NP-005-2005 - Lemn

Embed Size (px)

Text of NP-005-2005 - Lemn

  • NORMATIV PROIECTARE PENTRU STRUCTURI DIN LEMN

    NP 005 / 2005

  • CAPITOLUL 1

    GENERALITI

    1.1. OBIECT I DOMENIU DE APLICARE 1.1.1. Prezenta norm tehnic stabilete reglementrile de calcul i alctuire constructiv a elementelor de construcie din lemn masiv utilizate la construcii civile, industriale i agrozootehnice. 1.1.2. Temperatura maxim a mediului ambiant n care pot fi exploatate construciile din lemn se limiteaz la maximum 55C. 1.1.3. La proiectarea elementelor de construcie din lemn, pentru asigurarea durabilitii lor, trebuie s se in seama de regimul de expunere la intemperii i la umiditate, precum i de condiiile specifice de exploatare. n funcie de aceti factori, n proiectele de execuie se stabilesc: - clasa de calitate a lemnului i specia utilizat; - modul de alctuire a elementelor de construcie; - msurile de prezervare necesare. 1.1.4. Principiile de proiectare, rezistenele de calcul i prescripiile constructive din prezenta norm pot fi aplicate i la proiectarea construciilor din lemn cu alte destinaii dect cele de la punctul 1.1.1., innd seama de condiiile tehnice specifice construciilor respective. 1.2. UNITI DE MSUR Unitile de msur folosite corespund sistemului internaional de msuri SI: - pentru fore i ncrcri concentrate.....................................N sau kN; - pentru ncrcri distribuite linear.......................N/mm sau kN/m; - pentru ncrcri distribuite pe suprafa..................N/mm2 sau kN/m2; - pentru masa volumic........................................................... kg/m3; - pentru tensiuni normale i tangeniale..........N/mm2 (1N/mm2= 1MPa);

    - pentru momente ncovoietoare....................................Nmm sau kNm.

    1

  • 1.3. SIMBOLURI

    - temperatura mediului nconjurtor; i - umiditate relativ a aerului; 0,05 - valoarea maxim a masei volumice, fractilul de 95%; 0,95 - valoarea minim a masei volumice, fractilul de 5%; 0,95 - fractilul de 95%; 0,05 - fractilul de 5%; R - rezistena caracteristic; R - rezistena caracteristic la ncovoiere static; Rt - rezistena caracteristic la ntindere; Rc - rezistena caracteristic la compresiune n lungul fibrelor; Rc - rezistena caracteristic la compresiune n plan normal pe direcia

    fibrelor; Rf - rezistena caracteristic la forfecare n lungul fibrelor; Rf - rezistena caracteristic la forfecare n plan normal pe direcia

    fibrelor; E0,05 - valoarea caracteristic a modulului longitudinal de elasticitate; E - modulul longitudinal de elasticitate; G0,05 - valoarea caracteristic a modulului transversal de elasticitate; G - modulul transversal de elasticitate; Ric - rezistena de calcul; mui - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos; mu - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru ncovoierea static; mut - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru ntindere; muc - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru compresiune n lungul fibrelor;

    muc - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru compresiune n plan normal pe direcia fibrelor;

    muf - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru forfecare n lungul

    2

  • fibrelor; muf - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru forfecare n plan normal pe direcia fibrelor;

    muE - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos pentru modulul longitudinal de elasticitate la ncovoiere static;

    mdi - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor;

    md - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor pentru ncovoiere static i forfecare;

    mdc - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor pentru compresiune;

    mdt - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor pentru ntindere;

    mdE - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor pentru modulul longitudinal de elasticitate;

    i - coeficieni pariali de siguran; - coeficieni pariali de siguran la ncovoiere; t - coeficieni pariali de siguran la ntindere; c - coeficieni pariali de siguran pentru compresiune n lungul

    fibrelor; c - coeficieni pariali de siguran pentru compresiune n plan normal

    pe direcia fibrelor; f - coeficieni pariali de siguran pentru forfecare n lungul fibrelor; f - coeficieni pariali de siguran pentru forfecare n plan normal pe

    direcia fibrelor; f - coeficient de frecare; a - adncimea maxim a chertrii; b - grosimea seciunii transversale; h - nlimea seciunii transversale; c - lungimea minim a chertrii; l0 - lumina golului; lc - deschidere de calcul; fmax,final - deformaie maxim final la ncovoiere; f1 - sgeata datorat ncrcrilor permanente; f2 - sgeata datorat ncrcrilor temporare; fi - sgeata datorat deformaiei mbinrilor; fc - contrasgeata iniial a grinzii nencrcate ; f1,inst - sgeata instantanee datorat ncrcrilor permanente;

    3

  • f2,inst - sgeata instantanee datorat ncrcrilor temporare; kdef - coeficient care ia n considerare durata de aciune a ncrcrilor i

    clasa de exploatare a construciei; L - efort efectiv n tij; Lcap - efort capabil n tij; lf - lungime de flambaj; a - zveltee admisibil; f - coeficient de zveltee; Fi - capacitate de rezisten a barei la solicitareai; Si - caracteristica secional; mT - coeficient de tratare; Anet - arie net; Tr - capacitate de rezisten la ntindere; Abrut - arie brut; Aslabiri - arie slbiri; Acalcul - arie de calcul; Cr - capacitate de rezisten la compresiune axial paralel cu fibrele; c - coeficient de flambaj; Rc - rezisten de calcul la ncovoiere static; Rtc - rezisten de calcul la ntindere; Rcc - rezisten de calcul la compresiune n lungul fibrelor;

    Rcc - rezisten de calcul la compresiune n plan normal pe direcia fibrelor;

    Rcf - rezisten de calcul la forfecare n lungul fibrelor; Rcf - rezisten de calcul la forfecare n plan normal pe direcia fibrelor; - zveltee; Qr - capacitate de rezisten la compresiune n plan normal pe direcia

    fibrelor; Ac - arie de contact; mr - coeficient de reazem; Rcc - rezisten la strivire sub unghi ; i - raz de giraie; - unghiul de nclinare a forei fa de direcia fibrelor; As - arie de strivire; Nr - capacitatea de rezisten la strivire sub unghi ; Vr - capacitate de rezisten la forfecare n plan normal pe direcia

    fibrelor; Af - aria seciunii care se foarfec; Fr - capacitate de rezisten la forfecare n lungul fibrelor; mf - coeficient de frecare; - coeficient ce ine cont de tipul forfecrii; lp - lungimea pragului de forfecare;

    4

  • e - excentricitate de aplicare a forei; Mr - capacitate de rezisten la ncovoiere; Wcalcul - modul de rezisten de calcul; Wbrut - modul de rezisten brut; Lr - capacitate de rezisten la lunecare; I - moment de inerie; S - moment static; fadm - deformaie maxim admisibil; Mxr - capacitate de rezisten la ncovoiere pe direcia x; Myr - capacitate de rezisten la ncovoiere pe direcia y; Mxef - moment ncovoietor efectiv pe direcia x; Myef - moment ncovoietor efectiv pe direcia y; fxmax,final - deformaie maxim final la ncovoiere pe direcia x; fymax,final - deformaie maxim final la ncovoiere pe direcia y; Tef - efort de ntindere axial de calcul; Mef - moment ncovoietor de calcul; Cef - efort de compresiune axial de calcul; Mfef - moment ncovoietor maxim final; CE - efort axial de compresiune pe direcia de aplicare a momentului; Lfef - fora tietoare de calcul; mR - coeficient de repartiie a ncrcrilor; Tr,i - capacitate de rezisten la ntindere axial a elementului i; Rct - rezisten de calcul a lemnului masiv la ntindere axial; Anet.i - arie net a seciunii de calcul, pentru bara i; mT - coeficient de tratare a lemnului; E|| - modul de elasticitate; Tr - capacitate de rezisten a unei bare compuse din lemn, supus la

    ntindere axial; Tef - for total efectiv de ntindere ntr-o bar compus; Tef.i - for efectiv de ntindere aferent elementului i; Abrut.i - arie brut a seciunii de calcul, pentru bara i; Cr,x - capacitate de rezisten la compresiune a barelor pachet n raport

    cu axa x-x normal pe rosturi; R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,

    paralel cu fibrele; Acalcul - aria seciunii de calcul a tuturor elementelor componente ale barei

    pachet; cx - coeficient de flambaj, n raport cu axa x-x; Cr,y - capacitate portant la compresiune a barelor pachet n raport cu

    axa y-y paralel cu rosturile; cy - coeficient de flambaj, n raport cu axa y-y; - coeficient de zveltee transformat al barei, n raport cu axa y-y; try

    5

  • - coeficient de majorare a zvelteei barei compuse; y - coeficient de zveltee a barei, n raport cu axa y-y; k - coeficient de calcul; b - dimensiunea seciunii transversale a unei bare compuse, paralel cu

    rosturile; h - dimensiunea seciunii transversale a unei bare compuse, n sens

    perpendicular pe rosturi; r - numr de rosturi; lf - lungime de flambaj a barei; ne - numr efectiv de seciuni de forfecare; d - diametru tij; a - grosimea celei mai subiri piese din pachet; Ap - aria elementelor principale ale barei compuse; x - coeficient de zveltee a barei, n raport cu axa x-x; ix - raz minim de giraie a seciunii, n raport cu axa x-x; Ip,x - moment de inerie al elementelor principale, n raport cu centrul de

    greutate al seciunii, dup axa x-x; Is,x - moment de inerie al elementelor secundare, n raport cu centrul de

    greutate al seciunii, dup axa x-x; iy - raz de giraie a seciunii, n raport cu axa y-y; Ip,y - moment de inerie al elementelor principale, n raport cu centrul de

    greutate al seciunii, dup axa y-y; Is,y - moment de inerie al elementelor secundare, n raport cu centrul de

    greutate al seciunii, dup axa y-y; - coeficient de zveltee echivalent al barei, n raport cu axa y-y; eyn - numrul de elemente principale; 1 - coeficient de zveltee al unui element izolat; l1 - distan dintre dou fururi scurte; i1 - raz de giraie, n raport cu axa y-y, a unui element izolat; I1 - moment de inerie al unui element izolat, n raport cu centrul de

    greutate al seciunii, dup axa y-y; A1 - arie a unui element izolat; Cef - efort de compresiune efectiv; Cr - capacitate portant a barei la compresiune; M - moment ncovoietor maxim final, n raport cu axa perpendicular fef

    pe direcia de aciune a forelor;

    6

  • M - capacitate de rezisten corectat a barei la ncovoiere, n raport cu cr axa perpendicular pe direcia de aciune a forelor;

    kw - coeficient de reducere a modulului de rezisten; cR - rezisten de calcul a lemnului masiv la ncovoiere static;

    W - modul de rezisten n raport cu axa y-y, pentru seciunea cea mai ycalcul solicitat a elementului compus;

