15
1. ACOPERISURI SUSPENDATE. GENERALITATI 1.1. Istoric. Particularitati structurale ale acoperisurilor suspendate Structurile suspendate au inceput sa fie folosite ca elemente structurale la acoperisuri din sec. XIX. Sunt utilizate mai frecvent in ultimele decenii, la acoperisurile salilor de sport si expozitii. Primele acoperisuri suspendate au fost cele construite in 1826 la Banska- Bistrica (Cehia) de catre Schnirch, 1836 la Fort-Laurent (SUA), 1896 la Nijni-Novgorod (RUSIA), autor Subov, iar mai apoi acoperisurile hangarelor din Cherbourg si Tunis (1914-1918), al depozitului de cereale din Albany-SUA (1932). Elementele portante principale ale structurilor suspendate sunt firele sau membranele , ancorate in elemente de rezemare rigide. Avantajele acoperisurilor suspendate, in comparatie cu cele realizate prin alte sisteme constructive, sunt urmatoarele: - echilibrarea actiunilor exterioare pin solicitari axiale realizeaza o mai eficienta utilizare a materialului in comparatie cu elementele ce lucreaza la incovoiere. Acest aspect conduce la consum redus de materiale si realizarea unor structuri economice - cost redus de transport ca urmare a greutatii reduse a cablurilor si a elementelor de inchidere. - posibilitatea montarii unora din tipurile de structuri suspendate fara esafodaje, cu mijloace de ridicat de capacitati reduse. Dezavantajele acoperisurilor suspendate, fata de alte sisteme constructive: - deformabilitatea pronuntata la actiuni nesimetrice ce necesita masuri costisitoare de limitare a deformatiilor. - necesitatea realizarii unor structuri marginale de ancorare costisitoare care preiau componentele orizontale, foarte mari, ale reactiunilor. - dificultatea evacuarii apelor meteorice la unele sisteme. 1.2. Deformabilitatea acoperisurilor suspendate Firul flexibil nu are o configuratie proprie stabila. Modificarea pozitiei, intensitatii, sensului sau directiei incarcarilor fata de starea initiala a firului aduce dupa sine o noua configuratie de echilibru. Deplasarile puncteler firului din pozitia initiala de echilibru in cea noua au doua componente: - componenta elastica datorata deformarii longitudinale a firului, provocata de modificarea efortului axial in fir. - componenta cinematica datorata modificarii configuratiei poligonului funicular pe care o capata firul sub noua incarcare, in comparatie cu cea veche. Masurile de stabilizare a acoperisului in scopul prevenirii acestor efecte: - introducand eforturi initiale (pretensionare) in firele structurii. - utilizand sisteme combinate (elemente rigide + fire) la care elementele rigide se opun modificarii formei geometrice initiale. - adoptand invelitori grele din beton armat, caz in care stabilitatea este asigurata (I) pondere mica actiunile variabile in incarcarea totala si (ii) de rigiditatea la incovoiere obtinuta pin precomprimarea invelitorii de beton armat. 1.2. CLASIFICAREA ACOPERISURILOR SUSPENDATE Se prezinta in continuare particularitatile constructive si de comportare sub sarcini ale acoperisurilor suspendate, grupate dupa modul de asigurare a stabilitatii acoperisului la incarcari dinamice din vant si limitarea deplasarilor cinematice din actiuni nesimetrice . 1

Structuri Pe Cabluri

Embed Size (px)

DESCRIPTION

structuri. tensegritate

Citation preview

Page 1: Structuri Pe Cabluri

1. ACOPERISURI SUSPENDATE. GENERALITATI1.1. Istoric. Particularitati structurale ale acoperisurilor suspendateStructurile suspendate au inceput sa fie folosite ca elemente structurale la

acoperisuri din sec. XIX. Sunt utilizate mai frecvent in ultimele decenii, la acoperisurile salilor de sport si expozitii.

Primele acoperisuri suspendate au fost cele construite in 1826 la Banska-Bistrica (Cehia) de catre Schnirch, 1836 la Fort-Laurent (SUA), 1896 la Nijni-Novgorod (RUSIA), autor Subov, iar mai apoi acoperisurile hangarelor din Cherbourg si Tunis (1914-1918), al depozitului de cereale din Albany-SUA (1932).

