Sala de sport UMF Targu-Mures, Corp 2 – Sala de tenis de camp

Beneficiar: Universitatea de Medicina si Farmacie din Targu-Mures
Proiectant: SC Proexcon Impex SRL din Targu-Mures
Structura: ing. Petre Pintea
Constructor: SC Dafora SA din Medias

Sala de Sport cuprinde: corp 1 Anexe si corp 2 Sala de Tenis, in care se pot amenaja, pe directia transversala, trei terenuri de tenis de camp. Corpul 1 Anexe cuprinde: accesul, vestiare cu dusuri, centrala termica, birouri, magazii, spatiile necesare functionarii Salii de Tenis.

Corpul 2, Sala de Tenis, este o constructie monobloc cu nivel parter, avand o deschidere de 36,90 m si 10 travei, dintre care la capete doua de 4,125 m si opt intermediare de 5,20 m, rezultand dimensiuni intereax in plan de 36,90 m x 49,85 m, si aria construita Ac = 1.923,46 mp.

Cele doua corpuri sunt despartite structural printr-un rost pe toata inaltimea, inclusiv la fundatii, avand rol antiseismic, de lucru si dilatare.

In continuare ne vom referi numai la Sala de Tenis.

STRUCTURA DE REZISTENTA

Constructia are un nivel, iar structura de rezistenta este regulata, dispusa ortogonal, simetrica in plan fata de axele principale avand unifor­mitate pe verticala.

Suprastructura este formata din cadre metalice, iar infrastructura din beton si beton armat este alcatuita din fundatii si o grinda soclu pe contur, legata cu placa pardoselii.

INFRASTRUCTURA 

Sub stalpii constructiei sunt fundatii izolate alcatuite din bloc de beton simplu monolit, clasa C 4/5, turnat la cota -0,95 m, iar mai sus cuzinetii.

De la cota -0,95 m la -0,24 m sunt: cuzineti sub stalpi, tiranti pe directia transversala intre stalpii principali din axele 4÷12, iar pe tot conturul exterior o grinda soclu. Toate elementele sunt turnate, in aceeasi etapa, din beton monolit clasa C 16/20, armat cu otel beton PC 52.

In cuzinetii din beton armat s-au montat la pozitie, prin calotare, carcase cu buloane Ø30 din otel calitatea 6.6, pentru prinderea stalpilor principali si de Ø16, calitatea 4.6 la cei din fronton (foto 1 si 2).

SUPRASTRUCTURA

Pe directia transversala, in deschiderile intermediare, axe de la 4 la 12, sunt noua cadre principale metalice frante, dublu articulate la baza stalpilor si cu tirant la partea de jos. Forma cadrelor este similara cu cea a traiectoriei mingii de tenis din timpul jocului.

Cadrele au deschi­derea de 36,90 m, cu o inaltime la margine de 3,20 m, iar la centru de 10,20 m.

Cadrele principale transversale sunt alcatuite din cate doi stalpi si o grinda din tabla metalica sudata, cu sectiunea dublu T, din otel S355JO, iar tirantul, descris mai sus, din beton armat monolit.

Stalpii se prind in fundatii cu buloanele metalice inglobate la pozi­tie in beton, la cota -0,24.

Din cauza conditiilor impuse de transport, manipulare si montaj, cadrul transversal a fost executat din tronsoane. Imbinarea intre elemen­tele cadrului s-a facut cu suruburi de inalta rezistenta, pretensionate, IP M22 grupa 10,9 STAS 8796/1-80 si eclise metalice din otel S355JO.

Cadrele principale preiau incarcarile gravitationale aferente si cele orizontale din vant si seism in totalitate de pe directia transversala si din conlucrarea de ansamblu a structurii.

In fiecare dintre cele doua frontoane, ax 3 si 13, se afla cate un „cadru transversal” cu noua des­chideri egale, alcatuit din stalpi si grinzi din teava dreptunghiulara. In calcule, stalpii s-au considerat dublu articulati la baza si la prinderea de grinda. Grinda este continua pe toata lungimea frontonului.

Stalpii au rolul de a prelua incarcarile gravitationale aferente din descarcarea panelor, iar grinzile numai pe cele orizontale, deoarece ele fac parte din contravantuirea generala a aco­perisului. Prinderea stalpilor de fundatii la partea de jos este facuta in suruburi, iar sus cu sudura sub grinda.

Pe directia longitudinala, in axele A si L, sunt doua „cadre“ contravantuite central cu diagonale in V, avand in alcatuire stalpii de la cadrele principale de pe directia transversala si cei din colt din frontoane, iar sus, ca rigla, prima pana de la acoperis. Rolul lor este de a prelua incarcarile orizontale de pe directia longitudinala si din conlucrarea de ansamblu, dar numai prin diagonalele intinse, neglijandu-se aportul celor comprimate. Contra­vantuirile sunt executate din teava rotunda, avand la capete placute metalice pentru prinderile cu sudura, la partea de jos de stalpi, iar sus de stalpi si pana (foto 4, 5, 6, 7 si 8).