    Lt - for de lunecare total; S - moment static al seciunii n raport cu axa neutr, perpendicular

    pe planul de aciune al solicitrilor; I - moment de inerie brut al seciunii n raport cu axa principal de

    inerie, perpendicular pe planul de aciune a solicitrilor; A , Aft T - suprafa a diagramei forei tietoare; Lri - capacitate de rezisten a elementelor de mbinare; f1 - factor de distribuie al forei de lunecare la mijloacele de mbinare; n - numr de elemente de mbinare; La - capacitate de rezisten a unui element de mbinare; Crx - capacitate de rezisten a barei la compresiune, n raport cu axa

    x-x; M - moment ncovoietor maxim final, stabilit n raport cu axa x-x, fefx

    perpendicular pe direcia de aciune a forelor; Mr x - capacitate de rezisten a barei la ncovoiere, n raport cu axa x-x; Mr - capacitate de rezisten la ncovoiere; W - modul de rezisten la ncovoiere corectat; ccalculWnet - modul de rezisten al seciunii nete a barei; Ic - moment de inerie corectat; ki - coeficient de reducere a momentului de inerie; Ibrut - moment de inerie al seciunii brute, n raport cu axa neutr; R - rezistena la strivire perpendiculara pe fibra lemnului, cu valoare de

    cstr C

    calcul; R cc - rezistena la compresiune perpendicular pe fibra lemnului, cu C

    valoare de calcul; Qri - capacitate de rezisten a mbinrilor la piese amplasate

    perpendicular; R - rezistena la compresiune perpendicular pe fibra lemnului, cu cc

    valoare de calcul; Ac - arie de contact dintre dou elemente de lemn dispuse

    perpendicular; mT - coeficient de tratare a lemnului; mr - coeficient de reazem;

    7

  • Qef - efort efectiv de compresiune perpendicular pe fibra lemnului, la piese dispuse perpendicular;

    - unghi format de direcia de acionare a efortului de compresiune i direcia orizontal;

    hc - nlime prag de chertare (adncimea chertrii); h - nlime element n seciune transversal; lp - lungime prag de chertare; lf - lungime de forfecare a pragului de chertare; hc1 - nlime a primului prag de chertare (adncimea chertrii); hc2 - nlime a celui de-al doilea prag de chertare (adncimea chertrii); lp1 - lungime a primului prag de chertare; lp2 - lungime a celui de-al doilea prag de chertare; lf1 - lungime de forfecare a primului prag de chertare; lf2 - lungime de forfecare a celui de-al doilea prag de chertare; Nr - capacitate de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinri

    prin chertare frontal cu prag simplu; Cr - capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cu

    direcia fibrelor; Nr - capacitate de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinri

    prin chertare frontal cu prag simplu; Cr - capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cu

    direcia fibrelor; Qr - capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite),

    perpendicular pe direcia fibrelor; - unghi determinat ntre direcia de aciune a forei de compresiune

    i direcia orizontal;

    R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune axial, paralel cu fibrele;

    R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune, perpendicular pe direcia fibrelor;

    Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie paralel cu fibrele piesei care se strivete;

    Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie perpendicular cu fibrele piesei care se strivete;

    mr - coeficient de reazem; N tr - capacitate de rezisten total la strivire a unei mbinri frontale cu

    prag dublu; Nr,1 - capacitate de rezisten la strivire a primului prag de chertare; Nr,2 - capacitate de rezisten la strivire a celui de-al doilea prag de

    chertare;

    8

  • Fr - capacitate de rezisten a pragului la forfecare; R cf - rezisten de calcul a lemnului masiv la forfecare paralel cu

    fibrele; Af - aria pragului la forfecare; mf - coeficient de forfecare; Fr,1 - capacitate de rezisten a primului prag de chertare la forfecare; Fr,2 - capacitate de rezisten a celui de-al doilea prag de chertare la

    forfecare; Af1 - arie de forfecare a primului prag de chertare; Af2 - arie de forfecare a celui de-al doilea prag de chertare; mf1 - coeficient de forfecare corespunztor primului prag de chertare; mf2 - coeficient de forfecare corespunztor celui de-al doilea prag de

    chertare; Fef - for efectiv de forfecare; Fef 1 - for efectiv de forfecare, corespunztoare primului prag de

    chertare; Fef 2 - for efectiv de forfecare, corespunztoare celui de-al doilea prag

    de chertare; Nc ef - ncrcare efectiv de calcul, care acioneaz perpendicular pe

    pragul de chertare; Nc ef 1 - ncrcare efectiv de calcul, aferent primului prag de chertare; Nc ef - ncrcare efectiv de calcul, care acioneaz perpendicular pe

    pragul de chertare; As1 - arie de strivire a primului prag de chertare; As2 - arie de strivire a celui de-al doilea prag de chertare; Nef bulon - efort axial din bulonul de solidarizare; Ncap bulon - capacitate de rezisten a bulonului de solidarizare; nb - numr de buloane; Nc - efort axial efectiv de compresiune n mbinare; - unghi ntre piesele mbinate; Anet - arie net a bulonului de solidarizare; Rot - rezisten de calcul a oelului la ntindere; m0 - coeficient de lucru al bulonului n mbinare; Vef - reaciune vertical n mbinare; Qri - capacitate de rezisten la strivire perpendicular pe fibre; n - numr de cuie necesare; L - component orizontal a efortului din bulonul de solidarizare; La - capacitate de rezisten minim a unei tije; lp - lungime pan de mbinare; Lef p - efort de lunecare care acioneaz asupra unei pene; Lcap s - capacitate de rezisten a unei pene; R - rezisten de calcul a lemnului la compresiune; cc

    9

  • As - suprafa de strivire a penei; mr - coeficient de reazem; L - capacitate de rezisten a unei pene la strivire; obliccap s L - capacitate de rezisten a unei pene la strivire paralel cu fibrele; s capL - capacitate de rezisten a unei pene la strivire perpendicular pe s cap

    fibre; - unghi de nclinare a laturii scurte a penei; L - capacitate de rezisten a unei pene, stabilit din condiia de pcap f

    forfecare; R - rezisten de calcul a lemnului la forfecare; cfAf - suprafa de forfecare a penei; mf - coeficient de forfecare; bp - lime a suprafeei de forfecare; Lef g - efort de lunecare pe grind; L - capacitate de rezisten a grinzii pe poriunea dintre dou pene, gcap f

    stabilit din condiia de forfecare; R - rezisten de calcul a lemnului la forfecare paralel cu fibrele; cf CA - suprafa de forfecare a grinzii ntre dou pene; gfA brut - arie brut a buloanelor de strngere; necksl - coeficient care ine cont de slbiri n zona filetat a bulonului; Qb - efort n bulon; c - interspaiu ntre elementele mbinate; n - numr necesar de pene; necpLtotal - lunecare din ncovoiere pe ntreaga lungime a elementelor care se

    mbin; L - efort minim capabil al unei pene; pcap min dp - diametru interior pan inelar; bp - nlime pan inelar; tp - grosime inel pan inelar; z - fant tiat dup generatoare a unei pene inelare netede reglabile; s1 - distan ntre centrele a dou pene consecutive; s2 - distan ntre centrul penei i captul elementului de mbinat, tiat

    drept; s3 - distan ntre centrul penei i captul elementului de mbinat, tiat

    oblic; Lef p - efort efectiv care acioneaz asupra unei pene; L - capacitate de rezisten minim a unei pene; pcapL - capacitate de rezisten a unei pene stabilit din condiia de pcap s

    strivire;

    10

  • mu - coeficient de utilizare a miezului de lemn din interiorul penei; - coeficient de neuniformitate a distribuiei eforturilor unitare

    tangeniale pe suprafaa de forfecare; lf - lungime prag de forfecare; e - bra de prghie al cuplului de forfecare; a - grosime dulap de lemn; k - coeficient de reducere a capacitii de rezisten a penelor; - unghi determinat de direcia efortului ce acioneaz asupra unei

    pene i direcia fibrelor piesei de lemn; n - numr necesar de pene inelare; necpeneNtotal - efort axial total; d - diametru tij; lgaur - adncime de ptrundere a unei tije introduse prin batere sau

    nurubare; ltij - lungime tij; dgaur - diametru gaur pregtit pentru introducerea unui bulon; dtij - diametru tij; Lnec cui - lungime necesar a unui cui; n - numr piese din pachet; c - grosime piese din pachet; l - grosime pachet piese lemn, care se strnge cu buloane; s1 - distan ntre axele tijelor n lungul fibrelor elementului; s2 - distan de la tije pn la captul elementului din lemn, n sens

    longitudinal fibrelor; s3 - distan ntre axele tijelor pe direcia transversal fibrelor

    elementului; s4 - distan ntre ultimul rnd de tije i marginea elementului din lemn,

    pe direcia transversal fibrelor elementului; c - grosimea celei mai subiri piese din pachet; Lcap i - capacitate de rezisten a unei mbinri cu tije; - coeficient parial de siguran; Lmin t - capacitate de rezisten minim a unei tije, ntr-o seciune de

    forfecare; nt - numr tije; nf - numr seciuni de forfecare n care lucreaz tijele; mu - coeficient al condiiilor de lucru; mR - coeficient care introduce n calcul repartiia neuniform a

    ncrcrilor la tije; Lcap t - capacitate de rezisten a unei tije ntr-o seciune de forfecare; ke - coeficient de multiplicare; (ke)1/2 - coeficient de multiplicare;

    11

  • Lcap c - capacitate de rezisten a unei tije cilindrice la strivirea elementelor

    centrale, pentru o seciune de forfecare; Lcap m - capacitate de rezisten a unei tije cilindrice la strivirea elementelor

    marginale, pentru o seciune de forfecare; Lcap nc - capacitate de rezisten a unei tije cilindrice la ncovoierea tijei,

    pentru o seciune de forfecare; c - grosime a celei mai subiri piese centrale; a - grosime a celei mai subiri piese marginale; k - coeficient de multiplicare; (k)1/2 - coeficient de multiplicare; hc - adncime loca n grind; Lcap min - capacitate de rezisten a unei pene lamelare flexibile din lemn; Lcap s - capacitate de rezisten a unei pene lamelare flexibile din lemn,

    stabilit din condiia de strivire a lemnului; Lcap - capacitate de rezisten a unei pene lamelare flexibile din lemn,

    stabilit din condiia de ncovoiere a penei; R - rezisten de calcul a lemnului la compresiune perpendicular pe cs

    fibre; cR - rezisten de calcul a lemnului la ncovoiere static;

    bp - lime pan; hp - nlime pan; tp - grosime pan; ms - coeficient de variaie a distribuiei eforturilor de strivire pe

    nlimea penei; m - coeficient de variaie a eforturilor unitare din ncovoiere; Lcap s - capacitate de rezisten a unei pene lamelare flexibile din oel,

    stabilit din condiia de strivire a lemnului; R cc - rezisten de calcul a lemnului la compresiune paralel cu fibrele; Cms || - coeficient de variaie pe nlimea penei a distribuiei eforturilor de

    strivire paralel cu fibrele; ls - lungime de ncastrare a tijei; a - grosimea elementului care se susine; l - lungime a tijei urubului; Ncap s - capacitate de rezisten a unei mbinri cu tije solicitat la

    smulgere; - 3,14 dc - diametru cui; lc - lungime de ncastrare a cuiului;

    12

  • R - rezisten la smulgere a unei tije; csds - diametru urub; ls - lungime de ncastrare a urubului;

    1.4. CLASIFICAREA ELEMENTELOR I A CONSTRUCIILOR DIN LEMN

    1.4.1. Din punctul de vedere al raportului dimensiunilor geometrice,

    elementele de construcie din lemn se clasific n: - elemente lineare (bare), la care lungimea elementului este sensibil mai mare dect dimensiunile seciunii transversale (grinzi simple sau compuse, stlpi); - structuri plane, la care una dintre dimensiunile elementului este sensibil mai mic dect celelalte dou i care pot prelua fore n planul acestora (grinzi cu zbrele, arce, cadre etc.); pentru asigurarea stabilitii n plan transversal pe planul elementului se iau msuri suplimentare de rigidizare i contravntuire; - structuri spaiale, dezvoltate tridimensional, care preiau solicitri pe trei direcii.