Elementele portante principale ale structurilor suspendate sunt firele sau membranele , ancorate in elemente de rezemare rigide.

Avantajele acoperisurilor suspendate, in comparatie cu cele realizate prin alte sisteme constructive, sunt urmatoarele:

- echilibrarea actiunilor exterioare pin solicitari axiale realizeaza o mai eficienta utilizare a materialului in comparatie cu elementele ce lucreaza la incovoiere. Acest aspect conduce la consum redus de materiale si realizarea unor structuri economice

- cost redus de transport ca urmare a greutatii reduse a cablurilor si a elementelor de inchidere.

- posibilitatea montarii unora din tipurile de structuri suspendate fara esafodaje, cu mijloace de ridicat de capacitati reduse.

Dezavantajele acoperisurilor suspendate, fata de alte sisteme constructive:- deformabilitatea pronuntata la actiuni nesimetrice ce necesita masuri

costisitoare de limitare a deformatiilor.- necesitatea realizarii unor structuri marginale de ancorare costisitoare care

preiau componentele orizontale, foarte mari, ale reactiunilor.- dificultatea evacuarii apelor meteorice la unele sisteme.1.2. Deformabilitatea acoperisurilor suspendateFirul flexibil nu are o configuratie proprie stabila. Modificarea pozitiei, intensitatii,

sensului sau directiei incarcarilor fata de starea initiala a firului aduce dupa sine o noua configuratie de echilibru. Deplasarile puncteler firului din pozitia initiala de echilibru in cea noua au doua componente:

- componenta elastica datorata deformarii longitudinale a firului, provocata de modificarea efortului axial in fir.

- componenta cinematica datorata modificarii configuratiei poligonului funicular pe care o capata firul sub noua incarcare, in comparatie cu cea veche.

Masurile de stabilizare a acoperisului in scopul prevenirii acestor efecte:- introducand eforturi initiale (pretensionare) in firele structurii.- utilizand sisteme combinate (elemente rigide + fire) la care elementele rigide

se opun modificarii formei geometrice initiale.- adoptand invelitori grele din beton armat, caz in care stabilitatea este asigurata

(I) pondere mica actiunile variabile in incarcarea totala si (ii) de rigiditatea la incovoiere obtinuta pin precomprimarea invelitorii de beton armat.

1.2. CLASIFICAREA ACOPERISURILOR SUSPENDATESe prezinta in continuare particularitatile constructive si de comportare sub

sarcini ale acoperisurilor suspendate, grupate dupa modul de asigurare a stabilitatii acoperisului la incarcari dinamice din vant si limitarea deplasarilor cinematice din actiuni nesimetrice .

1

Page 2: Structuri Pe Cabluri

1.2.1. Acoperisuri cu cabluri stabilizate cu invelitori grale din beton armat, de regula precomprimat.

Dupa forma suprafetei in care se inscriu cablurile:

1.2.1.1. Cu suprafata cu dubla curbura cu curbura totala pozitiva (fig. 1.1, a-c)Structura de margine este plasata la acelesi nivel pe tot conturul constructiei.

Eforturile in structutra de margine din tragerile cablurilor sunt de compresiune sau compresiune cu incovoiere.

1.2.1.2. Cu suprafata cu dubla curbura cu curbura totala negativa (fig. 1.1, d)Se intalneste in cazul constructiilor cu forma circulara in plan cu sistem de

cabluri radial, cu suport central. Structura de margine este rezolvata sub forma unui inel rigid solicitat la eforturi de compresiune.

1.2.1.3. Cu suprafata cu curbura totala nula (suprafata cilindrica) – benzi din beton precomprimat. (fig. 1.1, e)

Forma in plan a acoperisului este dreptunghiulara sau trapezoidala.Tragerea firelor este transmisa terenului pin tiranti ancorati in fundatii sau,

functie de destinatia cladirii, cu elemente comprimate (structura de sustinere a gradenelor la sali de sport) ori pin autocompensare (echilibrarea componentelor orizontale ale tragerilor din cabluri in structura cladirii, fara a mai fi transmise la teren).

