«

»

Constructii cu elemente structurale din table cutate

Share

Pentru a realiza constructii cu elemente structurale din table cutate, curbate si drepte, Ministerul Apararii a achizitionat un grup de utilaje UBM (Ultimate Building Machine), dispozitive si tehnologia aferenta, produse de MIC Industries (SUA). Odata cu sistemul UBM, s-a primit si un program de calcul al structurilor de rezistenta, avand numele MIC Prosoft. In cele ce urmeaza, se va face o prezentare generala a structurilor de rezistenta metalice care se pot realiza cu instalatiile produse de MIC Industries.     

 

Tipuri de structuri de rezistenta

Structurile de rezistenta metalice care se pot realiza cu instalatiile achizitionate sunt:

1. Acoperisuri din table profilate curbe, rezemate pe elemente lineare continue din beton armat (fundatii, grinzi sau centuri).

Dupa sectiunea transversala, aceste acoperisuri pot aparea sub urmatoarele forme:

Structura de tip A, sub forma de sector de cerc rezemat la nivelul terenului pe o fundatie continua de beton armat.

Structura de tip B, sub forma de sector de cerc rezemat pe elemente de rezistenta continue supraterane.

Structurile de tip B pot avea tiranti la nivelul de rezemare al sectorului de cerc. Tot la acest tip de structuri, elementele de rezemare supraterane pot avea inaltimi diferite pe cele doua laturi, din conditii arhitecturale sau functionale.

De mentionat este faptul ca structurile tip B se pot folosi la constructii cu mai multe deschideri egale, pe reazemele longitudinale centrale rezemand si jgheaburile de colectare a apelor pluviale.

2. Acoperisuri si pereti longitudinali realizati dintr-o bucata  intreaga de tabla profilata dreapta si curbata.

Dupa sectiunea transversala, aceste structuri pot aparea sub urmatoarele forme:

Structura de tip C, sub forma de arc de cerc cu racordari circulare la trecerile spre zonele verticale, care constituie peretii longitudinali din tabla cutata.

Structura de tip D, sub forma a doua trapeze dreptunghiulare alaturate la baza mare, cu racordari circulare la coama si la trecerile spre zonele verticale, definind un aco­peris cu doua pante si pereti verticali care reazema la nivelul terenului pe fundatii continue din beton.

Trebuie precizat si faptul ca instalatia produsa de MIC Industries reali­zeaza numai partea metalica a structurii de rezistenta. Celelalte parti ale structurii de rezistenta reali­zate din beton armat (fundatii, stalpi, grinzi, centuri) sau peretii din frontoane ori de compartimentare, reali­zati din materiale diferite de tabla cutata, se vor executa cu alte utilaje si tehnologii corespunzatoare.

 

Domenii de utilizare a constructiilor care folosesc elemente structurale din table cutate

In domeniul militar, se folosesc la realizarea spatiilor pentru:

• adapostirea avioanelor si elicopterelor;

• depozitarea echipamentelor si munitiilor;

• centrele de antrenament si salile de studiu;

• intretinere (dispensare, terenuri de sport, bazine de inot etc.);

• hranire, odihna si igiena.

In domeniul civil, se folosesc la amenajarea spatiilor necesare in:

• comert (supermarketuri, piete agroalimentare etc.);

• agricultura (depozite provizorii pentru cereale, cartofi, fibre textile etc.);

• zootehnie (adaposturi pentru animale);

• transporturi auto (soproane, peroane autogari, garaje parter etc.);

• recreere si sport (terenuri de tenis, volei, baschet, bazine de inot, copertine partiale peste tribunele stadioanelor etc.);

• invatamant (gradinite, scoli elementare etc.);

• productie industriala (ateliere pentru industria textila, pielarie etc.);

• locuire (locuinte parter indivi­duale sau cuplate cate doua, case de vacanta etc.).

Foarte utile sunt asemenea constructii in caz de calamitati, cand se pune problema asigurarii rapide, pentru o masa relativ mare de oameni, a unor conditii de trai minime.

 

Izolarea termica si fonica a elementelor structurale metalice

Izolarea termica cu spuma poliuretanica este o solutie ingenioasa pentru depozite aferente domeniului industrial si agricol din zone cu temperaturi scazute.

Ideala in egala masura pentru spatiile de locuire si comerciale, izolarea cu spuma pe baza de fibre celulozice asigura o izolare termica si fonica foarte buna, avand si un finisaj atragator.