    1.4.2. n prezenta specificaie tehnic construciile i elementele de construcie din lemn se clasific, n funcie de durata de exploatare n: definitive i provizorii. Observaie: n categoria elementelor i construciilor provizorii se includ: elementele din lemn pentru cofraje, eafodaje i susineri, precum i construciile demontabile i remontabile cu durata de exploatare pe un amplasament sub doi ani. 1.4.3. Din punctul de vedere al condiiilor n care se exploateaz elementele de construcie din lemn, se definesc urmtoarele clase de exploatare: clasa 1 de exploatare, caracterizat prin umiditatea coninut de materialul

    lemnos corespunztoare unei temperaturi = 202C i a unei umiditi relative a aerului i65%;

    clasa 2 de exploatare, caracterizat prin umiditatea coninut de materialul

    lemnos corespunztoare unei temperaturi = 202C i a unei umiditi relative a aerului 65%i80%;

    13

  • clasa 3 de exploatare, caracterizat prin umiditatea coninuta de materialul lemnos superioar celei de la clasa 2 de exploatare.

    1.4.4. La elementele de construcie din lemn exploatate n clasa 1, umiditatea de echilibru a lemnului nu va depi 12%, iar la cele din clasa 2, umiditatea de echilibru a lemnului nu va depi 20%. 1.4.5. Variaia umiditii de echilibru a lemnului n funcie de umiditatea relativ a aerului interior, la diferite temperaturi, sunt prezentate n figurile 1.1 i 1.2

    Fig. 1.1. Curbele de echilibru higroscopic a lemnului, n funcie de condiiile de mediu

    14

  • Fig. 1.2. Umiditatea de echilibru a lemnului, W, n funcie de umiditatea relativ a aerului, , la temperatura t

    1.5. PRINCIPII GENERALE DE ALCTUIRE I CALCUL 1.5.1. VERIFICAREA ELEMENTELOR 1.5.1.1. Elementele i construciile din lemn se verific n domeniul elastic al comportrii materialului. 1.5.1.2. Calculul elementelor de construcie din lemn se face pe baza principiilor generale de verificare a siguranei construciilor prevzute n STAS 10100/0-75, prin verificarea comportrii corespunztoare fa de strile limit ce pot apare n diferite etape (execuie, exploatare, perioade de reparaie). Verificarea se face innd seama de cele mai defavorabile ipoteze de solicitare i de cele mai defavorabile caracteristici ale materialelor, ce pot apare n condiiile considerate. 1.5.1.3. Stabilirea celor mai defavorabile condiii de solicitare luate n calcul se va face conform prevederilor de la punctul 1.5.2. 1.5.1.4. Stabilirea celor mai defavorabile caracteristici ale lemnului de construcie luate n considerare n calcul se va face conform prevederilor de la punctul 1.5.3.

    15

  • 1.5.1.5. Influena unor abateri sistematice, a unor alctuiri particulare, a unor condiii speciale de exploatare sau a unor simplificri introduse n calcule se iau n considerare prin intermediul unor coeficieni ai condiiilor de lucru pentru element. 1.5.1.6. La calculul elementelor i a construciilor din lemn se iau n considerare urmtoarele stri limit: a) stri limit ultime ce corespund epuizrii capacitii de rezisten sau unei alte pierderi ireversibile a calitilor necesare exploatrii construciilor; principalele fenomene ce pot s conduc la apariia acestora sunt:

    - ruperi de diferite naturi; - pierderea stabilitii formei sau a poziiei; - stri care implic ieirea din lucru a construciei datorit unor

    deformaii remanente excesive. b) stri limit ale exploatrii normale ce corespund ntreruperii capacitii de asigurare a unei exploatri normale a elementelor de construcie; principalele fenomene ce pot s conduc la apariia acestei categorii de stri limit sunt deplasrile statice sau dinamice excesive. Observaie: n afara verificrilor menionate, prin proiectare trebuie s se asigure durabilitatea construciei din lemn la biodegradare printr-o alctuire corespunztoare i msuri de prezervare. 1.5.2. DETERMINAREA SOLICITRILOR 1.5.2.1. La determinarea solicitrilor pentru verificarea la diferite stri limit se va lua n considerare modul real de lucru al elementelor sau al structurii n ansamblu la starea limit considerat, innd cont i de caracterul construciei (definitiv sau provizorie). 1.5.2.2. Calculul solicitrilor se face cu luarea n considerare a ncrcrilor conform prevederilor din STAS 10101/0-75, valorile normate i de calcul fiind stabilite conform standardelor pentru diferite categorii de ncrcri. 1.5.2.3. n relaiile de calcul din normativ, solicitrile sunt considerate cu valorile lor absolute. 1.5.3. CARACTERISTICILE MATERIALULUI LEMNOS

    16

  • 1.5.3.1. Valorile de calcul ale rezistenelor diferitelor specii de lemn utilizate n tehnica construciilor sunt stabilite n capitolul 2 pe baza valorilor rezistenelor caracteristice ale lemnului natural (cu defecte), innd seama de fluajul lemnului, de clasa de exploatare a construciei i de sigurana necesar n exploatare. 1.5.3.2. Proiectantul va analiza condiiile reale de exploatare a elementelor i construciilor din lemn, care pot conduce la modificarea caracteristicilor mecanice ale materialului lemnos i va introduce n calcul coeficieni ai condiiilor de lucru specifici. 1.5.4. CONDIII SPECIALE DE CALCUL 1.5.4.1. Pentru construciile de importan excepional, nominalizate de ctre organele abilitate prin lege, pot fi admise msuri de asigurare la nivel superior celui din prezentul normativ i pot fi adoptate prescripii speciale; proiectele astfel elaborate se aprob de ctre organele stabilite prin lege. 1.5.4.2. Pentru construciile din lemn de serie mare (de ex: case prefabricate) se pot folosi i alte relaii de calcul dect cele cuprinse n prezentul standard, sau se pot introduce coeficieni suplimentari ai condiiilor de lucru, pe baza unor justificri teoretice i verificri experimentale concludente; se pot, de asemenea, adopta dispoziii constructive speciale, verificate experimental. 1.5.4.3. La elementele de importan secundar, pentru verificrile la strile limit ale exploatrii normale se permite s se utilizeze metode de calcul simplificate, sau s se verifice numai satisfacerea unor condiii constructive corespunztoare, dac aceste prevederi nu conduc la rezolvri neacoperitoare prin calcul sau la un consum sporit de material. 1.5.5. ACIUNI 1.5.5.1. Valorile ncrcrilor normate i ale coeficienilor pariali de siguran aplicai ncrcrilor se stabilesc pe baza standardelor de aciuni n vigoare. 1.5.5.2. Efectul variaiilor de temperatur climatic nu se ia n considerare la calculul construciilor din lemn. Variaia dimensional a lemnului n lungul fibrelor la variaii de temperatur este mult mai redus dect la celelalte materiale de construcii. Coeficientul de dilatare termic a lemnului n lungul

    17

  • fibrelor este de 36 milionimi din lungime pentru fiecare grad de cretere a temperaturii, iar normal pe fibre este de aproximativ 10 ori mai mare. Valoarea redus a variaiei dimensionale a lemnului n lungul fibrelor la variaii de temperatur elimin necesitatea prevederii de rosturi de dilataie. 1.5.5.3. n cazul unor utilaje i instalaii care nu se ncadreaz n standardele de aciuni prevzute la punctul 1.5.5.1., precum i la calculul elementelor de construcie din lemn utilizate pentru cofraje, sprijiniri i eafodaje, valorile normate ale ncrcrilor, ale coeficienilor pariali de siguran aplicai ncrcrilor i ale coeficienilor dinamici se determin de ctre proiectant pe baza datelor din proiectul tehnologic, sau a celor prevzute n instruciunile tehnice speciale. 1.5.5.4. Gruprile de ncrcri pentru diferitele stri limit ultime i pentru stri limit ale exploatrii normale se stabilesc conform STAS 10101/0A-77.

    CAPITOLUL 2

    MATERIALE

    2.1. SPECII DE LEMN UTILIZATE I DOMENII DE FOLOSIN 2.1.1. Principalele specii de lemn indigen utilizate sunt: Lemn de rinoase bradul, care se ncadreaz la categoria lemnului uor i moale, cu contrageri

    mici i rezistene mecanice medii; prelucrrile mecanice se fac fr dificulti, dar relativ mai greu dect la molid din cauza smulgerilor de fibre;

    laricele, caracterizat ca un lemn potrivit de greu, moale, cu rezistene mecanice foarte mari pentru specia de rinoase;

    molidul, caracterizat ca un lemn uor i moale, cu contragere total mic i rezistene mecanice medii; prelucrarea mecanic a lemnului de molid se realizeaz fr dificulti;

    pinul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i moale, cu rezistene bune la solicitri mecanice.

    18

  • Lemn de foioase carpenul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i tare, cu contrageri

    mari i rezistene mecanice medii, superioare fagului; fagul, lemn greu i tare, cu contrageri mari i proprieti mecanice medii;

    prezint dificulti la uscare, avnd tendina de a crpa i a se deforma; frasinul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i tare, cu contrageri i

    rezistene mecanice la nivel mediu pentru specia de foioase; mesteacnul, lemn relativ greu i tare, cu contracii mari; paltinul de cmp sau de munte, lemn relativ greu i tare, cu rezistene

    ncadrate n categoria medie; plopul, din clona indigen, negru sau tremurtor, i din clona adaptat la

    condiiile de vegetaie din ara noastr (euramerican), lemn uor i moale, cu contrageri reduse i rezistene mecanice reduse;

    salcmul de plantaie, care este un lemn greu i tare, cu contrageri i rezistene mecanice reduse;

    cerul, lemn greu i potrivit de tare, cu contrageri mari i rezistene apropiate de cele ale stejarului;

    gorunul, lemn greu i tare, cu contrageri mari i rezistene mecanice mari, similare cu cele ale stejarului;

    stejarul, atestat ca un lemn greu i tare, cu contrageri i rezistene mecanice mari.

    2.1.2. Domeniile de utilizare n tehnica construciilor ale diverselor specii de lemn de rinoase i foioase sunt prezentate n tabelul 2.1.

    Tabelul 2.1.

    Domeniile de utilizare a diverselor specii de lemn indigen la realizarea elementelor structurale

    Specia Domenii de utilizare

    Brad, molid Elemente structurale la cldiri civile, industriale i agrozootehnice, lemn lamelat ncleiat, case prefabricate, construcii provizorii, panouri de cofraj, tmplarie

    Larice Elemente structurale la cldiri civile, industriale i agrozootehnice, stlpi pentru eafodaje i susineri

    Pin Elemente structurale la cldiri civile, industriale i agrozootehnice, case prefabricate, construcii provizorii, panouri de cofraj, tmplrie

    Carpen, Elemente structurale cu solicitri reduse, arpante de acoperi cu

    19

  • frasin, paltin deschideri mici i medii

    Fag Elemente de rezisten la construcii provizorii, stlpi pentru eafodaje i susineri

    Mesteacn Elemente structurale la construcii civile, industriale i agrozootehnice Plop Elemente structurale n cazul unor solicitri mecanice reduse

    Salcm Elemente structurale la construcii agrozootehnice, stlpi pentru eafodaje i susineri

    Cer, gorun Stlpi de rezisten la construcii civile, industriale i agrozootehnice, arpante de acoperi pentru deschideri mici i medii, tmplrie

    Stejar Elemente structurale cu solicitri mecanice importante la construcii civile, industriale i agrozootehnice, case prefabricate, construcii provizorii, tmplrie

    Observaie: Domeniile de utilizare pentru diferitele specii de lemn prezentate n tabelul 2.1 nu sunt restrictive. Pentru diversele categorii de construcii se pot utiliza i alte specii, cu respectarea condiiilor de rezisten, stabilitate, comportare la umiditate i biodegradare etc. 2.1.3. La alegerea materialului lemnos se ine seama de condiiile de exploatare n cadrul construciilor, de defectele i anomaliile admise, precum i de corelarea acestora cu categoriile pieselor i elementelor din lemn prevzute n prescripiile tehnice din domeniu. 2.1.4. Materialul lemnos pe sortimente, utilizat pentru elementele de rezisten ale construciilor din lemn este specificat n urmtoarele standarde: 2.1.4.1. Lemn brut (rotund):

    - STAS 256-79 Lemn pentru min; - STAS 257-78 Stlpi i adaosuri de lemn pentru linii aeriene de

    telecomunicaii i pentru reele electrice de distribuie; - STAS 1040-85 Lemn rotund de rinoase pentru construcii.