Caracteristicile comune ale tipurilor de acoperisuri cu monostrat stabilizate cu invelitori din beton armat precomprimat;

Elementele principale ale acoperisului;- fire flexibile portante- placi prefabricate din beton armat rezemate pe fire avand rosturile monolitizate ulterior.- structura marginala pentru ancorarea firelor. Forma structurii marginale depinde de configuratia cladirii.

2

Fig. 1.1 Acoperisuri suspendate stabilizate cu invelitori grele din beton armat precomprimat

Page 3: Structuri Pe Cabluri

Stabilizarea formei acoperisului se face prin precomprimarea invelitorii, care , alaturi de efectul greutatii ei, conduce la asigurarea stabilitatii aerodinamice si a rigiditatii acoperisului.

1.2.2. Acoperisuri cu cabluri dispuse in sistem monostrat de tip retea pretensionata:

Se alcatuiesc pin dispunerea firelor intr-o suprafata cu dubla curbura de tip hiperbolic, (cu curbura totala negativa fig. 1.2, a-c). De regula reteaua se realizeaza din

doua familii de cabluri prin intersectia carora rezulta ochiuri patrate sau dreptunghiulare. Cea mai simpla forma constructiva o au retelele ortogonale care formeaza o suprafata paraboloid-hiperbolic cu firele dispuse paralel cu directile sale principale: firele portante dupa parabole cu concavitatea in sus, firele stabilizatoare (asezate peste cele portante) dupa parabole cu concavitatea in jos.Datorita curburii inverse ale firelor, suprafata poate prelua incarcari in ambele sensuri fara deplasari mari. Stabilitatea acoperisului este asigurata pin pretensionarea retelei. Marimea pretensionarii este dictata de conditia limitarii deplasarilor maxime ale invelitorii in diversele combinatii de actiuni posibile .

Firele portante si stabilizatoare se ancoreaza in elemente perimetrale rigide.Constructii reprezentative: Arena din orasul Raleigh (SUA), Sala de sport din

Niigata(Japonia)–1959-1960, Sala e sport din Tokio (1963-1964) 1.2.3. Acoperisuri cu sisteme de cabluri bistrat pretensionate

3

Fig. 1.2. Acoperisuri suspendate cu retea de cabluri pretensionate

Page 4: Structuri Pe Cabluri

Acoperisurile realizate ca sisteme de cabluri bistrat pretensionate sunt construite din ferme de fire pretensionate avand cele doua talpi alcatuite din fire sau grupuri de fire:

unul avand rol portant, cu concavitatea in sus si altul avand rol stabilizator, dispus cu concavitatea in jos (fig. 1.3).

Cele doua talpi avand curburile inverse se leaga in lungul lor cu elemente comune de stabilizare sub forma de montanti rigizi, cand talpa portanta este situata dedesupt si sub forma de tiranti flexibili, cand talpa portanta este situata deasupra.

Ancorarea firelor se face in elemente de contur rigide. Invelitorile utilizate sunt de tip usor .

Sagetile initiale ale firelor talpi variaza intre 1/10 si 1/25 din deschidere .Forma in plan a acoperisurilor realizate cu sisteme bistrat poate fi: (i) dreptunghiulara (fig. 1.3, a-c), caz in care fermele de fire se dispun paralel cu latura mare a cladirii; reactiunile talpilor sunt preluate in acest caz de stalpi si tiranti ancorati in fundatii de adancime, stalpi cu contrafise, cadre, ferme orizontale sau sisteme de cabluri dispuse in frontoane etc. Este posibila si dispunerea fermelor in retea, solutia fiind rationala cand tragerile fermelor pot fi echilibrate de un contur cu zabrele orizontale realizat la nivelul reazemelor. (ii) circulara in plan (fig.1.3, d-f), caz in care fermele sunt dispuse radial. Ancorarea fermelor se face in inele perimetrale beton armat, asamblarea in centrul cladirii realizandu-se cu inele metalice solicitate la intindere. Pasul fermelor este 3-4.5 m.