Pe directia longitudinala, peste grinzile principale si cele de fronton, deasupra stalpilor din fronton, s-au montat panele metalice, profile IPE 220. Panele s-au calculat pe sche­ma statica de grinda continua. Prinderea panelor metalice pe grin­zile principale si cele de fronton s-a facut cu sudura.

Conlucrarea de ansamblu a struc­turii la solicitari orizontale, efectul de saiba, se asigura prin realizarea unei contravantuiri in planul acoperisului, pe tot conturul si suplimentar, longitudinal la coama.

Contravantuirea este executata din panouri sub forma de „X” din teava rotunda si placute metalice, sudate pe talpa superioara a grinzilor principale si de cea inferioara a panelor.

Contravantuirea lucreaza numai cu diagonalele intinse, neglijandu-se aportul barelor comprimate. In alcatuirea contravantuirii intra si o parte dintre pane, precum si grinzile din axele 3, 4, 12 si 13. La coama, la partea superioara a grinzilor, la cota +10,20, pentru stabilitatea cadrelor transversale in lungul salii s-a rea­lizat suplimentar o contravantuire longitudinala, care se inchide in cea generala de pe contur din lungul frontoanelor (foto 8, 9 si 10).

In axele longitudinale A si L, fixarea la pozitie a zonei comprimate de la imbinarea stalpului cu grinda de la cadrul principal, acolo unde este cea mai mare solicitare, s-a facut cu un tirant din teava rodunda care se descarca la capete, in frontoane, in contravantuirea acoperi­sului (foto 12). (Aparitia, in alte fotografii, a acestui tirant la aceeasi cota, dar la exteriorul stalpului, se datoreaza unei greseli de executie care a fost remediata ulterior, asa cum reiese din foto 12.)

Fixarea la pozitie a grinzilor principale transversale la coama, in zona de jos, s-a facut cu un tirant din teava rodunda care descarca la capete, in contravantuirea acope­risului din frontoane (foto 10 si 12).

In axele A1 si A8, in zona de schimbare a momentului incovoietor ca semn, grinzile principale ax 4÷12 sunt fixate la partea de jos in plan orizontal cu contravantuiri inclinate, la panta 1/1, prinse sub talpa de jos a panelor acoperisului, conform foto 6.

Toata confectia metalica a fost executata uzinat, iar pe santier s-a facut montarea ei.

ALCATUIREA CONSTRUCTIVA A PERETILOR SI A ACOPERISULUI

Pentru pereti si acoperis s-a ales o alcatuire din materiale usoare, rezultand si o dispunere uniforma a maselor, atat in plan cat si pe verticala.

Inchiderea la peretii de pe contur, de la interior spre exterior, este executata din: doua placi de gips carton cu grosimea 12,5 mm fiecare, bariera de vapori, termoizolatie din vata minerala bazaltica de 10 cm, folie de difuzie, sipci din lemn de 2,4 cm X 4,8 cm la interax cu 40 cm intre ele, strat de ventilatie-aerisire, placi de OSB de 12 mm, polistiren cu gro­simea 2,0 cm si tencuiala de finisaj.

Structura peretilor este din profile metalice zincate, indoite la rece, rezemate pe soclu si prinse cu suruburi pe consolele metalice sudate la pozitie pe stalpii structurii. S-au folosit profile LINDAB tip Z 120 si C120 (foto 12).

Peretii, prin alcatuirea lor, nu constituie elemente care sa impie­dice deformarea libera a structurii de rezistenta in plan orizontal. Sala nu are pereti despartitori interiori.

Suprafata vitrata din fronton este din geam termopan montat pe structura din aluminiu.

Acoperisul, de jos in sus, are urmatoarea alcatuire: tavan dintr-o placa de gips carton de 12,5 mm, bariera de vapori, termoizolatie din vata minerala bazaltica de 15 cm montata intre capriori, strat de ventilatie-aerisire, folie de difuzie, sipci din lemn, strat de aerisire si invelitoarea din tabla ondulata Lindab.

Capriorii sunt din profile metalice LINDAB tip Z 200 si C200, prinderea lor de piesele metalice existente la pozitie pe pane facandu-se cu suruburi (foto 11, 12 si 13).

Structura luminatoarelor este din teava dreptunghiulara (foto 14).

ELEMENTE DE CALCUL PRIVIND AMPLASAMENTUL CONSTRUCTIEI

Amplasamentul din Targu-Mures a fost liber de constructii, terenul fiind plan, relativ orizontal, si nu a pus probleme de stabilitate generala.

Terenul din argila prafoasa cafenie ruginie este bun de fundare avand p_conv de baza = 370 Kpa.

Pana la adancimea de fundare nu s-a intalnit apa subterana.