    Manele i prjini; - STAS 3416-75 Lemn rotund pentru piloi; - STAS 4342-85 Lemn rotund de foioase pentru construcii.

    2.1.4.2. Lemnul ecarisat i semiecarisat se folosete sub form de: - scnduri i dulapi; - ipci i rigle; - grinzi cu dou, cu trei i cu patru fee plane i paralele ntre ele

    i grinzi cu teituri (cioplitur); - margini, lturoaie, restrole.

    Sortimentele de cherestea (lemn ecarisat) se livreaz la dimensiunile stabilite conform STAS 942-86 Cherestea de rinoase. Dimensiuni nominale

    20

  • i conform STAS 8689-86 Cherestea de foioase. Dimensiuni nominale, precum i la dimensiunile stabilite pe baz de nelegere ntre productor i beneficiar. Clasele de calitate pentru diferitele specii de lemn sunt specificate n STAS 1928-90 Cherestea de stejar. Clase de calitate, STAS 1949-86 Cherestea de rinoase. Clase de calitate, STAS 1961-80 Cherestea de fag. Clase de calitate, STAS 3363-86 Cherestea de cire, frasin, paltin, pr i ulm. Clase de calitate, STAS 3575-86 Cherestea de arin, plop, salcie i tei. Clase de calitate, STAS 6709-86 Cherestea de arar, carpen, jugastru, mesteacn i salcm. Clase de calitate.

    Comentariul C. 2.1.4.2.

    2.2. MASA VOLUMIC Masa volumic pentru principalele specii de material lemnos utilizate n construcii, care se ia n considerare la stabilirea greutii proprii a elementelor de construcie din lemn este specificat n tabelul 2.2.

    Tabelul 2.2. Masa volumic (kg/m3)

    Nr. Specia 0,05 0,95 Nr. Specia 0,05 0,95 1 Brad 400 480 7 Fag 630 750 2 Larice 500 600 8 Mesteacn 600 700 3 Molid 375 440 9 Paltin 510 600 4 Pin negru 520 750 10 Plop 310 550 5 Pin silvestru 430 560 11 Salcm 710 840 6 Carpen 775 900 12 Cer, gorun, stejar 640 780

    Observaie: La stabilirea celor mai defavorabile condiii de solicitare luate n considerare n calcul se va adopta valoarea maxim a masei volumice (0,95) n cazul n care rezultanta suprancrcrilor care solicit elementele de construcie acioneaz gravitaional i valoarea minim a masei volumice (0,05) n cazul n care rezultanta suprancrcrilor ce solicit elementele de construcie din lemn acioneaz antigravitaional (caz frecvent ntlnit la calculul acoperiurilor uoare din lemn cu pant redus n zonele cu valori mari ale presiunii dinamice de baz a vntului).

    Comentariul C. 2.2.

    2.3. REZISTENELE CARACTERISTICE ALE LEMNULUI

    MASIV LA DIFERITE SOLICITRI

    21

  • 2.3.1. Rezistenele caracteristice, n N/mm2, pentru diferite solicitri ale diverselor specii de material lemnos (n cazul lemnului masiv) sunt date n tabelul 2.3. Observaii:

    Rezistenele caracteristice specificate n tabelul 2.3 sunt date pentru umiditatea de echilibru a lemnului de 12% i pentru durata de aciune a ncrcrilor de cel mult 3 minute.

    Rezistenele de calcul luate n considerare la proiectarea construciilor din lemn sunt determinate n paragraful 2.4.

    Lemnul ce se nscrie n clasa III de calitate nu va fi folosit la realizarea elementelor structurale.

    Comentariul C. 2.3.1.

    2.3.2. Pentru lemnul rotund, rezistenele caracteristice specificate n tabelul 2.3 se vor majora cu 15%, indiferent de specie.

    Comentariul C. 2.3.2. Tabelul 2.3.

    Rezistenele caracteristice ale lemnului natural (N/mm2)

    Molid, brad, larice, pin Plop

    Stejar, gorun, cer, salcm

    Fag, mesteacn, frasin, carpen

    Clase de calitate Nr.

    crt.

    Natura solicitrii

    Sim

    bol

    I II III I II III I II III I II III 1 ncovoiere static R 24,0 16,8 9,6 20,0 14,0 8,0 40,0 28,0 16,0 45,0 31,5 18,02 ntindere

    n lungul fibrelor Rt 14,4 8,6 4,3 21,0 12,6 6,3 22,5 13,5 6,8 27,9 16,7 8,4

    3 Compresiune n lungul fibrelor Rc 15,0 12,0 4,5 13,8 11,0 4,1 19,8 15,8 5,9 24,0 19,2 7,2

    4 Compresiune n plan normal pe direcia fibrelor

    Rc 3,3 3,0 - 3,2 2,9 - 10,4 9,4 - 11,2 10,0 -

    5 Forfecare n lungul fibrelor Rf 3,0 2,7 - 2,7 2,5 - 6,4 5,7 - 5,0 4,5 -

    6 Forfecare n plan normal pe direcia fibrelor

    Rf 12,0 10,8 - 10,4 9,4 - 24,0 21,6 - 16,0 14,4 -

    2.3.3. Valorile caracteristice ale modulului de elasticitate pe direcie

    longitudinal fibrelor (E0,05) i ale modulul de elasticitate transversal (G0,05), precum i valorile medii (E, G) pentru diferite specii de lemn i pentru

    22

  • umiditatea de echilibru a lemnului avnd valoarea de 12% sunt date n tabelul 2.4.

    Tabelul 2.4.

    Valorile caracteristice i medii ale modulului de elasticitate

    Modulul de elasticitate

    paralel cu direcia fibrelor la limita de proporionalitate E

    (N/mm2)

    Modulul de elasticitate transversal G (N/mm2)

    Specia materialului lemnos

    E0,05 E G0,05 G Molid, brad, larice, pin 9 000 11 300 Plop 8 000 10 000 4 000 5 000

    Stejar, gorun, cer, salcm 9 500 11 500 Fag, mesteacn, frasin, carpen 12 000 14 300 8 000 10 000

    Comentariul C. 2.3.3.

    2.4. REZISTENELE DE CALCUL ALE LEMNULUI MASIV 2.4.1. Rezistenele de calcul, Ri, ale diferitelor specii de material lemnos, la diverse solicitri, n funcie de condiiile de exploatare ale elementelor de construcie care se proiecteaz, se stabilesc cu relaia: (2.1) iidiui

    ci /RmmR =

    n care: mui sunt coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

    de echilibru a materialului lemnos, definii pe baza condiiilor de microclimat n care sunt exploatate elementele de construcie care se proiecteaz i a cror valori sunt date n cadrul paragrafului 2.4.2.;

    mdi sunt coeficieni ai condiiilor de lucru, stabilii n funcie de durata de aciune a ncrcrilor, cu valorile specificate n cadrul paragrafului 2.4.3.;

    Ri sunt rezistenele caracteristice ale diferitelor specii de lemn, la diverse solicitri, specificate n tabelul 2.3.;

    i sunt coeficieni pariali de siguran, definii n funcie de tipul solicitrilor n paragraful 2.4.4.

    Comentariul C. 2.4.1.

    23

  • 2.4.2. Coeficienii condiiilor de lucru mui au valorile date n tabelul 2.5., n funcie de solicitare i de clasele de exploatare a elementelor de construcie din lemn care se proiecteaz, definite conform paragrafului 1.2.2.

    Comentariul C. 2.4.2.

    2.4.3. Coeficienii condiiilor de lucru mdi au valorile date n tabelul 2.6., n funcie de tipul aciunilor i de durata de acionare a acestora asupra elementelor de construcie.

    Comentariul C. 2.4.3.

    2.4.4. La proiectarea elementelor structurale din lemn, valoarea coeficientului mdi se stabilete lund n considerare ponderea procentual pe care o au diferitele tipuri de ncrcri, n funcie de clasa de durat (permanente, de lung durat sau de scurt durat).

    Tabelul 2.5. Valorile coeficienilor condiiilor de lucru mui

    Valorile coeficienilor mui pentru clasa de

    exploatare

    Nr. crt. Solicitarea Simbol Esena

    1 2 3 Rinoase 1 ncovoiere static mu Foioase 0,75

    Rinoase 2 ntindere n lungul fibrelor mut Foioase 0,90

    Rinoase 0,75 3 Compresiune n lungul fibrelor muc Foioase 0,70 Rinoase 4 Compresiune n plan normal pe direcia fibrelor muc Foioase 0,70

    Rinoase 5 Forfecare n lungul fibrelor muf Foioase 0,80

    Rinoase 6 Forfecare n plan normal pe direcia fibrelor muf Foioase 0,80

    Rinoase 7 Modulul de elasticitate la ncovoiere static muE Foioase

    1,00 0,90

    0,90

    Tabelul 2.6.

    Valorile coeficienilor de lucru mdi

    24

  • Valorile coeficienilor mdi pentru esena: Solicitarea Clasa de durata ncrcrilor Simbol rinoase,

    foioase moi foioase tari

    Permanente 0,55 0,60 Lung durat 0,65 0,70

    ncovoiere static Forfecare Scurt durat

    md1,00

    Permanente 0,80 0,85 Lung durat 0,85 0,90 Compresiune Scurt durat

    mdc1,00

    Permanente 0,90 0,95 Lung durat 0,95 1,00 ntindere Scurt durat

    mdt1,00

    Modulul de elasticitate Toate clasele mdE 1,00

    Observaii: - n categoria rinoase sunt incluse speciile: molid, brad, larice i pin; - n categoria foioase moi este inclus plopul; - n categoria foioase tari sunt incluse: stejarul, gorunul, cerul, salcmul, fagul,

    mesteacnul, frasinul i carpenul. 2.4.5. Coeficienii pariali de siguran i au valorile din tabelul 2.7., n funcie de solicitri.

    Tabelul 2.7.

    Valorile coeficienilor pariali de siguran i

    Nr. crt. Solicitarea Simbol

    Valorile coeficienilor i

    1 ncovoiere i 1,10 ntindere: - n seciuni fr slbiri 1,20 2 - n seciuni cu slbiri t 1,40

    3 Compresiune n lungul fibrelor i perpendicular pe direcia fibrelor c; c 1,25 Forfecare n lungul fibrelor - unilateral 1,25 4 - bilateral f 1,10

    5 Forfecare n plan normal pe direcia fibrelor f 1,10

    Comentariul C. 2.4.4.

    25

  • 2.5. ELEMENTE METALICE PENTRU MBINRI I

    STRUCTURI MIXTE 2.5.1. Pentru realizarea asamblajelor la construciile din lemn se folosesc urmtoarele mijloace de mbinare metalice:

    - cuie din srm de oel, conform STAS 2111-90; - uruburi pentru lemn conform STAS 925-80, STAS 1451-80, STAS

    1452-80, STAS 1453-80, STAS 1454-80, STAS 1455-80 i STAS 1755-80;

    - piulie hexagonale i ptrate conform STAS 922-89 i STAS 926-90; - buloane confecionate din oel beton OB 37, aibe confecionate din

    tabl groas, inele metalice, profile laminate etc. 2.5.2. La proiectarea i execuia unor subansamble de construcie lemn-metal se folosete, pentru realizarea elementelor ntinse (montani, diagonale, tlpile inferioare ale fermelor, tirani etc.), oel-beton sau profile laminate. Rezistenele de calcul ale acestor elemente se iau conform STAS 10108-94.