Exemple de constructii realizate: Palatul sporturilor din Leningrad, de forma circulara, cu 93 m diametru. Palatul sportueilor si culturii din Bucuresti, forma dreptunghiulara in plan, deschiderea 68 m.

1.2.4. Acoperisuri cu sisteme din fire rigideStabilitatea acoperisului este asigurata de rigiditatea la incovoiere a firelor rigide.

Firele rigide se realizeaza ca arce intoarse cu inima, plina sau cu zabrele (fig. 1.4). In aceasta solutie a fost realizat Bazinul olimpic de inot din Moscova, deschidere 105 m.

4

Fig. 1.3. Acoperisuri cu ferme de cabluri pretensionate

Page 5: Structuri Pe Cabluri

1.2.5. Acoperisuri din membrane pretensionate sau lestate cu o invelitoare greaAcest tip de acoperisuri rezolva cu acelasi element de constructie atat functia

portanta cat si cea de inchidere. Membranele suspendate, realizate din tabla subtire de otel sau din tesaturi sintetice, se utilizeaza pentru acoperisuri cu forma in plan circulara, eliptica, dreptunghiulara, foema membranei putand fi sferica, conica, cilindrica cu concavitate in sus, paraboloid-hiperbolica etc. (fig. 1.5). Membranele suspendate nu-si pierd stabilitatea formei geometrice sub actiunea incarcarilor gravitationale, fiind astfel posibila utilizarea completa a rezistentei mecanice a materialului pentru preluarea incarcarilor. Fata de acoperisurile cu cabluri, mambranele prezinta avantajul preluarii incarcarilor de catre insusi suportul invelitorii, capabil sa lucreze la intindere si la

lunecare.Pentru a limita deformabilitatea membranelor din incarcarea nesimetrica trebuie

asigurata stabilizarea lor pin pretensionare, pin supraincarcare cu o invelitoare avand straturile componente din materiale grele, cu instalatii tehnologice sau prin rigidizarea lor cu nervuri din elemente rigide la incovoiere. Pe contur membrana se suspenda de elemente de beton armat sau otel, capabile sa preia reactiunile membranei.

Dintre constructiile reprezentative avand acoperisul sub forma unei membrane suspendate se mentioneaza: hala industriala din Gleisdorf (Austria), forma circulara in plan cu diametrul de 51.6 m, Stadionul olimpic din Moscova, forma circulara in plan, cu suprafata de 33800 m2, salile de sport din Complexul olimpic Izmailov, Moscova< cu deschideri 30-72 m.

1.2.6. Sisteme suspendate combinate din fire flexibile si elemente rigide la incovoiere si compresiune

5

Fig. 1.4. Acoperisuri cu sisteme de fire rigide

Fig. 1.5. Acoperisuri din membrane

Page 6: Structuri Pe Cabluri

Stabilizarea structurii acoperisului contra deplasarilor mari si vibratiilor la actiuni dinamice este asigurata de prezenta elementelor rigide. Se pot pune in evidenta doua

categorii de sisteme combinate:1.2.6.1. Sisteme hobanate (fig. 1.6), la care hobanele, lucrand numai la eforturi

axiale, au rolul unor reazeme elastice pentru elementele cu rigiditate la incovoiere si compres. Componentele orizontale ale reactiunilor din hobane sunt predate, la elementele rigide.

1.2.6.2.Sisteme combinate fire flexibile – bare rigide (fig. 1.7)Barele rigide pot fi drepte sau curbe. In cazul acoperisurilor cu forma

dreptunghiulara in plan, la care firele sunt paralele cu una din laturile cladirii, barele rigide dispuse transversal pe directia firelor se ancoreaza la capete de teren (fig. 1.7, a). Prezenta unor bare rigide curbe paralele cu firele flexibile (fig. 1.7, b) conduce la preluarea componentelor oriz. a tragerii firelor in planul acoperisului.