Aceste izolatii se aplica la interior cu utilaje mobile din complexul UMB, contribuind alaturi de toate instala­tiile interioare (electrice, termice, de ventilatie, sanitare) la cresterea eficientei si a confortului.

Alegerea solutiei de izolare se face in functie de destinatia constructiei, iar grosimea stratului izolator tine seama de conditiile climatice ale amplasamentului, conditiile interioare de microclimat ce trebuie asigurate si de tehnologia de executie a izolatiei.

 

Aria geografica de raspandire a amplasamentelor, diversitatea culorilor si formelor arhitecturale

Structurile metalice din table profilate s-au folosit, practic, pe toate continentele, deoarece se preteaza la amplasamente indiferent de natura terenului de fundare si de incarcarile climatice la care sunt supuse.

Asemenea constructii, pentru toate domeniile de utilizare, s-au realizat in SUA, China, Mexic, Coreea de Sud, Zimbabwe, Puerto Rico, Maroc, Angola, Arabia Saudita etc.

Culorile materialelor de protectie aplicate pe tablele profilate sunt diverse ca si amplasamentele si se pot realiza combinatii placute privirii.

Formele curbe ale acestor structuri metalice, in combinatie cu celelalte elemente structurale si nestructurale realizate din alte materiale, coroborat si cu alegerea unor culori sau nuante complementare, au permis arhitectilor realizari interesante in domeniu.

 

Elemente de calcul structural

Structurile care se pot realiza cu instalatiile de la MIC Industries aco­pera de obicei suprafete dreptunghiu­lare cu deschiderea cuprinsa intre 15 m si 32 m.

Programul de calcul Prosoft, elaborat de MIC Industries, permite inginerilor constructori proiectanti de structuri verificarea structurilor.

Programul Prosoft utilizeaza un calcul plan in care structurile meta­lice prezentate mai sus sunt static nedeterminate, fie incastrate la ambele capete, fie articulate la ambele capete.

Incarcarile sunt considerate aplicate static pe structura.

Aria sectionala si momentul de inertie sunt determinate de marimea sectiunii alese si sunt calculate in functie de grosimea tablei, fara a fi luate in calcul micile defecte ale barei curbe sau ale cutelor formate prin indoire.

Sectiunile tablelor dupa profilarea cu utilajele UBM se prezinta astfel:

 

Comparatii cu standardele si normativele in vigoare din Romania

Analize efectuate de specialistii romani in domeniul structurilor meta­lice au pus in evidenta ca incarcarea produsa de seism (evaluata conform prevederilor Normativului P100/92) conduce la o solicitare a acestor structuri sub nivelul solicitarilor produse de actiunea vantului si a zapezii, in cele mai defavorabile ipoteze considerate.

S-au analizat cateva structuri de tip A si de tip B pentru varianta h1<1 m, folosind programul SAP 2000 si considerand intensitatile incarcarilor corespunzatoare standardelor romanesti si gruparile de incarcari utilizate curent in proiectarea constructiilor metalice din Romania.

Avand in vedere ca programul Prosoft lucreaza cu metoda rezistentelor admisibile, iar programul SAP 2000, folosit de specialistii romani, a fost rulat in conditiile lucrului cu metoda starilor limita, pentru compararea rezultatelor obtinute, referitoare la exigentele de rezistenta, s-au cuantificat rapoartele: sM+N/sa si rapoartele sM+N/R.

Valorile acestor rapoarte arata o compatibilitate acceptabila a rezultatelor obtinute cu cele doua programe de calcul pentru structurile analizate, mentionate mai sus.

Rezultatele analizelor efectuate ilustreaza faptul ca structurile satisfac in general exigentele de rezistenta. Apar unele depasiri ale rezistentelor de calcul cu pana la 10%, valori ce pot fi acceptate luand in considerare efectul ecruisarii tablei asupra limitei de curgere a materialului.

Diferente semnificative se evidentiaza pentru celelalte tipuri de structuri (tip C si tip D). Din aceasta cauza se recomanda continuarea investigatiilor pentru aceste tipuri de structuri, inclusiv efectuarea unor incercari in situ, masurarile urmand a pune in evidenta comportarea reala a acestor tipuri de structuri.