    26

  • CAPITOLUL 3

    PREVEDERI GENERALE PRIVIND PROIECTAREA CONSTRUCIILOR DIN LEMN

    3.1. PRESCRIPII GENERALE DE PROIECTARE

    3.1.1. La proiectarea construciilor din lemn se vor adopta msuri i soluii constructive de protecie mpotriva atacului ciupercilor i a insectelor xilofage i de evitare a umezirii, care s conduc la o conservare bun a materialului lemnos folosit, n conformitate cu STAS 2925-86 Protecia lemnului din construcii mpotriva atacului ciupercilor i insectelor xilofage. 3.1.2. Dac la punerea n oper materialul lemnos are o umiditate mare (dar maxim 20%) i nu exist posibilitatea de a fi uscat pe antier, se vor adopta soluii constructive, msuri de protecie i detalii de alctuire care s permit ventilarea elementelor de construcie fr a induce n structura de rezisten deformaii periculoase sau creterea eforturilor secionale. n acest caz, se vor adopta de preferin mbinri care nu sunt influenate de variaiile de umiditate (mbinri ncleiate, cu tije, cu asamblaje metalice) i care sunt uor accesibile pentru reglare i control (este exclus folosirea mbinrilor cu cep). 3.1.3. n cazurile n care construciile sunt supuse aciunii unor medii corosive pentru metal, se recomand folosirea unor subansamble structurale fr piese metalice, de exemplu cu mbinri prin ncleiere, cu cuie din lemn sau cu pene elastice; elementele metalice folosite pentru montaj sau solidarizare trebuie s permit controlul i protecia n timpul exploatrii i s poat fi nlocuite uor. 3.1.4. Sistemele constructive se vor stabili astfel nct s se asigure o execuie i o montare simpl. n acest scop se va folosi un numr ct mai redus de seciuni diferite de cherestea (fr a spori ns consumul de material). De asemenea, se vor prefera subansamble constructive ce se pot prefabrica n ateliere dotate corespunztor, pe antier executndu-se numai operaiuni de montare. 3.2. PRESCRIPII GENERALE DE ALCTUIRE I CALCUL 3.2.1. Pentru calculul elementelor, subansamblelor i a construciilor din lemn, cu excepia elementelor arpantei, se iau n considerare gruprile de

    26

  • ncrcri stabilite in STAS 10101/0A-77 Aciuni n construcii. Clasificarea i gruparea aciunilor pentru construcii civile i industriale. 3.2.2. Elementele arpantei (astereala, ipci, cpriori, pane, popi, contrafie, cleti i tlpi) se calculeaz la ncrcrile de calcul stabilite conform standardelor de aciuni, grupate n urmtoarele situaii de ncrcare: Ipoteza I: ncrcarea permanent + ncrcarea din zpad; Ipoteza a II-a: ncrcarea permanent + ncrcarea exterioar din vnt

    (la care se adaug efectul suciunii interioare) + jumtate din intensitatea ncrcrii din zpad;

    Ipoteza a III-a: ncrcarea permanent + o for concentrat (aplicat n poziia n care produce cea mai defavorabil stare de solicitare) avnd valoarea normat de 1000 N, majorat cu un coeficient al ncrcrii n = 1,2.

    Observaii:

    La calculul ipcilor nu se ia n considerare ipoteza a III-a, ntruct circulaia pe acoperiul n execuie, n acest caz, se asigur pe podini de repartiie a ncrcrilor sau numai pe cpriori.

    La calculul asterelei, dac distana ntre axele scndurilor este sub 15 cm se consider c fora concentrat se distribuie la dou scnduri, iar dac distana este mai mare de 15 cm, fora concentrat se repartizeaz unei singure scnduri. n cazul a dou straturi de scnduri suprapuse, sau n cazul unui strat de scnduri solidarizat cu rigle transversale, se consider c fora concentrat se distribuie pe o lime de 50 cm.

    3.2.3. n cazul acoperiurilor foarte uoare (la care ncrcarea permanent are valori reduse) amplasate n zone cu valori mari ale presiunii dinamice de baz a vntului, elementele de acoperi, inclusiv ancorajele, se vor verifica suplimentar la ipoteza de calcul:

    Ipoteza a IV-a: ncrcarea permanent + ncrcarea exterioar din vnt (la care se adaug efectul presiunii interioare).

    3.2.4. Eforturile unitare efective nu trebuie s difere fa de rezistenele de calcul dect n limitele ecartului de +3%, respectiv -5%, dac elementul de construcie nu trebuie dimensionat constructiv i dac sortimentul de material lemnos existent nu conduce la valori ale eforturilor unitare mai reduse.

    27

  • 3.2.5. Pentru asigurarea comportrii n exploatare a sistemelor constructive adoptate ct mai aproape de ipotezele de calcul admise, se vor respecta urmtoarele recomandri: - se vor evita mbinrile la care transmiterea eforturilor se face prin mai multe mijloace de asamblare cu rigiditi diferite (de exemplu chertri i tije); - se va urmri, pe ct posibil, o repartizare uniform a eforturilor n toate elementele componente ale barelor compuse comprimate sau ntinse, prin adoptarea unor prinderi corespunztoare; - la elementele comprimate, se recomand ca mbinrile de continuitate s fie amplasate n apropierea nodurilor i s se realizeze transmiterea eforturilor direct prin mbinare cap la cap; eclisele de solidarizare vor avea o lungime de cel puin trei ori mai mare dect limea elementelor nndite i vor fi fixate cu cel puin dou buloane cu diametrul mai mare sau egal cu 12 mm, amplasate de fiecare parte a rostului; gurile pentru buloane vor fi ovalizate pentru a asigura transmiterea direct a efortului n barele comprimate; - la elementele ntinse, se recomand ca eforturile s se transmit centric, evitndu-se momentele datorate excentricitii, iar mbinrile de continuitate vor fi amplasate n zonele cu solicitri reduse; - la grinzile cu zbrele, barele vor fi centrate la noduri; n cazurile n care din considerente de ordin constructiv nu se pot evita prinderile excentrice, n calcul se va ine cont de solicitrile suplimentare ce apar; - cnd nu se pot folosi subansamble prefabricate, se recomand adoptarea unor sisteme static determinate (grinzi simplu rezemate, arce cu trei articulaii, ferme cu zbrele static determinate etc.). 3.2.6. n cazul utilizrii unor subansamble prefabricate, acestea vor fi obligatoriu verificate la aciunile provenite din transport i montaj, adoptndu-se schemele statice i gruprile de ncrcri corespunztoare acestor faze de lucru. 3.2.7. Avnd n vedere valoarea redus a eforturilor suplimentare ce apar din cauza variaiei de temperatur, a uscrii sau umflrii lemnului, acestea nu se iau n considerare la calculul construciilor din lemn. 3.2.8. Efectul favorabil al forei de frecare nu se va lua n calcul dect n cazuri cu totul excepionale, stabilite de ctre proiectant, cnd se asigur n permanen fora de compresiune printr-o supraveghere continu a construciei; n acest caz, coeficienii de frecare, f, luai n calcul nu vor depi valorile: f 0,3 pentru suprafee frontale; f 0,2 pentru suprafee laterale. Nu se admite luarea n considerare a frecrii ntre piesele supuse la vibraii sau ocuri.

    28

  • n cazul n care frecarea acioneaz cu efect defavorabil, coeficientul de frecare se va lua cu valoarea 0,6. 3.2.9. Elementele portante cu seciune simpl ntinse din lemn trebuie s aib aria seciunii nete (rezultat n urma scderii slbirilor din seciune) de cel putin 4 000 mm2 i minimum 2/3 din aria seciunii brute. Grosimea seciunii slbite trebuie s fie de minimum 38 mm, iar a seciunii brute de minimum 58 mm, n cazul elementelor solicitate la ntindere pentru care tensiunea normal maxim depeste 70% din rezistena de calcul la ntindere. 3.2.10. n cazul elementelor portante cu seciune compus, realizat din scnduri btute n cuie sau prin ncleiere, este necesar ca grosimea minim a unei piese (scnduri) s fie de 24 mm i s aib aria seciunii transversale de cel puin 1 400 mm2. Grosimea pieselor care alctuiesc elementele compuse ncleiate nu este limitat inferior, iar superior se recomand s nu depeasc 50 mm. 3.2.11. La grinzile ncovoiate trebuie evitate slbirile amplasate n zonele de solicitare maxim la for tietoare; n cazurile n care acest lucru nu este posibil se recomand ca adncimea maxim a chertrii n zona ntins de la reazem (fig. 3.1) s se limiteze la valorile: a = 0,1 h cnd R/bh 0,5 N/mm2;

    a = 0,25 h cnd R/bh = 0,3 N/mm2; (3.1) a = 0,5 h cnd R/bh 0,2 N/mm2, R fiind reaciunea, n N, iar b i h dimensiunile seciunii transversale, n mm. Observaie: Pentru valori intermediare ale raportului R/bh, a se va determina prin interpolare liniar. a = 0,3 h cnd h 180 mm;

    a = 0,5 h cnd 120 mm < h < 180 mm; (3.2) a = 0,5 h cnd h 120 mm, Observaie: Pentru mrimea a se va adopta valoarea minim rezultat n urma aplicrii relaiilor (3.1) i (3.2). 3.2.12. Lungimea minim a chertrii (v. fig. 3.1) trebuie s ndeplineasc condiiile: c h i c1 4a. (3.3)

    29

  • Fig. 3.1. Chertarea grinzilor ncovoiate la reazem Se recomand ca tierea s se fac oblic (linia punctat din figura 3.1). n cazul n care n apropierea reazemelor acioneaz fore concentrate cu valori mari se interzice executarea chertrilor. 3.3. STABILIREA DESCHIDERII DE CALCUL 3.3.1. Deschiderea de calcul a elementelor de construcie din lemn se va stabili n funcie de tipul elementului de construcie, schema static adoptat i natura reazemelor, astfel: 3.3.1.1. La grinzile simplu rezemate care sprijin pe zidrie direct sau prin intermediul unor centuri (fig. 3.2), deschiderea de calcul se va considera egal cu lumina golului majorat cu 5%; lungimea de rezemare a acestora direct pe zidrie se va determina prin calcul, astfel nct s nu se depeasc rezistenele de calcul n lemn la compresiune perpendicular pe fibre i va fi de minim 200 mm.

    Fig. 3.2. Stabilirea deschiderii de calcul la grinzi din lemn, rezemate pe zidrie

    3.3.1.2. La grinzile simplu rezemate care sprijin pe stlpi sau pe grinzi din lemn, deschiderea de calcul va fi egal cu distana ntre axele elementelor de reazem.

