11 P100 2006 Septembrie 2006 Capitolul 9

  • Published on
    23-Oct-2015

  • View
    9

  • Download
    3

Transcript

9

9. PREVEDERI SPECIFICE CONSTRUCIILOR DIN LEMN

9.1. Generaliti

9.1.1. domeniul de aplicare

(1) Acest capitol se aplic proiectrii i calculului structurilor din lemn, utiliznd lemn brut, lemn ecarisat, lemn lamelat ncleiat i panouri pe baz de lemn, mbinate cu adezivi sau cu elemente de mbinare metalice.

(2) La proiectarea elementelor, subansamblelor i structurilor din lemn se aplic prevederile codului NP 005/2003.

(3) Documentele normative de referin complementare prezentului capitol sunt:

STAS 1040/85

Lemn rotund de rinoase pentru construcii. Manele i prjini.

STAS 256-79

Lemn pentru min.

STAS 3416-75

Lemn rotund pentru piloi.

STAS 4342-85

Lemn rotund de foioase pentru construcii.

SR EN 1313-1+A1:2001Lemn rotund i cherestea. Abateri admisibile i dimensiuni prefereniale. Partea I: Cherestea de rinoase.STAS 1928-90

Cherestea de stejar. Clase de calitate.

SR EN 1611-1:2001

Cherestea. Clasificare dup aspect a lemnului de rinoase. Partea 1: Molid, brad, pin i Duglas European.STAS 3363-86

Cherestea de cire, frasin, paltin, pr i ulm. Clase de calitate.

STAS 6709-86

Cherestea de arar, carpen, jugastru, mesteacn i salcm. Clase de calitate.

9.1.2. definiii

In acest capitol sunt folosii urmtorii termeni:

mbinri semi-rigide: mbinri cu o flexibilitate important, a cror influen trebuie considerat n calcul structural (ex. mbinri cu dornuri).

mbinri rigide: mbinri cu flexibilitate neglijabil (ex. mbinri ncleiate).

mbinri cu tije: mbinri cu organe de mbinare de tip dorn (ex. cuie, uruburi, dornuri, etc.) ncrcate perpendicular pe axa lor.

mbinri prin chertare: mbinrile la care eforturile se transmit prin arie de presiune i fr organe de mbinare.

9.1.3. concepia de proiectare(1) Construciile din lemn trebuie proiectate innd cont de unul din urmtoarele concepte (tabelul 9.1):

a. comportare structural disipativ;

b. comportare structural puin disipativ.

(2) comportarea structural disipativ este considerat capacitatea unei pri structurale (zone disipative) de a rezista aciunii seismice prin incursiuni dincolo de limita elastic. Cnd se folosete spectrul de proiectare (3.3), factorul de comportare q este luat mai mare ca 1. Valoarea lui q depinde de tipul structurii de rezisten din lemn i de clasa de ductilitate.

(3) Structurile proiectate dup conceptul a) trebuie s fie incluse n clasa M sau H de ductilitate.

(4) Zonele disipative vor fi localizate n mbinri i conectori metalici, lund n considerare i eventualele influene locale datorate tijelor care se deformeaz, iar elementele din lemn rmn n domeniul de comportare elastic.

(5) n conceptul b), efectele aciunii sunt calculate pe baza unei analize globale elastice, fr a lua n considerare comportarea neliniar a materialului. Cnd se folosesc condiiile de proiectare definite n paragraful 3.3, factorul de comportare q se ia egal cu 1. acest concept este corespunztor clasei de ductilitate L.