1.2.7. Acoperisuri suspendate din beton precomprimat bidirectionaleAcoperisurile suspendate din beton precomprimat bidirectionale au suprafata cu

dubla curbura, de tip hiperbolic ceea ce ii asigura conlucrarea spatiala.Forma in plan a acestor acoperisuri poate fi circulara, eliptica, etc. Sistemul de

cabluri este de regula ortogonal. Structura marginala este de tipul unui inel rigid realizat sub forma unei curbe in spatiu sau ca o intersectie de arce. Stabilitatea suprafetei se

6

dFig. 1.6. Acoperisuri hobanate

Fig. 1.7. Acoperisuri suspendate in sistem combinat – fire flexibile si bare rigide

ba

Page 7: Structuri Pe Cabluri

asigura prin pretensionarea retelei de cabluri. Invelitoarea din beton armat pretensionata prin postintinderea firelor retelei confera acoperisului un plus de rigiditate, fiind asigurata si stabilitatea locala a invelitorii. Constructuu realizate: acoperis la o constructie pentru intruniri publice in Cologne (Germania), acoperis in forma eliptica in plan la o sala din Karlsruhe (Germania), Stadionul Olimpic acoperit din Calgary (Canada 1984).

ALCATUIREA ACOPERISURILOR SUSPENDATE DIN BENZI DIN BETON PRECOMPRIMAT

2.1. BANDA DE BETON PRECOMPRIMAT.Benzile din beton precomprimat sunt elemente de constructie obtinute prin

asocierea betonului armat cu cabluri de inalta rezistenta suspendate la capete. Ideea de baza o constituie asocierea otelului de inalta rezistenta si a betonului armat intr-un element structural subtire, otelul avand rol principal da element portant care creeaza totodata in sectiunile transversale de beton o stare permanenta de eforturi de compresiune care se mentine in toate stadiile de exploatare a structurii.

Echilibrarea actiunilor exterioare pin solicitari axiale conduce la o energie minima de deformare, in raport cu cea provocata de incovoiere si prin urmare structurile conformate sa lucreze la eforturi axiale realizeaza o mai eficienta utilizare a materialului

7

Fig. 2.1. Ansamblu structural cu acoperis cu benzi de beton precomprimat cu transmiterea la teren a componentei orizontale a tragerii

b

a

Page 8: Structuri Pe Cabluri

In cazul betonului si betonului armat, care se comporta bine numai la compresiune, ideea de mai sus a dus la conformarea arcelor, cu larga aplicabilitate in tehnica constructiilor. Precomprimarea a permis extinderea utilizarii betonului si la elemente structurale avand fibra medie de forma unui funicular de intindere, conformat pentru fortele exterioare date, definindu-se astfel conceptul de banda suspendata din beton precomprimat.

Deci, benzile din beton precomprimat presupun introducerea unui efort initial de compresiune, care sa depaseasca intinderea creata de actiunile exterioare in faza de exploatare.

Benzile suspendate din beton precomprimat au fata de firele metalice urmatoarele avantaje: (I) permit folosirea otelurilor superioare, fara a da loc la deformari si deplasari puternice, acestea fiind anihilate prin compresiunea transferata betonului, (ii) asigura, in conditiile cele mai economice, o rigiditate la incovoiere, necesara pentru stabilitatea elementului la incarcari locale, incarcari nesimetrice sau actiuni dinamice si (iii) ofera cea mai eficienta protectie a cablului impotriva coroziunii si actiunii focului.

Pentru asigurarea rigiditatii la incovoiere necesare stabilitatii benzii se recomanda respecterea urmatoarelor limite pentru raportul dintre grosimea benzii si deschidere (fig. 2.1. b)

1/200≥h/l≥1/300Din punct de vedere functional, benzile din beton precomprimat ofera, fata de

alte forme structurale grosimea structurala minima si o inaltime constructiva sensibil mai redusa decat a arcelor, exprimata prin raportul f/l

1/10≥f/l≥1/20Din confruntarea rapoartelor h/l si f/l, rezulta necesitatea ca raportul h/f sa

respecte conditia:1/12≥h/f≥1/30

adica sageata initiala a benzii sa fie sensibil mai mare decat grosimea placii pentru ca rigiditatea axiala sa fie predominanta fata de rigiditatea de incovoiere.