    30

  • 3.3.1.3. Deschiderile de calcul la grinzile continue se vor considera egale cu distanele ntre axele reazemelor. 3.3.1.4. n cazul grinzilor cu contrafie (fig. 3.3) deschiderea de calcul va fi: - pentru traveile 1...(n - 1), allc += 0 ; - pentru traveea n, a,llc 510 += . (3.4)

    Fig. 3.3. Deschideri de calcul la grinzi cu contrafie Observaie: La stlpul marginal se recomand varianta cu contrafia dus pn la fundaie, care nu induce mpingere orizontal n elementul vertical 3.3.2. Elementele de arpant (astereal, ipci, cpriori i pane) se calculeaz ca grinzi simplu rezemate, avnd deschiderea de calcul egal cu lumina ntre reazeme, majorat cu 10 cm, ns cel mult distana ntre axele reazemelor. 3.4. DEFORMAII MAXIME ADMISE 3.4.1. Deformaiile maxime finale ale elementelor ncovoiate, stabilite pe baza relaiei (3.5), nu vor depi valorile deformaiilor maxime admise, date n tabelul 3.1. 3.4.2. Deformaiile maxime finale de ncovoiere (fig. 3.4) se stabilesc cu relaia: cifinalmax, fffff ++= 21 , (3.5) n care: f1 este sgeata (deformaia transversal pe axa elementului) datorat ncrcrilor permanente; f2 - sgeata datorat ncrcrilor temporare; fi - sgeata datorat deformaiei mbinrilor; fc - contrasgeata iniial a grinzii nencrcate, care se stabilete prin calcul ca fiind sgeata grinzii ncrcat cu sarcinile permanente i cu 1/2 din sarcinile utile.

    31

  • Tabelul 3.1. Valori ale deformaiilor maxime admise

    Valoarea deformaiilor maxime admise (fa), n funcie de deschiderea de calcul (lc),

    pentru elemente de construcie cu caracter:

    Nr. crt. Elementul de construcie

    Definitiv Provizoriu Grinzile planeelor dintre etaje: - cu finisaj din lemn;

    lc / 250

    lc / 200 1.

    - cu finisaj din tencuial. lc / 300 lc / 250 Elemente de arpant: - astereal i ipci;

    lc / 150

    - pane i cpriori; lc / 200 lc / 150 2.

    - pane la dolii. lc / 400 lc / 300 Rigle i stlpi la perei: - cu finisaj din lemn;

    lc / 250

    lc / 200 3.

    - cu finisaj din tencuial. lc / 300 lc / 250 4. Sprosurile ferestrelor lc / 200

    Ferme din lemn, grinzi cu inim plin: - cu mbinri cu tije;

    lc / 400

    lc / 350 5.

    - cu alte tipuri de mbinri lc / 500 lc / 400 6. Grinzi realizate prin ncleiere lc / 500

    Fig. 3.4. Sgeata maxim final la grinzile ncovoiate 3.4.2.1. Deformaiile f1 i f2 se stabilesc ca valori finale innd cont de fenomenul de fluaj i de umiditatea de echilibru a materialului lemnos, cu relaiile: ( )definst, kff += 111 ; ( )definst, kff += 122 . (3.6) 3.4.2.2. Sgeile f1,inst i f2,inst se stabilesc pe baza ncrcrilor normate, neafectate de coeficienii ncrcrilor, pentru seciunea brut a elementului, lund n considerare modulul de elasticitate mediu E.

    32

  • 3.4.2.3. Valorile coeficientului kdef, n funcie de durata de aciune a ncrcrilor i de clasa de exploatare a construciei sunt date n tabelul 3.2.

    Tabelul 3.2.

    Valorile coeficientului kdef

    Clasa de exploatare a construciilor Nr. crt.

    Clasa de durat a ncrcrilor

    1 i 2 3 1. Permanente 0,50 1,00 2. Lung durat 0,25 0,50 3. Scurt durat 0,00 0,00

    3.4.2.4. Deformaia din curgerea lent a mbinrilor, fi, are valorile din

    tabelul 3.3, n funcie de tipul mbinrilor i de diametrul tijelor.

    Tabelul 3.3. Valori ale deformaiilor mbinrilor, fi

    Nr. crt. Tipul mbinrii

    Deformaia maxim datorat curgerii lente a mbinrilor (mm)

    1 mbinri prin chertare 1,5 mbinri cu tije cilindrice: - cuie;

    ( ) mm 0250 ,L/Ld, cap - buloane; mm 2,0mm110 +d, 2 - uruburi. mm 2,010 d,

    3 mbinri cu pene 3,0 Observatie: d reprezint diametrul tijei, L, efortul efectiv n tij i Lcap - capacitatea de rezisten minim a tijei. 3.4.3. Grinzile din lemn ncovoiate, alctuite cu seciune simpl i utilizate la elemente de construcie cu deschideri reduse (l 6.00 m) se realizeaz, n mod obinuit, fr contrasgeat.

    3.4.4. La grinzile cu seciune compus solicitate la ncovoiere, precum i la grinzile cu zbrele, se execut o contrasgeat egal cu sgeata produs de ncrcrile permanente plus jumtate din aciunile temporare cvasipermanente. Grinzile cu zbrele executate fr tavan suspendat se vor executa cu o contrasgeat de minim lc/200 (lc fiind deschiderea de calcul a grinzii).

    33

  • 3.5. LUNGIMI DE FLAMBAJ I COEFICIENI DE ZVELTEE LIMIT

    3.5.1. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor cu seciune simpl solicitate la compresiune se iau din tabelul 3.4 n funcie de tipul legturilor mecanice la capete.

    Tabelul 3.4. Lungimi de flambaj la bare comprimate axial

    Nr. crt. Tipul de rezemare

    Simbol rezemare

    Lungimi de flambaj

    1 nod i: translaie i rotire mpiedicate nod k: translaie i rotire mpiedicate

    l,l f = 650

    2 nod i: translaie mpiedicat i rotire liber nod k: translaie i rotire mpiedicate

    l,l f = 800

    3 nod i: translaie mpiedicat i rotire liber nod k: translaie mpiedicat i rotire liber

    ll f =

    4 nod i: translaie liber i rotire mpiedicat nod k: translaie i rotire mpiedicate

    l,l f = 201

    5 nod i: translaie liber i rotire parial nod k: translaie i rotire mpiedicate

    l,l f = 501

    6 nod i: translaie liber i rotire mpiedicat nod k: translaie mpiedicat i rotire liber

    l,l f = 002

    7 nod i: translaie i rotire liber nod k: translaie i rotire mpiedicate

    l,l f = 002

    34

  • 3.5.2. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor grinzilor cu zbrele se iau conform tabelului 3.5.

    Tabelul 3.5. Lungimi de flambaj la barele grinzilor cu zbrele

    Grinzi cu zbrele simple

    Lungimi de flambaj (lf) a

    elementelor Schema grinzii Direcia de flambaj Talp Diagonale i montani

    n planul grinzii l l

    transversal planului grinzii l1 l

    n care: l lungimea elementului ntre nodurile teoretice de la capete; l1 distana ntre nodurile fixate mpotriva deplasrii elementului transversal planului grinzii cu zbrelele

    Grinzi cu zbrele ncruciate prinse ntre ele n punctul de intersecie

    Schema grinzii Direcia de flambaj Relaii ntre

    N1 i N2

    Lungimea de flambaj

    (lf) a diagonalelor

    n planul grinzii - l1

    0N 2 < l 0N 2 = l, 80

    212 NN ; 0N > l1

    n planul normal pe

    planul grinzii n cazul n

    care: 212 NN ; 0N >> l, 80 n care: N1 efortul la compresiune n bara ce se calculeaz la flambaj; N2 efortul n contradiagonal, valorile pozitive reprezint ntindere, cele negative compresiune; 1N i 2N - valorile absolute ale eforturilor N1 i N2

    3.5.3. La structurile n cadre din lemn, lungimile de flambaj n planul cadrului pentru stlpi cu seciune constant se stabilesc n funcie de condiiile

    35

  • de rezemare mecanic la extremiti. n plan normal pe planul cadrului, lungimile de flambaj ale stlpilor se vor lua egale cu distana dintre legturile ce mpiedic deplasarea pe aceast direcie.

    3.5.4. Coeficienii de zveltee, f, ai elementelor comprimate, definii ca raportul dintre lungimea de flambaj i raza de giraie corespunztoare seciunii elementului pe direcia de calcul la flambaj, nu vor depi valorile maxime admisibile, a, prevzute n tabelul 3.6.

    Tabelul 3.6.

    Coeficieni de zveltee maximi admii

    Coeficieni de zveltee maximi admii, a, pentru: Nr.

    crt. Denumirea elementelor Construcii definitive

    Construcii provizorii

    La grinzi cu zbrele i arce: - tlpi, diagonale i montani de reazem 150 175 1 - celelalte elemente 175 200

    2 Stlpi principali 120 150

    3 Stlpi secundari (la perei, luminatoare etc.) i zbrelele stlpilor cu seciune compus

    150 175

    4 Contravntuiri 200

    36

  • CAPITOLUL 4

    CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECIUNE SIMPL

    4.1. RELAII GENERALE DE CALCUL 4.1.1. Capacitatea de rezisten a barelor simple din lemn, la diferite solicitri, se stabilete cu relaia general de calcul: (4.1) Ti

    cii mSRF =

    n care: Fi este capacitatea de rezisten a barei din lemn masiv la solicitarea

    i (ntindere, compresiune, ncovoiere, forfecare etc.) n N sau Nmm;

    Ric - rezistena de calcul la solicitarea i, stabilit n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, conform relaiei 2.1, n N/mm2; Si - caracteristica secional (arie, modul de rezisten), n mm2 sau mm3; mT - coeficient de tratare (v. paragraful 4.1.2).

    Comentariul C. 4.1.

    4.1.2. Coeficienii de tratare, mT, (tab. 4.1) introduc n calcul modificarea rezistenelor materialului lemnos, n funcie de metodele de prezervare, dimensiunile pieselor i clasa de exploatare a construciilor.

    Tabelul 4.1. Valori ale coeficienilor de tratare, mT

    Clasa de exploatare a

    construciei Nr. crt. Procedeul de tratare 1 i 2 3

    1 Lemn netratat 1,00 2 Lemn tratat pe suprafa 1,00

    Lemn tratat n mas avnd maximum 100 mm grosime, pentru: - modulul de elasticitate;

    0,90

    0,95

    3

    - alte caracteristici. 0,70 0,85 4 Lemn ignifugat 0,90 0,90

    37

  • 4.1.3. Pentru a se evita supradimensionarea elementelor de construcie din condiia de stabilitate lateral, la proiectarea acestora se vor respecta rapoartele maxime indicate n tabelul 4.2.

    Tabelul 4.2.

    Condiii de asigurare la flambaj lateral

    Nr. crt. Conditii de asigurare la flambaj lateral Raport maxim h/b

    1 Cnd nu exist reazeme intermediare pe latura comprimat 4 / 1

    2 Cnd se asigur rigidizarea laturii comprimate cu pane sau tirani 5 / 1

    3 Cnd se asigur rigidizarea laturii comprimate prin platelajul elementului de planeu

    6 / 1

    4 Cnd se asigur rigidizarea elementului n planul flambajului att n zona comprimat, ct i n zona ntins

    9 / 1

    4.2. BARE SOLICITATE LA NTINDERE AXIAL PARALEL CU FIBRELE

    4.2.1. Capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv solicitate la ntindere axial paralel cu fibrele, Tr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.2) Tnet

    ctr mART =

    n care: - rezistena de calcul a lemnului masiv la ntindere axial, stabilit conform relaiei (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    ctR

    2; Anet - aria net a seciunii calculate, stabilit conform paragrafului 4.2.2.; mT - coeficientul de tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1. 4.2.2. Aria net a seciunii barei ntinse se calculeaz cu relaia: Anet = Abrut - Aslbiri, (4.3) n care: Abrut - aria seciunii brute a elementului, n mm2;

    38

  • Aslbiri - suma ariilor tuturor slbirilor cumulate pe maxim 200 mm lungime, n mm2. Aria net a seciunii de calcul i dimensiunile seciunii vor ndeplini condiiile prevzute n paragraful 3.2.9.

