei pene inelare netede reglabile:

a - pozitia penei inainte de incarcarea grinzii; b - pozitia deformata a penei dup2 incarcarea grinzii; C - distributia eforturilor unitare de strivire pe pana.

C.6.5.1.3. Clasificarea imbinarilor cu tije

Notiuiiea de sectiune de forfecare este coiiveii~ional5 deoarece n u se poate produce forfecarea tijelor metalice; ruperea efectivi a imbinirii cu tije se produce, de obicei, n u ca rezultat al forfecirii directe a tijei de citre eleinentul diii leinii, ci ca rezultat al unor solicitiri complexe: incovoierea tijei. strivirea neuniforini a leinnului eleinentelor imbinate (sau a tijei daci este executati din lemn) si forfecarea sau despicarea elementelor iinbinate.

C.6.5.3. Capacitatea de rezistenta a imbinarilor cu tije

in iinbinirile cu tije cilindrice elastice. sub iiifluenta fortelor care tind s i deplaseze piesele asainblate, apar eforturi de strivire atàt in piesele asamblate, cit si in tiji. care se roteste putiii $i se incovoaie (fig. C.6.5, h). i n aceste tipuri de inibiniri n u apar eforturi de forfecare a tijei datoriti rezistenfei sporite a inetalului la acest efort (se produce strivirea leinnului) si nici rotiri mari ale tijei in iinbinare datoriti3 eforturilor de stringere care actioneazi intre tija si eleinentele imbinate.

variatia presiunilor I I

variatia presiunilor

a. b Fig. C.6.5. Deformatia unei imbinari cii tije $i diagrama eforturilor

de strivire in locas:

a - pentru o tija ripida; b - pentru o tija elastica

Page 89: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

Calciilul imbinarilor ci1 tije cilindrice presupiine verificarea rezistentelor at i t a tijelor (la incovoiere dacà sunt confectionate din otel. sali la incovoiere si strivire norinal pe fibre dac5 suiit din lemn), cat si a leinniilui (eleineiitelor iinbinate la eforturi de strivire, forfecare, despicare si rupere in sectiiinea cea inai slàbita.

Evitarea forfecarii si despicarii lemnului intre tije se realizeazi? prin respectarea distantelor ininiine intre tije si ìntre tije si inarginile pieselor inibinate (conforiii paragrafiilui 6.5.3.3.).

Pentru calculul iinbiiiàrilor cu tije se ~itilizeazà o serie de ineto- de aproxiinative la baza carora stau diverse ipoteze siiiiplificatoare, care coiiduc la relatii iisor aplicabile in calculele practice, se adinite cà:

- efort~irile de strivire, iii sens transversal pe axa ti.jei, siiiit distribuite ~iniform pe o suprafat5 diametrali si nu distribuite iie~iniform pe suprafala cilindricii (ctim sunt in realitate);

- efortiirile de strivire sunt distribuite pe intreaga lungime a tijei;

- diagrama de variatie a efoi-turilor de strivire in lungiil tijei este liniara, ceea ce echivaleazi cu ipoteza ci3 axa tijei este rectilinie pe toatà luiigiinea ei (fig. C.6.5, a).

Pornind de la aceste ipoteze siiiiplificatoare, capacitatea--de rezistenta a iinei tije se stabileste di11 coi~difiile de:

- strivirea elementiilui central, L,,, ,; - strivirea elementului inarginal, L,,,,,,; - incovoierea tijei, L,,, ,,,,.

Relatia de calcul (6.35) utilizat8 pentru deterininarea capacitiitii de rezistenta a iiiiei iinbinàri cu tije se iiiscrie in inetodologia de stabilire a capacit8tilor de rezistenta peiitrii barele din leinn si pentru celelalte tip;iri de iinbinàri. Relatiile pentrii stabilirea capacitatilor de rezisteiità ale diverselor tipuri de ti.je, la diferite solicit5ri, date in tabelul 6.6, pastreaza iiietodologia de abordare diil norina reviziiita.

In norina canadiana CANICSA 086.1-M 91 capacitatea de rezistentà a imbinarilor cu tije se stabileste printr-o relatie siinilari cu

(6.35). Capacitatea de rezistentà a unei tije la incarcàri paralele cu fibrele eleinentelor iinbinate, respectiv perpendiculare pe fibrele eleinentelor iinbinate, se dà intabulat in fiincfie de specia de niaterial lernnos. dianietrul ti-jelor si diniensiunea pieselor diii leriin ce se imbini.

In Eurocode 5, capacitatea de rezisteiita a tijelor se stabileste in functie de:

- tipiil iinbingrii (cu una sau cu douà sectiiini de forfecare): - - Iatimea elemeiit~ilui inibiiiat, respectiv adinciinea de

p8trundere a ti.jei in iiltiiiiul elemeiit imbiiiat: - diaiiietrul tijei; - tipul ecliselor di11 iinbinare (din lemn sau metal); - caracteristica de rezistenta a tijei.

C.6.6. irnbiniri cu tije solicitate la smulgere

Cuiele rezista la smiilgere datorità fortelor de frecare care apar intre siiprafata cilindricà a tijei cui~ilui si peretii locasiilui ìii care acestea au fost iiitroduse. Fortele de frecare se niicsoreazà iniilt in cazul aparitiei fisiirilor si cripaturilor in leinn, care reduc forta de stringere a cuiului, de aceea pentrii cuie ce lucreazi la smiilgere este obligatorie respectarea acelorasi norme de asezare ca si i n caziil cuielor care lucreazà la solicitàri obisnuite.