Cele doua programe de calcul folosite in analiza comparativa nu evidentiaza efectuarea unui calcul de ordinul II si nici verificarea la stabilitate generala a structurilor analizate. Implementarea in practica, in Romania, a unor asemenea tipuri de structuri trebuie sa se faca obliga­toriu pe baza unor proiecte tehnice de executie, intocmite de specialisti in domeniu si verificate de verificatori de proiecte atestati conform reglementarilor in vigoare.

 

Executia structurilor metalice din table profilate

Dupa verificarile structurilor pro­iec­tate, datele geometrice ale sectiunilor se introduc pe rand dupa nece­sitati in programele de executie din dotarea utilajelor. Aceste utilaje executa automat, la lungimile necesare, profilarea benzii de tabla plana (livrata la grosimi cuprinse intre 0,6 mm si 1,52 mm si existenta pe utilaj sub forma de rulou), obtinand elemente drepte cu sectiunea transversala sub forma de „W“.

In continuare, aceste elemente drepte profilate, pe baza datelor geometrice din proiect ale sectiunii transversale a structurii introduse in programul masinii, sunt curbate. Curburile nu se pot obtine fara ambutisarea tablei.

Inainte sau in paralel, se executa partile pe care urmeaza sa rezeme structura metalica.

Tablele profilate, ambutisate si curbate se faltuiesc intre ele la sol, realizand pachete de cate 3, 4 sau 5 table in vederea ridicarii la pozitie cu ajutorul unei macarale. Primul pachet de table, dupa ridicarea la pozitia de montaj, este fixat pe fundatii sau pe alte elemente de sustinere si ancorat provizoriu. Urmeaza al doilea pachet, care, dupa ridicarea la pozitia de montaj, se fixeaza pe elementele de sustinere si se solidarizeaza cu primul pachet prin faltuire la pozitie. Operatiile se repeta pe rand cu pachetele urmatoare de table, pana cand se acopera toata suprafata constructiei proiectate. In continu­are, se executa peretii frontoanelor si, daca e cazul, peretii de compartimentare. Urmeaza montarea tamplariei si pregatirile pentru fixarea instalatiilor, care se vor monta definitiv numai dupa finalizarea executiei izolatiei termice (daca e necesara).

Izolatia termica, asa dupa cum am mentionat mai sus, se executa cu utilaje din complexul UBM, si poate fi spuma poliuretanica sau spuma pe baza de fibre celulozice. Grosimea acestei izolatii termice se calculeaza de proiectant, dar, din conditii tehnologice de executie, nu poate depasi 3 inch.

Constructiile cu astfel de structuri pot avea instalatii interioare de incalzire, de ventilatie, electrice, sanitare.

 

Avantajele structurilor meta­lice din table profilate

Cost scazut de realizare,  cu 40% pana la 60% sub costul conventional pentru aceste forme de constructii. Costul de fabricatie se reduce deoarece echipa de muncitori calificati este mica (10 pana la 15 persoane), poate fi condusa de un maistru si nu depinde de arhitecti sau ingineri de executie.

Viteza ridicata de construire – sistemul UBM, o fabrica de structuri metalice pe roti, este capabil sa fabrice si sa asambleze la fata locului, intr-o zi, o structura pentru o cladire parter cu suprafata de 1.000 mp.

Mobilitate – sistemul UBM este realizat pentru a minimiza suportul logistic, astfel incat poate fi usor transportat oriunde in lume, cu avioane si prin tractare auto.

Cladiri durabile si usor de intretinut cladirile realizate folosind sistemul UBM au fost testate in diferite conditii meteorologice si pot rezista la uragane, cutremure, vanturi puternice si caderi masive de zapada.

Aplicatii multiple – constructiile cu astfel de structuri si-au dovedit utilitatea in conditii de calamitati, in domeniile militar si civil.

Design flexibil – UBM permite realizarea de structuri cu destinatii si dimensiuni specifice si poate utiliza table cu protectii de suprafata in diferite culori pentru a imbunatati aspectul constructiilor.

Eventualele dezavantaje ale constructiilor ce utilizeaza structuri metalice din table cutate, ambutisate si curbate, realizate relativ recent in Romania, vor putea fi evidentiate urmarind comportarea in exploatare a acestora.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 33 – decembrie 2007

 

Autor:
ing. Ioan I. SALAGOR – Comisia Nationala Comportarea in situ a Constructiilor

 



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2007/12/09/constructii-cu-elemente-structurale-din-table-cutate/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.