    4.3. BARE SOLICITATE LA COMPRESIUNE AXIAL PARALEL CU FIBRELE

    4.3.1. Capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv, cu seciune simpl, solicitate la compresiune axial paralel cu fibrele, Cr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.4) Tccalcul

    ccr mARC = ||

    n care:

    ccR || este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,

    paralel cu fibrele, stabilit conform relaiei (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2;

    Acalcul - aria seciunii de calcul a barei slbite, n mm2, stabilit conform relaiilor din paragraful 4.3.2;

    c - coeficient de flambaj, subunitar, calculat conform indicaiilor din paragraful 4.3.3;

    mT - coeficient de tratare a lemnului, cu valorile specificate n tabelul 4.1. 4.3.2. Aria de calcul la barele comprimate se stabilete n funcie de Abrut i Anet (aria brut, respectiv net a seciunii celei mai solicitate), astfel: - pentru seciuni fr slbiri, sau cu slbiri ce nu depesc 25% din seciunea brut i nu sunt pe feele paralele cu direcia de calcul la flambaj (fig. 4.1, a i b) - brutcalcul AA = ; - pentru seciuni cu slbiri ce depesc 25% din seciunea brut i nu sunt pe feele paralele cu direcia de flambaj (fig. 4.1, b) - brutnetcalcul A/AA = 34 ; - pentru seciuni cu slbiri simetrice care sunt pe fee paralele cu direcia de flambaj (fig. 4.1, c) - netcalcul AA = .

    39

  • n cazul slbirilor nesimetrice care sunt pe feele paralele cu direcia de flambaj (fig. 4.1, d), barele se calculeaz la compresiune excentric, momentul rezultnd din aplicarea excentric a forei de compresiune.

    Fig. 4.1. Variante de apariie a slbirilor la barele comprimate: x x direcia de calcul la flambaj

    4.3.3. Coeficientul de flambaj, c, cu valorile din tabelul 4.3 se calculeaz cu relaiile:

    75pentru 3100

    75pentru 100

    801

    2c

    2

    >=

    =

    ,c (4.5)

    n care: este coeficientul de zveltee al barei, stabilit ca raportul dintre lungimea

    de flambaj, lf, i raza minim de giraie pe direcia de flambaj considerat, i.

    40

  • Observaie: Coeficientul de zveltee , n funcie de tipul barei nu va depi valorile din tabelul 3.6.

    Comentariul C. 4.3.3.

    4.3.4. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor comprimate se stabilesc n funcie de condiiile de rezemare la capete i de legturile pe lungimea barei care mpiedic deplasarea la flambaj, conform indicaiilor din paragraful 3.5. 4.3.5. Pentru barele la care f 10, influena flambajului este nesemnificativ; relaia pentru calculul capacitii de rezisten la compresiune centric paralel cu direcia fibrelor este, n acest caz: , (4.6) Tcalcul

    ccr mARC = ||

    n care caracteristicile au semnificaiile din relaia (4.5).

    Tabelul 4.3.

    Valorile coeficienilor de flambaj c n funcie de coeficientul de zveltee

    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

    10 20

    1,000 0,992 0,968

    1,000 0,990 0,965

    1,000 0,988 0,961

    0,999 0,986 0,958

    0,999 0,984 0,954

    0,998 0,982 0,950

    0,997 0,979 0,946

    0,996 0,977 0,942

    0,995 0,974 0,937

    0,993 0,971 0,933

    30 40 50

    0,928 0,872 0,800

    0,922 0,866 0,792

    0,918 0,859 0,784

    0,913 0,852 0,775

    0,908 0,845 0,767

    0,902 0,838 0,758

    0,896 0,831 0,749

    0,891 0,823 0,740

    0,885 0,816 0,731

    0,878 0,808 0,722

    60 70 80

    0,712 0,608 0,484

    0,702 0,597 0,472

    0,693 0,585 0,461

    0,682 0,574 0,450

    0,672 0,562 0,439

    0,662 0,550 0,429

    0,651 0,537 0,419

    0,641 0,523 0,409

    0,630 0,509 0,400

    0,619 0,496 0,391

    90 100 110

    0,383 0,310 0,256

    0,374 0,304 0,252

    0,366 0,298 0,248

    0,358 0,292 0,243

    0,351 0,287 0,239

    0,343 0,281 0,234

    0,336 0,276 0,230

    0,329 0,271 0,226

    0,323 0,266 0,223

    0,316 0,261 0,219

    120 130 140

    0,215 0,193 0,158

    0,212 0,181 0,156

    0,208 0,178 0,154

    0,205 0,175 0,152

    0,201 0,172 0,149

    0,198 0,170 0,147

    0,196 0,167 0,145

    0,193 0,165 0,143

    0,189 0,163 0,141

    0,186 0,160 0,140

    150 160 170

    0,138 0,121 0,107

    0,136 0,120 0,106

    0,134 0,118 0,105

    0,132 0,117 0,104

    0,131 0,115 0,102

    0,129 0,114 0,101

    0,127 0,112 0,100

    0,126 0,111 0,099

    0,125 0,110 0,098

    0,123 0,109 0,097

    180 190 200

    0,096 0,086 0,077

    0,095 0,085

    -

    0,094 0,084

    -

    0,093 0,083

    -

    0,092 0,082

    -

    0,091 0,081

    -

    0,090 0,081

    -

    0,089 0,080

    -

    0,088 0,079

    -

    0,087 0,078

    -

    41

  • 4.4. BARE SOLICITATE LA COMPRESIUNE PERPENDICULAR PE FIBRE

    4.4.1. Capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv cu seciune simpl, solicitate la compresiune perpendicular pe direcia fibrelor, Qr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.7) rTc

    ccr mmARQ =

    n care: este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune perpendicular pe fibre, stabilit conform relaiei (2.1) n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    ccR

    2; Ac - aria de contact dintre cele dou elemente (aria reazemului), n mm2; mT - coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1; mr - coeficient de reazem, stabilit conform indicaiilor din paragraful 4.4.2. 4.4.2. Valorile coeficientului de reazem, mr, se stabilesc n funcie de relaia dintre dimensiunile elementului comprimat i cele ale elementului de reazem, astfel: - pentru elemente la care aria de contact este egal cu aria elementului comprimat (fig. 4.2, a), precum i la mbinri cu crestri laterale (fig. 4.2, b),

    ; 001,mr = - la piesele de rezemare (fig. 4.2, c i d), dac a h i a 10 cm, n mbinri cu pene prismatice care au fibrele dispuse normal pe fibrele elementelor mbinate (fig. 4.2, e), precum i la suprafeele de reazem ale construciilor din lemn (fig. 4.2, g), 601,mr = ; - la striviri sub aib, 002,mr = .

    42

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

    43

  • 4.5. BARE SOLICITATE LA STRIVIRE OBLIC 4.5.1. Capacitatea de rezisten la strivire, Nr, n N, cnd fora de compresiune face un unghi cu direcia fibrelor (fig. 4.2, f), se determin cu relaia:

    22 cosQsinCQCN

    rr

    rrr +

    = , (4.8) n care: Cr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cu direcia fibrelor, n N, stabilit cu relaia (4.6), n care Acalcul este proiecia ariei de contact pe direcia perpendicular pe fibre; Qr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), perpendicular pe direcia fibrelor, n N, stabilit cu relaia (4.7), n care Ac este proiecia ariei de contact pe direcie perpendicular fibrelor piesei care se strivete, iar coeficientul de reazem, mr, se stabilete conform paragrafului 4.4.2; - unghiul dintre direcia forei de compresiune (strivire) i direcia fibrelor.

    Comentariul C. 4.5.

    4.5.2. Capacitatea de rezisten la strivire sub unghi fa de direcia fibrelor se poate stabili i cu relaia: (4.9) Ts

    ccr mARN =

    n care:

    311 sinRR

    RR

    cc

    cc

    ccc

    c

    +

    =

    ||

    || (4.10)

    ccR || este rezistena la strivire paralel cu fibrele; ccR - rezistena la strivire perpendicular pe fibre;

    - unghiul de nclinare a forei fa de direcia fibrelor; As aria de strivire ; mT coeficientul de tratare.

    4.6. BARE SOLICITATE LA FORFECARE 4.6.1. Solicitrile de forfecare pot apare la elementele din lemn masiv cu seciune simpl sub form de:

    44

  • - forfecare perpendicular pe fibre la grinzile ncovoiate, solicitate de fore concentrate mari (fig. 4.2, i), sau la penele prismatice cu fibrele dispuse normal pe direcia fibrelor pieselor mbinate (fig. 4.2, e); - forfecare n lungul fibrelor la mbinrile prin chertare pe lungimea pragurilor de forfecare (fig. 4.2, f), sau la penele prismatice cu fibrele dispuse n aceeai direcie cu fibrele elementelor mbinate (fig. 4.2, h). 4.6.2. Capacitatea de rezisten la forfecare perpendicular pe direcia fibrelor elementelor din lemn masiv cu seciune simpl, Vr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.11) Tf

    cfr mARV =

    n care: - este rezistena la forfecare perpendicular pe direcia fibrelor stabilit cu relaia (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    cfR

    2; Af - aria seciunii care se foarfec, egal cu aria piesei care preia efortul (aria seciunii grinzii sau a penelor), n mm2; mT - coeficient de tratare a lemnului, cu valoarea specificat n tabelul 4.1. 4.6.3. Capacitatea de rezisten a pieselor din lemn masiv cu seciune simpl la forfecare n lungul fibrelor, Fr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.12) fTcf

    cfr m/mARF = ||

    n care: este rezistena de calcul la forfecare paralel cu direcia fibrelor, stabilit cu relaia (2.1), n funcie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    cfR ||

    2; Af - caracteristica secional a elementului (aria de forfecare), n mm2; mT - aceeai semnificaie ca n relaia (4.9); mf - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de forfecare i excentricitatea de aplicare a forei fa de direcia pragului, precum i modul de producere a forfecrii (unilateral sau bilateral). Coeficientul de forfecare mf se calculeaz cu relaia: e/lm pf += 1 , (4.13)

    45

  • n care: este coeficientul ce ine cont de tipul forfecrii, cu valoarea de 0,25 pentru forfecare unilateral i 0,125 pentru forfecare bilateral (fig. 4.4); lp - lungimea pragului de forfecare, limitat superior la 10 hch, n mm; e - excentricitatea de aplicare a forei de forfecare fa de axa net a elementului, n mm.

    Fig. 4.3. Forfecare unilateral (a) si bilateral (b) 4.7. BARE SOLICITATE LA NCOVOIERE 4.7.1. Capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv cu seciune simpl solicitate la ncovoiere, Mr, n Nmm, se stabilete cu relaia: , (4.14) Tcalcul

    cr mWRM =

    n care: este rezistena de calcul a lemnului masiv la ncovoiere static stabilit cu relaia (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    cR

    2; Wcalcul - modulul de rezisten axial pentru seciunea cea mai solicitat a elementului (Wbrut dac elementul nu prezint slbiri n seciunea de calcul, respectiv Wnet dac elementul are slbiri n zona de calcul); mT - coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1; Observaie: La proiectarea elementelor din lemn solicitate la ncovoiere trebuie s se respecte rapoartele dintre dimensiunile seciunii transversale specificate n tabelul 4.2 pentru a se evita supradimensionarea elementelor de construcie din condiia de stabilitate lateral.

    Comentariul C. 4.7.1.

    46

  • 4.7.2. Pentru grinzile scurte din lemn, acionate de ncrcri mari, n special de fore concentrate aplicate n apropierea reazemelor, se va face obligatoriu i verificarea la for tietoare cu relaia (4.11).