Pe baza de experiinentari s-a demonstrat ca rezisteiita la sinul- gere a cuielor creste proportional CLI suprafata de frecare dintre leinn si cui, dar numai peiitru cuiele cu diainetru sub 5 inm; pentru cuie cu diametrul mai mare de 5 inin, din cauza devierii fibrelor in tiinp~il baterii, rezistenta la smulgere ràinine aproxiiiiativ egal5i cu cea a cuielor CLI diainetru de 5 inin, la aceeasi lungiine de 'incastrare. Din acest motiv, se recoinanda folosirea cuielor cu diametru inaxini de 5 inin.

$uruburile rezisti la smiilgere datorità piitrunderii filetului in sanfu1 pe care acesta il taie iii lemii in iiioinentul insiirubàrii. Diii acest motiv, rezistenta la sinulgere a suruburilor depinde in mare in8sur2 de

Page 90: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

inodul de insurubare. de aceea nii se adinite baterea suruburilor cu ciocanul. Totodati, pentrii a se asigura o stringere corecti a pieselor asamblate si pentru a se evita despicarea leinnului este necesari respectaiea distantelor ininiine dintre suruburi previzute in paragraful 6.5.3.3.

In norma caiiadiani CANICSA 086.1-M 91 capacitatea de rezistenti a tijelor solicitate la sinulgere se stabileste pe baza unei relatii similare cu relatiile (6.41) si (6.42), in care rezistenta tijei se d i intabulat, in ~ l i n m ' in functie de diametrul tijei si de specia de materia1 lemnos ~itilizati.

in Eurocode 5 adinciinea de incastrare a tijelor este 12d pentru cuie netede. si 8ti' pentru celelalte tipuri de tije. Capacitatea de rezistenti a tijelor se stabileste in functie de diainetru, adinciniea de incastrare si inasa voluinici a leinnuliii.

BIBLIOGRAFIE

1. Darie in., Vicareani1 r. - Cod pentru culculul si ulciittiirea elementelor de coristruc/ii dili Ientn - N P 005-96.

2. Karlsen G.G.S.A. - ConstrucFii (/in Iemn, vol. 1 si 2, Editura de stat pentru arliitectura si constructii, 1955.

3 . Marusceac D., - C'onstructii ii~o~i'erne di11 Ieti111, Edit~ira Teliiiica, Bucuresti, 1997.

4. Natterer J., Herzog Th., Volz M. - Constrzlire en hois, vol. 2. Lausanne. 1994.

5. Zeller E. - Preformances des constructions en bois e/ niaintenance in Aiinales de I'lnstitiit Tehnique du Batiinent et des Travaux Publics, 199 1.

6. x x x Annua1 Book of ASTM St'nndard.~. Volutne 03.09. Wood, American Society for Testing and Materials, 1990.

7. x x x Australiun Standard National Tiniher Framing Code, AS 1 68411 992.

8. x x x CAN PER CAS 086.1-m89 Engineering Design in Wood (LIMIT STATES DESIGN), Ontario, Canada, 199 1 .

9. x x x Eurocode 5 - Crrlcul des .structzrres en hois, Editions Eyrolles, Paris, 1996.

I

Page 91: NP 005 2003 Proiectarea Constructiilor Din Lemn

10. x x x Wootf Engineering and Cnnstrzrction H~mdhook, third edition, Mc Graw-Hill Inc., New York, 1999.

l I . x x x Stnrctzrres en bois LILI.Y e1at.s lirnites, vol. 1 Mciferi~iu.~ el buses ci% ctrlctrl. Paris 1996.

12. x x x Structtcrcs en hois u u . ~ etcrts linlites, vol. 2 Ctrlcul u% stnrcrzrres, Paris 1997.

1 3 . x x x UNIF0Rh.l BUILDING CODE-CAP. WOOD, 199 1.

14. x x x WOOD DESIGN MANIJ'AL, Cai~adia i~ Wood Coui~cil, Ottawa 1990.

MINISTERUL TRANSPORTURILOR, CONSTRUCTIILOR $1 TURISMULUI

ORDINUL Nr. 302 din 16.09.2003

pentru aprobarea reglernentarii tehnice ,,Normativ privind proiectarea planseelor compuse din tabla

cutati-beton (revizuire P 134-93)", indicativ P 134-03

in conformitate cu prevederile art. 38 alin. 2 din Legea nr. 1011995, privind calitatea in constructii, cu modificarile ulterioare,

In temeiul prevederilor art. 2 pct. 45 si ale art. 5 alin. (4) din Hotararea Guvernului nr. 740 I 2003 privind organizarea si functionarea Ministerului Transporturilor, Constructiilor si Turismului,

Avànd in vedere avizul nr. 39108.07.2003 al Comitetului Tehnic de Specialitate,

Ministrul transporturilor, constructiilor si turismului emite urmatorul

ORDIN:

Art. 1. - Se aproba reglementarea tehnica ,,Nonativ privind proiectarea planseelor cornpuse din tablii cutatii-beton (revizuire P 134-93)", indicativ P 134-03, elaborata de INCERC, filiala Timisoara, si prevszuta in anexa' care face parte integranta din prezentul ordin.

Art. 2. - Prezentul ordin va fi publicat in Monitorul Oficial al Romanici, Partea I.

Art. 3. - La data publicarii prezentului ordin isi inceteazs valabilitatea reglementarea tehnica Instruc(iuni tehnice pentru calculul si alcatuirea placilor compuse din tabla cutata-beton, indicativ P 134-93, aprobata prin ordin MLPAT nr. 22/N/07.07.1993.

Art. 4. - Directia Generala Tehnica va aduce la indeplinire prevederile prezentului ordin.

MINISTRU,

MIRON TUDOR MITREA

' Anexa se public8 in Buletinul Constructiilor editat de Institutul National de Cercetare- Dezvoltare i n Constructii si Economia Constructiilor - INCERC Bucuresti.