Structuri usoare din profile cu pereti subtiri de tip Lindab pentru cladiri civile si industriale (III)

Structura pentru mansarde, supraetajari si sarpante (SMSS)

Extinderea constructiilor existente consta uneori in a adauga unul sau mai multe etaje pe structura existenta, avand ca rezultat cresterea intregului volum al cladirii. In functie de amploarea interventiei se decide necesitatea verificarii capacitatii portante a structurii originare si obligativitatea masurilor de consolidare. In zone seismice, aceasta problema este si mai delicata, deoarece solutiile bazate pe materiale de constructii uzuale, in general, nu se incadreaza in rezervele de rezistenta a structurii existente. De regula, problema extinderii se reduce la necesitatea minimizarii greutatii proprii. In majoritatea situatiilor concepererea sistemului structural din bare cu pereti subtiri este solutia cea mai adecvata.
In vederea rezolvarii structurii de rezistenta a unor supraetajari, autorii si-au propus sa foloseasca bare cu pereti subtiri, cu sectiuni compuse tip Johnston, utilizand profile "C" Lindab si imbinari cu suruburi. Deoarece planseul existent deasupra ultimului nivel (placa din beton armat sau structura lemnoasa) de obicei nu are suficienta capacitate portanta pentru a sustine structura extinderii si noile incarcari, se prevede un nou planseu utilizand grinzi ajurate.
In continuare sunt prezentate doua astfel de exemple, ce reliefeaza in special structura realizata din profile cu pereti subtiri.

Fig.11 Structura acoperisului pe parcursul realizarii si in faza finala

Datorita faptului ca Timisoara este o zona seismica, structura extinderii a trebuit sa fie destul de usoara pentru a evita consolidarea - prea grea si costisitoare - a structurii deja existente, din beton armat, proiectata necorespunzator normelor seismice actuale. De aceea, structura existenta a fost contravantuita suplimentar.

Autorii acestei lucrari au propus pentru suprastructura sarpantei o structura usoara din profile formate la rece, imbinate doar cu suruburi. Panourile izolate termic de inchidere si de acoperis sunt realizate din tabla trapezoidala Lindab. Interfata intre structura existenta si structura extinderii s-a realizat din grinzi ajurate, racordate cu buloane HSFG si cuplate la structura din beton prin elemente sub forma de cruce. Planseul nivelului nou s-a proiectat ca si o sectiune mixta din otel-beton.
Pentru a evita transmiterea de momente incovoietoare structurii existente datorate actiunilor orizontale (seism sau vant), ambele capete ale stalpilor fiind articulate, structura trebuia contravantuita corespunzator. De asemenea, s-a contat pe efectul de diafragma conferit de structura acoperisului.
In figura 11 este prezentata structura in timpul realizarii si acoperisul finalizat.
Structura a fost proiectata pe baza unei analize spatiale (3D) statice si dinamice. Performantele tehnice care demonstreaza eficienta acestei structuri sunt prezentate in tabelul 6.

Avantajul particular al folosirii acestei solutii structurale in cazul unui santier cu spatiu limitat consta in faptul ca elementele componente ale structurii se ridica foarte usor si repede. Practic, structura a fost ridicata stalp cu stalp pe un planseu nou, iar grinzile cu zabrele si structura de rezistenta au fost asamblate si ridicate cu ajutorul unei automacarale. Figura 12 arata o faza a montajului structurii si fatada aproape terminata.

Fig.12 Faza de montaj a structurii si realizarea fatadei

Structura de sarpanta deasupra unei cladiri cu trei etaje in Tg. Mures

Cladirea existenta cu trei etaje avea o structura pe cadre din beton armat cu umplutura de zidarie. Initial, a fost proiectata pentru a deservi activitatile economice, dar ulterior a fost cumparata de catre Universitatea "Cantemir" si amenajata corespunzator desfasurarii activitatilor didactice. Pentru aceasta, s-a estimat ca mai este necesar inca un etaj, dar o extindere nu era posibila deoarece structura nu mai dispunea de suficiente rezerve sa sustina un nou nivel realizat pe solutia initiala de structura. Date fiind conditiile, a fost preferata o structura metalica usoara. De fapt, acelasi tip de structura folosita la ALCATEL-DATATIM a fost folosit si in acest caz, cu unele mici diferente. Cadrele principale realizate din profile formate la rece sunt prezentate in figura 13.
Figura 14 prezinta noul nivel cu interfata realizata din grinzi ajurate si cladirea dupa realizarea nivelului aditional.

Fig.14 Faza de montaj si cladirea finalizata

Greutatea structurii de rezistenta astfel obtinuta a fost de 18 kg/m², la care se mai adauga si cea a panelor si peretilor exteriori. Datorita greutatii reduse a componentelor care intra in structura, nu a fost nevoie sa se foloseasca macara pentru ridicarea elementelor structurii.

Concluzii
Constructiile usoare sunt din ce in ce mai mult folosite in ultimul timp. Ele se caracterizeaza printr-un raport calitate-pret avantajos si foarte important este ca se pot construi intr-un timp relativ scurt. In conditiile tehnologice si economice actuale, industria constructiilor are nevoie de procedee rapide de construire si de produse mai bune calitativ. Barele cu pereti subtiri sunt o solutie pentru a satisface aceste necesitati datorita prefabricarii simple, ridicarii rapide si preciziei lor.

Fig.15 Detaliu de streasina	Fig.16 Detaliu de coama (Hala Alcatel-Datatim)

In Romania, recunoscuta ca teritoriu seismic, utilizarea structurilor usoare ofera avantajul de masa redusa si din acest motiv sunt recomandate pentru folosire. Structurile sunt considerate nedisipative si trebuie proiectate ca atare in domeniul elastic (q=1).
Elementele de structura cu sectiuni compuse din profile C duble formate la rece, tip Johnston, folosind detalii adecvate de imbinari cu suruburi, dau rezultate foarte bune.
Trebuie acordata o atentie sporita comportamentului imbinarilor la grinzile cu zabrele care sunt semirigide. Semirigiditatea poate fi un avantaj, dar si o sursa suplimentara de solicitare.
Exemplele din acest articol completeaza domeniul larg de aplicabilitate a barelor cu pereti subtiri la mai multe tipuri de cladiri prezentate in Antreprenorul nr.4/2002 si Antreprenorul nr.5/2002.

prof.dr.ing. Dan DUBINA - U. "Politehnica" Timisoara,
ing. Viorel UNGUREANU - Academia Romana Timisoara,
ing. Zsolt Nagy - director tehnic LINDAB SRL