Valoarea caracteristica a incarcarii din zapada pe sol este de 1,50 kN/mp iar coeficientul de expunere al amplasamentului constructiei C_e = 1.00.

Presiunea de referinta a vantului q_ref = 0,4 kN/mp, mediata pe 10 min., avand 50 ani interval mediu de recu­renta la 10,00 m de la sol, zona urbana cu densitate redusa de constructii.

Din punct de vedere al zonarii teritoriului la cutremure, avand IMR = 100 ani, amplasamentul are accele­ratia terenului pentru proiec­tare a_g = 0,12 g si perioada de colt T_c = 0,7 sec.

DIMENSIONAREA STRUCTURII DE REZISTENTA

Elementele cadrelor principale transversale au fost dimensionate, din gruparea fundamentala, prin combinatia: permanente plus temporara principala zapada cu aglome­rare pe jumatate din acoperis si temporara secundara, vantul acti­onand din partea in care a spulberat zapada. Din aceasta combinatie a rezultat cea mai mare stare de eforturi. In figurile 1 – 4 sunt prezentate diagramele infa­suratoare: forta axiala, forta taie­toare, moment incovoietor si tensiuni longitudinale sigma.

Cea mai solicitata sectiune este nodul stalp-grinda, acolo unde: forta axiala este N_x = 509,3 kN, forta taietoare V_z = 275,60 kN, iar momentul inco­voietor M_y = 1109,0 kNm, intinzand fibra de sus la grinda si cea exterioara la stalp.

In camp, la o treime, momentul incovoietor are cea mai mare valoa­re de semn pozitiv 654,7 kNm, dar schimba si semnul intinzand si fibra de sus a grinzii.

Tensiunile sigma in lungul grinzii au, pe cea mai mare parte, o distributie intr-o plaja de valori apropiata si sunt inca rezerve, otelul fiind S355JO.

Tirantul de la baza cadrului a fost dimensionat la o forta de intindere N_t = 375 kN, armandu-se cu 16 bare cu diametru de 14 mm din otel beton PC 52. Tensiunea in bare este de 150,0 N/mmp la N_t = 375 kN ceea ce asigura o deschidere a fisurilor a_f = 0,16 mm, mai mica decat a_f adm. = 0,20 mm.

Dimensionarea blocurilor funda­tiilor a rezultat din grupare fundamentala.

Pentru incarcarea din seism: in baza caracteristicilor structurale, a materialelor usoare folosite la pereti si acoperis, a modului lor de dispunere, toate descrise mai sus, clasa de importanta a constructiei fiind III, constructie de tip curent, s-a utilizat metoda de calcul pentru proiectare curenta, cea a fortelor la­terale asociate modului fundamental de vibratie.

Masa seismica totala estimata a constructiei este de 460,00 t, ceea ce inseamna cca 0,24 t/mp.

Cadrele transversale din alcatuirea lor nu au zone de disipare a energiei, deci se incadreaza la structuri slab disipative, cu factorul de comportare q = 1,00 si clasa de ductilitate ceruta L (redusa).

Sarcina orizontala din seism, aferenta unui cadru transversal pentru un raspuns in domeniul elastic, este de 165 kN. Din combinatia maxima descrisa mai sus, starea de eforturi din gruparea cu seism este de cca 80% fata de cea din gruparea fundamentala. Aceasta deoarece cadrele transversale, singure, duc toata incarcarea gravitationala din acoperis si vant de pe directia transversala, asa cum este solutia constructiva. La aces­tea se adauga si faptul ca deschiderea cadrului este mare, incarcarile gravitationale permanente sunt mici folosindu-se materiale usoare, iar ponderea zapezii este mare la dimensionare la starea limita ultima de rezistenta din gruparea fundamentala. Astfel, la dimensionarea in gruparea fundamentala, capacitatea portanta rezulta deja ca poate avea un raspuns in domeniul elastic la seism. S-a facut verificarea supletii peretilor la stalpi si grinzi pentru clasa 3.

Pe directia longitudinala, in ca­dre­le din axele A si L, zonele disipative sunt situate numai in diagonalele intinse. Factorul de comportare este q = 3,25 iar clasa de ductilitate ceruta M (medie).

La diagonalele intinse s-a facut verificarea supletii peretilor tevilor d/t = 127/4 = 31, care este mai mica de 70 cat este data la otel S235 pentru clasa sectiunii 2.

Prinderea diagonalei intinse la ca­pete, de stalpi jos si stalpi si pana sus, s-a facut din aproape in aproape, la o capacitate de rupere mai mare, pentru a se putea asigura intrarea ei in curgere in camp curent, fara sa cedeze din prinderi.

INDICI DE CONSUM

Totalul consumului de metal la suprastructura este de 46,80 kg/mp arie desfasurata construita, din care 41,80 la stalpi, grinzi si pane, iar 5,00 la contravantuiri.

Autor:
ing. Petre Pintea

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 130 – octombrie 2016, pag. 48