Benzile din beton precomprimat se folosesc ca elemente unitare la realizarea unor transferari de deschideri mari pentru conducte, pasarele sau poduri. Prin alaturarea lor in diverse variante se pot realiza acoperisuri de deschideri mari pentru constructii social-culturale, sali de sport, aeroporturi, garaje sau constructii industriale.

O structura de acoperis din benzi din beton precomprimat este alcatuita din: benzile din beton precomprimat (fire flexibile portante + elemente prefabricate de acoperis rezemate pe fire) si elemente marginale pentru ancorarea firelor (fig. 2.1. a). Pentru forme dreptunghiulare sau trapezoidale in plan tragerea firelor este transmisa de regula unor grinzi rigide (grinzi pereti sau grinzi cu zabrele) care o predau in continuare unor structuri marginale realizate in diverse solutii constructive. In exemplul prezentat in fig. 2.1. tragerea firelor este transmisa terenului pin tiranti inclinati care ancoreaza stalpii marginali cu zabrele, solicitati de reactiunile grinzilor pereti din planul acoperisului.

2.2. STRUCTURI MARGINALE DE SUSTINERE A ACOPERISULUIStructurile marginale de sustinere au rolul de a prelua reactiunile acoperisului.

Echilibrarea componentelor orizontale a acestor reactiuni se poate realiza pin:2.2.1.) transmiterea lor la teren2.2.2.) autocompensare (echilibrarea componentelor orizontale ale tragerilor din

cabluri in interiorul cladirii, la un anumit nivel).Fiecareia din cele doua modalitati de preluare a reactiunilor orizontale din

acoperis ii corespund diverse solutii constructive ce vor fi prezentate in continuare.

8

Page 9: Structuri Pe Cabluri

2.2.1. Structuri marginale cu transmiterea componentelor orizontale ale reactiunilor la teren

Acest mod de solutionare a reazemelor marginale ale acoperisului se poate utiliza la cladiri cu forma dreptunghiulara sau trapezoidala in plan.

In fig. 2.2. sunt trecute in revista tipurile de structuri marginale si starea de eforturi in barele componente ale structurii.

In cazul in care distanta intre elementele marginale de sustinere este egala cu

distanta intre cablurile portante, t=l b , nu este necesara prevederea grinzii perete in planul

acoperisului (fig. 2.2, a-b). Pentru situatiile cand t>l b (fig. 2.2, c-h) prezenta ei este

necesara.Conformarea optima a structurii de margine este aceea in care apar numai

eforturi axiale (fig. 2.2, e,g,h). Din considerente arhitecturale se pot adopta si structuri marginale care lucreaza la incovoiere + forte axiale (fig. 2.2, c,d, f). Solutiile constructive se aleg si functie de destinatia cladirii. O rezolvare avantajoasa o aduce utilizarea schemelor din fig. 2.2, c,d in cazul salilor de sport, transmiterea reactiunii orizontale la teren facandu-se cu ajutorul barei inclinate comprimate ce serveste si ca grinda pentru sustinerea gradenelor.

9

Fig. 2.2. Structuri de margine cu transmiterea la teren a componentei orizontale a reactiunii.

Page 10: Structuri Pe Cabluri

Solutia din fig. 2.2. h, cu lest dispus la cota acoperisului are avantajul reducerii eforturilor de intindere in barele structurii marginale precum si a fortei de smulgere ce trebuie preluata de fundatie. Aceasta solutie nu se recomanda a se utiliza in regiuni seismice.

Se exemplifica in continuare schemele statice ale structurilor marginale prezentate in fig. 2.2.

Structura marginala din fig. 2.3 este alcatuita din stalpi cu zabrele pe care reazema grnzi perete rigide. Componenta orizontala a tragerilor din acoperis se transmite la teren prin intermediul unor tiranti inclinati din beton precomprimat, ancorati in blocuri de fundatie. Componenta verticala a smulgerii produsa de tirant este preluata, in solutia prezentata, de ancore cu bulb. Componenta orizontala a actiunilor asupra fundatiilor este preluata de elemente longitudinale comprimate, dispuse la nivelul fundatiilor .