    Comentariul C. 4.7.2.

    4.7.3. Capacitatea de rezisten a grinzilor ncovoiate la lunecare n zona cea mai solicitat din apropierea reazemelor, n planul determinat de axa neutr, Lr, n N, se stabilete cu relaia: , (4.15) S/mIbRL T

    cfr = ||

    n care: este rezistena de calcul la forfecare paralel cu direcia fibrelor, stabilit cu relaia (2.1) n funcie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    cfR ||

    2; b - limea seciunii n planul n care se calculeaz efortul, n mm; I - momentul de inerie axial brut al seciunii n raport cu axa central de inerie perpendicular pe planul de aciune al solicitrilor, n mm4; mT - coeficient de tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1; S - momentul static al zonei care lunec n raport cu axa neutr, perpendicular pe planul de aciune a solicitrilor, n mm3. 4.7.4. La elementele ncovoiate se verific n mod obligatoriu i condiia de rigiditate (deformaie), cu relaia: , (4.16) admfinalmax, ff n care: fmax,final este deformaia maxim final din ncovoiere, stabilit cu relaia (3.5); fadm - deformaia maxim admis, cu valorile din tabelul 3.1. 4.8. BARE SOLICITATE LA NCOVOIERE OBLIC 4.8.1. Barele simple din lemn masiv solicitate la ncovoiere oblic se verific cu relaia:

    01,MM

    MM

    yr

    yef

    xr

    xef , (4.17)

    47

  • n care: xefM i sunt componentele momentului ncovoietor efectiv (de

    calcul), corespunztoare axelor centrale principale de inerie ale elementului, x-x, respectiv y-y (fig. 4.4), stabilite n funcie de schemele de ncrcare i deschiderea de calcul a elementului, n Nmm;

    yefM

    i - capacitile de rezisten ale barei la ncovoiere static pe direcia celor dou axe centrale principale de inerie, x-x i respectiv y-y, stabilite cu relaia (4.12), n Nmm.

    xrM

    yrM

    Fig. 4.4. Bar solicitat la ncovoiere oblic La determinarea momentelor ncovoietoare efective, deschiderile de calcul ale elementelor se vor stabili conform indicaiilor din paragraful 3.3.

    Comentariul C. 4.8.

    4.8.2. Deformaia maxim final la elementele solicitate la ncovoiere oblic se calculeaz prin nsumarea vectorial a deformaiilor maxime de pe cele dou direcii principale, cu relaia:

    ( ) ( ) admy finalmax,x finalmax,finalmax, ffff += 22 , (4.18) n care: i se stabilesc cu relaia (3.5) n funcie de schema de ncrcare i deschiderea de calcul a elementului, condiiile de exploatare, deformaia mbinrilor i de contrasgeata iniial a elementului;

    xfinalmax,f

    yfinalmax,f

    fadm - sgeata maxim admisibil, cu valorile din tabelul 3.1.

    48

  • 4.9. BARE SOLICITATE LA NTINDERE I NCOVOIERE (NTINDERE EXCENTRIC)

    Barele simple din lemn masiv solicitate la ntindere excentric se verific cu relaia:

    01,MM

    TT

    r

    ef

    r

    ef , (4.19) n care: Tef este ncrcarea axial de calcul n bar, n N; Tr - capacitatea de rezisten a barei la ntindere centric, stabilit cu relaia (4.2), n N; Mef - momentul ncovoietor de calcul, stabilit n raport cu axa central de inerie perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm; Mr - capacitatea de rezisten a barei la ncovoiere n raport cu aceeai ax, stabilit cu relaia (4.14), n Nmm. Bara se va verifica n zonele cele mai solicitate, pentru Mef maxim i Wef corespunztor, respectiv pentru Wef minim i Mef corespunztor. La determinarea momentului ncovoietor Mef, deschiderea de calcul a elementului se va stabili conform indicaiilor din paragraful 3.3. Aria net a seciunii de calcul, stabilit cu relaia (4.3), precum i dimensiunile seciunii transversale vor ndeplini condiiile din paragraful 3.2.9.

    Comentariul C. 4.9.

    4.10. BARE SOLICITATE LA COMPRESIUNE I NCOVOIERE

    (COMPRESIUNE EXCENTRIC) 4.10.1. Barele simple din lemn masiv solicitate la compresiune excentric se verific n raport cu axa perpendicular pe direcia forelor ce produc ncovoierea (x-x, n fig. 4.5), cu relaia:

    01,MM

    CC

    r

    fef

    r

    ef , (4.20) n care: Cef este efortul axial de calcul n bar, n N; Cr - capacitatea de rezisten a barei la compresiune, stabilit cu relaia (4.4), n N;

    49

  • - momentul ncovoietor maxim final stabilit n raport cu axa central principal de inerie, perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm, calculat conform indicaiilor din paragraful 4.10.2.;

    fefM

    Mr - capacitatea de rezisten a barei la ncovoiere n raport cu aceeai ax, stabilit cu relaia (4.12), n Nmm.

    Fig. 4.5. Bar solicitat la compresiune excentric 4.10.2. Momentul ncovoietor efectiv final se calculeaz innd cont i de momentul ncovoietor secundar (moment de ordin inferior) produs de fora axial de compresiune care acioneaz excentric fa de axa barei, cu relaia:

    =

    E

    efef

    fef

    CCMM

    1

    1 , (4.21)

    n care: Mef este momentul ncovoietor maxim de calcul, stabilit n raport cu axa principal de inerie perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm; la determinarea valorii momentului ncovoietor Mef, deschiderea de calcul a elementului se va stabili conform indicaiilor din paragraful 3.3; Cef - efort axial de calcul n bar, n N; CE - efort axial de compresiune pe direcia de aplicare a momentului, n N, stabilit cu relaia: , (4.22) 2050

    2fTuE,E l/ImmEC =

    unde: E0,05 este modulul de elasticitate caracteristic, cu valorile din tabelul 2.4, n funcie de specia de material lemnos utilizat, n N/mm2;

    50

  • muE - coeficient al condiiilor de lucru, cu valorile date n tabelul 2.5, n funcie de esena i de clasa de exploatare a elementului de construcie din lemn care se proiecteaz; mT - coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1; I - momentul de inerie axial n raport cu axa perpendicular pe direcia de aplicare a forelor ce produc ncovoierea, n mm4; lf - lungimea de flambaj a barei, stabilit conform indicaiilor din paragraful 3.5, n mm. 4.10.3. n cazul valorilor mici ale lui cnd reprezint mai puin dect 10% din , verificarea se face numai la compresiune cu flambaj, neglijndu-se influena momentului ncovoietor.

    fefM brut

    fef W/M

    brutef A/C

    4.10.4. Capacitatea de rezisten a barei n plan normal pe planul ncovoierii se stabilete cu relaia (4.4). 4.10.5. Verificarea la lunecare a elementelor solicitate la compresiune cu ncovoiere se face cu relaia: , (4.23) fefr LL n care: Lr este capacitatea de rezisten a barei la lunecare, stabilit cu relaia (4.15), n N; - fora tietoare de calcul, n N, stabilit n zona cea mai solicitat a elementului, n funcie de schema de ncrcare a acestuia i de momentul ncovoietor efectiv final, stabilit cu relaia (4.21).

    fefL

    4.10.6. Prin utilizarea, n relaia 4.23, a forei tietoare finale, , stabilit

    n funcie de se introduce n calcul efectul de ordinul 2, prin care se majoreaz fora tietoare de calcul datorit influenei reciproce a compresiunii i a ncovoierii.

    fefL

    fefM

    51

  • CAPITOLUL 5

    CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECIUNE COMPUS

    5.1. DEFINIREA BARELOR COMPUSE I PRINCIPII DE CALCUL

    5.1.1. Barele cu seciune compus sunt alctuite din dou sau mai multe elemente (scnduri, dulapi, rigle, grinzi), suprapuse sau alturate i solidarizate ntre ele prin diferite procedee de mbinare. 5.1.2. La calculul barelor din lemn cu seciune compus se ine seama de reducerea rigiditii acestora fa de rigiditatea barelor cu seciune simpl, datorit modului de comportare a tuturor elementelor de mbinare folosite pentru solidarizare (cu excepia cleiului) i anume de a se deforma n timp sub aciunea solicitrilor de lung durat la care sunt supuse. 5.1.3. La stabilirea capacitii de rezisten a barelor compuse, supuse la diferite solicitri, se introduce n calcul coeficientul de repartiie a ncrcrilor mR, care ine seama de posibilitatea de repartiie neuniform a ncrcrilor n elementele componente ale seciunii compuse. Pentru seciuni compuse alctuite din maximum trei elemente i la care mbinrile asigur conlucrarea elementelor componente, valorile coeficientului de repartiie sunt: - pentru solicitrile de ncovoiere, forfecare longitudinal, compresiune i ntindere n lungul fibrelor;

    900,mR = - pentru alte caracteristici. 001,mR = 5.2. BARE COMPUSE SOLICITATE LA NTINDERE AXIAL 5.2.1. Capacitatea de rezisten pentru fiecare element component, i, la ntindere axial se stabilete cu relaia: , (5.1) RTi,net

    cti,r mmART =

    n care: Tr,i este capacitatea de rezisten a elementului i, n N;

    52

  • - rezistena de calcul a lemnului masiv la ntindere axial, stabilit conform relatiei (2.1) n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitatea a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    ctR

    2; Anet,i - aria net a seciunii de calcul pentru bara i, stabilit conform paragrafului 4.2.2., n mm2; mT - coeficientul de tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1; mR - coeficientul de repartiie a ncrcrilor, cu valoarea 0,90, conform indicaiilor din paragraful 5.1.3. 5.2.2. Capacitatea de rezisten a barei compuse solicitat la ntindere axial se stabilete prin nsumarea capacitilor de rezisten ale elementelor componente stabilite cu relaia (5.1), n ipoteza n care toate elementele componente au acelai modul de elasticitate E||):

    . (5.2) =

    = ni

    i,rr TT1

    5.2.3. Pentru verificarea fiecrui element al barelor compuse ntinse, fora efectiv de ntindere Tef,i se stabilete prin repartizarea forei totale Tef proporional cu seciunea brut a barelor:

    =

    = ni

    i,brut

    i,brutefi,ef

    A

    ATT

    1

    . (5.3)

    5.3. BARE COMPUSE SOLICITATE LA COMPRESIUNE

    AXIAL 5.3.1. Alctuirea barelor compuse comprimate Barele compuse solicitate la compresiune axial se pot realiza sub form de: - bare pachet, la care toate elementele sunt acionate la extremiti (fig. 5.1, a); - bare cu fururi continue (fig. 5.1, b) i bare cu eclise continue (fig. 5.1, c), la care numai elementele principale sunt acionate la extremiti; fururile i eclisele continue constituie elemente secundare care mresc rigiditatea barei;

    53

  • - bare cu fururi scurte (fig. 5.1, d), la care elementele principale sunt amplasate distanat i asamblate ntre ele cu fururi scurte i izolate.

    54

  • Fig. 5.1. Tipuri de bare solicitate la compresiune 5.3.2. Calculul barelor compuse comprimate 5.3.2.1. Bare pachet a) Capacitatea de rezisten a barelor pachet n raport cu axa x-x normal pe rosturi, Crx, n N (v. fig. 5.1, a), se stabilete cu relaia: , (5.4) Tcxcalcul

    ccrx mARC = ||

    n care: este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune axial, paralel cu fibrele, stabilit conform relaiei (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

    ccR ||

    2; Acalcul - aria seciunii de calcul a tuturor elementelor componente ale barei; se recomand ca aria slbirilo