Tabelul 9.1. Tipuri de structuri i factori de comportare q pentru clasa de ductilitate cerut

Concept de proiectareFactor de comportare qClasa de ductilitate cerut

Structuri slab disipative1 < q < 1,25L (redus)

Structuri disipative1,25 q < 3M (medie)

q = 3H (mare)

9.2. Condiii privind comportarea structural disipativ(1) cnd se folosete conceptul de comportare structural disipativ, sunt considerate urmtoarele cerine:

a. Sunt considerate ca zone dispative n noduri numai acele materiale i mbinri mecanice care au o comportare corespunztoare la solicitarea de oboseal.

b. mbinrile ncleiate sunt considerate zone non-disipative

c. mbinrile prin chertare nu pot fi folosite atunci cnd eforturile de forfecare sau de ntindere perpendicular pe fibre sunt predominante.

(2) Pentru feele panourilor realizate din placaj utilizate la perei i planee, cerinele menionate mai sus sunt satisfcute dac sunt ndeplinite urmtoarele condiii:a. Plcile aglomerate derivate au densitatea specific de cel puin 650 kg/m3.

b. Placajele au cel puin 9 mm grosime.

c. Plcile fibrolemnoase (PFL) i cele din achii din lemn (PAL) au cel puin 13 mm grosime.

9.3. Tipuri de structuri i factori de comportare

(1) valorile coeficientului de comportare q sunt asociate spectrelor de proiectare i in cont de influena coeficientului de amortizare propriu fiecrei construcii. n concordan cu comportarea lor ductil i capacitatea de disipare de energie sub aciuni seismice, structurile din lemn se vor ncadra n una dintre cele trei clase de ductilitate. Coeficientul de comportare q poate fi luat din tabelul 9.2 cu condiia satisfacerii cerinelor de regularitate a structurii (4.4.3).

Tabelul 9.2. Coeficieni de comportare q pentru structuri

Tip de structurClasa de ductilitateCoeficient de comportare q

Console

Grinzi cu zbrele avnd mbinrile realizate prin chertareStructuri non-disipative1

Grinzi cu zbrele avnd mbinrile realizate cu inele

Perei din panouri din lemn cu fee ncleiateCapacitate scazut de disipare de energie (L)1,25

Arce cu 2 sau 3 articulaii

Grinzi1,5

Grinzi cu zbrele avand mbinrile realizate cu dornuri sau buloane

Structuri mixte (cadre i elemente de nchidere care nu particip la preluarea forelor orizontale)Capacitate medie de disipare de energie (M)2

Structuri in cadre avnd mbinarile realizate cu dornuri sau buloane2,5

Grinzi cu zbrele avnd mbinrile realizate cu cuie

Structuri din panouri din lemn cu fee mbinate cu cuie pe scheletul din lemnCapacitate nalt de disipare de energie (H)3

(2) Pentru structuri neregulate pe nlime, coeficientul q se reduce cu 20% fa de valorile prezentate n tabelul 9.2 (cu condiia q 1). (3) Elementul structural cel mai puin ductil din ansamblul structurii de rezisten determin valoarea coeficientului de comportare q.9.4. Criterii de proiectare pentru structuri disipative