2.2.2. Structuri marginale cu autocompensarea componentelor orizontale ale reactiunilor

Componenta orizontala a actiunilor date de acoperis este preluata de catre stalpii marginali si predata unor elemente orizontale rigide, cu rol de reazem, dispuse pe inaltimea structurii marginale, a caror reactiuni se autocompenseaza prin elementele longitudinale care unesc aceste reazeme (fig. 2.7).

10

Sala de sport a carei structura este prezentata in fig. 15 prezinta particularitatea ca la unul din capetele acoperisului s-a renuntat la grinda perete din planul acoperisului, cablurile fiind ancorate independent, cate trei, la stalpii cadrelor marginale. Componenta orizontala transversala a efortului din tiranti este preluata de un element dispus in planul inchiderii frontale a cladirii, in punctul de schimbare a traseului tirantilor.

Principalul inconvenient pe care il ridica structurile marginale prezentate il constituie solutiile pretentioase fundare cauzate de valorile ridicate a fortelor de smulgere din tiranti.

Rezolvarea acestei probleme se poate face utilizand structuri marginale cu autocompensarea componentelor orizontale ale reactiunilor.

Fig. 2.3. Structura marginala cu tirantFig. 2.3. Structura marginala cu tirant

Page 11: Structuri Pe Cabluri

2.4. ALCATUIREA CONSTRUCTIVA A ACOPERISULUI DIN BENZI DE BETON PRECOMPRIMAT

In principiu benzile din beton precomprimat sunt alcatuite din cabluri de inalta rezistenta dispuse dupa o directie la interval de 1-2.5 m, pe cabluri rezemand invelitoarea din beton armat care se precomprima prin postintinderea cablurilor.

2.4.1. Benzile din beton precomprimat se pot realiza in trei variante (fig. 2.13):a) Benzi alcatuite din unitati prefabricate si nervuri monolite dezvoltate in dreptul

cablurilor. In aceasta varianta chesoanele prefabricate pot fi plane sau cu nervuri laterale. b) Benzi cu structura integral monolita, cu invelitoarea (monolita) plana sau

nervurata in dreptui cablurilor .c) Benzi cu structura integral prefabricata, realizabile in doua variante: cu

chesoane plane rezemate pe nervuri prefabricate si cu chesoane nervurate

11Fig. 2.8. Structura marginala cu autocompensarea componentei orizontale a tragerilor cu arc orizontal exterior.

Fig. 2.7. Structura marginala cu autocompensarea componentei orizontale a tragerii din acoperis. Schema statica.Reazemul intermediar al structurii marginale se poate concepe sub forma unei

grinzi cu zabrele, arc cu tirant, sau planseu saiba, dispuse in exteriorul structurii .

FIG. 2.12. Structura marginala cu autocompensarea componentei orizontale a tragerilor, cu contur circular, suport central . Detalii.

Ansamblul structural asigura o scurgere avantajoasa a eforturilor spre teren: componenta orizontala a tragerilor acoperisului fiind autocompensata pin elementele destinate special acestui scop (element longitudinal comprimat la nivelul reazemului intermediar, tirant la nivelul fundatiei) la teren se transmite numai componenta verticala.

Eficienta reazemelor intermediare ale structurii marginale este cu atat mai mare cu cat sunt dispuse mai aproape de planul acoperisului.

Page 12: Structuri Pe Cabluri

Structurile de acoperis cu benzi alternante sunt alcatuite din banzi dispuse la distante de 80-150 cm formand fasii ‘’plin-gol’’. Dupa precomprimarea benzilor fasiile de gol se acopera cu elemente usoare de tipul PAS cand dorim realizarea de supraluminatoare sau panouri din armociment cand acoperisul urmeaza a fi opac.

2.4.2. Prinderea chesoanelor de beton armat de cablurile portante se poate realiza conform detaliilor din fig. 2.13. Detaliul a se adopta in cazul desfasurarii prealabile a firelor in pozitie finala si montarii ulterioare a chesoanelor, celelalte detalii fiind practicabile in cazul montarii chesoanelor pe un esafodaj rigid si a pozarii ulterioare a cablurilor.

2.4.3. Ancorarea cablurilor in grinda perete marginala din planul acoperisului se face conform fig. 2.12, 2.16. Teaca conica de tabla inglobata in grinda perete permite deplasarea libera, pe verticala, a cablului in zona de contact banda beton precomprimat – grinda perete. Placuta de neopren asigura legatura articulata a benzii de grinda perete.

2.4.4. In fig. 2.14 este prezentat un cheson prefabricat de acoperis cu termoizolatie din polistiren inglobata. Acest tip de cheson este utilizabil pentru utilizarea

12

Fig. 2.13. Tipuri de benzi de beton precomprimat. Detalii nervuri.

Fig. 2.13. Tipuri de benzi de beton precomprimat. Detalii nervuri

Page 13: Structuri Pe Cabluri

acoperisurilor cu benzi alternante. In fig. 2.15 se prezinta modul de asamblare a chesoanelor in vederea realizarii benzii de beton precomprimat.

2.4.5. Grinzile rigide din planul acoperisului, cu rol de a prelua reactiunilor cablurilor portante si a le transmite structurii marginale de rezemare (in cazul acoperisurilor cu forma dreptunghiulara sau trapezoidala in plan), se pot realiza sub forma unor grinzi perete (prefabricate sau monolite) sau a unor grinzi cu zabrele. In fig. 2.16 este prezentat modul de rezemare pe stalpul marginal de sustinere a unor grinzi perete prefabricate. Preluarea lunecarilor relative a grinzilor perete din doua travei invecinate precum si a lunecarilor din grinda perete si stalpul marginal se face prin dinti de forfecare, alveole, bucle din otel beton.

13

Page 14: Structuri Pe Cabluri

14

Fig. 2.14. Detalii elemet prefabricat banda

Fig. 2.15. Detalii imbinare banda prefabricata Fig. 2.16. Imbinare banda-struct. marg.

Page 15: Structuri Pe Cabluri

2.4.6. Ancorarea in teren a tirantilor structurilor de sustinere a acoperisurilor suspendate pe poate solutiona in mai multe moduri, din care, o parte, au fost prezentate la subcapitolul 2.2. Dintre acestea ancorarea structurilor in roci cu ajutorul ancorelor pretensionate reprezinta solutia pin care stabilitatea structurii se realizeaza cu un volum de materiale de constructie mai redus decat in cazul utilizarii procedeelor obisnuite. Prin acest procedeu se pot micsora hotarator sau elimina deplasarile relative structura marginala – teren cu implicatii directe asupra stapanirii starii reale de eforturi in structura.

Blocurile ancorate in roca si supuse la eforturi de tensiune se executa, de obicei (fig. 2.17), ca radiere dimensionata in asa fel incat sa distribuie eforturile din tiranti pe terenul de fundare si cu o forma care sa asigure posibilitatea realizarii legaturii bloc de fundatie – tirant in conditii tehnologice optime. Alegerea procedeului de fixare depinde in primul rand de tipul de ancora si de natura si starea rocii in care se incastreaza ancora.

Ancorele apte de a prelua forte de tensiune ridicate se fixeaza cel mai bine prin intermediul bulbilor executati prin umplerea cu beton a unei gauri de ancoraj largita in talpa, in care se introduce ancora. In acest procedeu de fixare, aderenta dintre beton si pamant reprezinta doar o forta secundara. Fixarea ancorelor prin intermediul bulbilor se poate realiza atat in roci tari si moi cat si in pamanturi coezive sau necoezive (in acesta din urma caz apar o serie de dificultati tehnologice).

15

Fig. 2.15. detalii imbinare elemente prefabricate acoperisFig. 2.16. detalii imbinare banda prefabricate cu structura marginalaFig. 2.17. Detalii ancorare tirant structura marginala la teren

Fig. 2.17. Detalii ancorare tirant structura la teren