9.4.1. reguli pentru elementele de mbinare

(1) mbinrile mecanice au o ductilitate bun, nu sunt sensibile la sarcini repetate i au capacitate de disipare de energie.(2) Pentru a se evita ruperea prin fisurare prematur, trebuie respectate reguli privind distanele dintre tije i dintre tije i captul elementului din lemn care sunt stabilite astfel nct s se asigure o comportare ductil (cf. NP 005/03 Cod pentru proiectarea construciilor din lemn). Majorarea spaiilor dintre piesele de mbinare i cele fa de limitele elementului din lemn contribuie la creterea rezistenei la fisurare i, n consecin, la ductilitatea mbinrii.(3) Fisurarea poate fi prevenit prin adugarea n zona de mbinare a unor piese de rigidizare, cu o bun rezisten la ntindere transversal, cum sunt contraplcile. Capacitatea de disipare de energie poate fi mbunatit prin alegerea de tije zvelte, care permit formarea de articulaii plastice. Fisurarea este limitat atunci cnd grosimea elementului din lemn crete n raport cu diametrul tijelor.(4) Elemente de mbinare de tip tije (cuie, agrafe i uruburi) - Cu excepia elementelor din oel dur, cuiele, agrafele i uruburile au o comportare plastic. Creterea lungimii de ptrundere a tijei n elementul de lemn previne riscul de smulgere. Pentru majorarea rezistentei la smulgere se recomand utilizarea tijelor profilate (cu caneluri n spiral, cu dini, etc.). Un coeficient de zveltee al tijei mai mare ca 8 garanteaz o bun ductilitate.(5) Pentru mbinrile ntre panourile de placaj pe structur de lemn, comportarea ductil se manifest atunci cnd coeficientul de zveltee al tijei este mai mare ca 4. ncercri pe panouri cu structura din lemn mbinate cu cuie demonstreaz o ductilitate sporit i o capacitate mare de disipare de energie.(6) Broe (dornuri) - mbinrile cu tije metalice zvelte au capacitatea de a plastifica n acelasi timp oelul i lemnul din mbinare, ceea ce permite o disipare bun de energie. Coeficientul de zveltee al dornului trebuie s fie mai mare ca 8, ca s se obin o ductilitate bun. Pentru tije masive i distane normale intre tije, capacitatea de disipare de energie a structurii depinde numai de capacitatea portant a lemnului.

(7) Buloane - Pentru imbinrile cu buloane, toleranele rezultate n urma practicrii golurilor (pregurire) provoac neregulariti n distribuia eforturilor. Suprasarcinile care afecteaz, n consecin, anumite buloane pot provoca fisuri n piesele din lemn, modificnd distribuia eforturilor n mbinare. n zone seismice se recomand realizarea cu precizie deosebit a acestor mbinri i utilizarea de preferin a buloanelor zvelte. Buloanele cu diametru mai mare de 16 mm se deformeaz puin i, prin urmare, disiparea de energie este redus. Este recomandat utilizarea buloanelor mpreun cu crampoanele cu dini.(8) Inele - Din cauza capacitii reduse de deformare plastic, utilizarea acestor mijloace de mbinare nu este indicat pentru mbinri disipative.(9) Crampoane (inele cu dini) - Dac sunt bine concepute, acestea sunt capabile de o bun comportare plastic. Pentru prevenirea fisurrii lemnului, trebuie respectate distanele dintre dini, prevzute n prescripiile tehnice n domeniu (NP 005/03).(10) Conectori cu dini ambutisai - n cazul utilizrii conectorilor cu dini, exist eventualitatea unei rupturi fragile a plcii i a smulgerii dinilor. n consecin, nu sunt recomandai pentru utilizarea lor n mbinri disipative.

9.4.2. Reguli pentru mbinri

(1) Elementele comprimate i mbinrile care pot ceda din deformaii datorate ncrcrilor alternante vor fi proiectate astfel nct s se previn distanarea pieselor componente.

(2) Buloanele i dornurile vor fi montate n goluri practicate n prealabil prin pregurire. Buloanele i dornurile mari (d > 16 mm) nu vor fi folosite n mbinrile lemn pe lemn i metal pe lemn, exceptnd combinaiile cu ali conectori.

(3) Dornurile, cuiele netede i scoabele nu vor fi folosite fr rezerve adiionale - piese suplimentare de strngere (buloane) care se dispun n noduri sau pe lungimea elementului compus pentru a strnge pachetul de bare mpotriva retragerilor.

(4) n cazul ncrcrii perpendiculare pe fibre, rezervele adiionale vor fi folosite pentru evitarea despicrii lemnului.

(5) Panourile cu elementele structurale din lemn, mbinate cu cuie, prezint o comportare ductil, superioar. Trebuie ca panourile s fie realizate din lemn sau din produse pe baz de lemn cu fee avnd grosimea t1 > 4d (d - diametrul cuiului). pentru mbinarea fa ram, se recomand ca diametrul cuielor s fie 3,1 mm i acestea s se dispun la o distan de maximum 150 mm la elementele perimetrale (montani marginali, rigla superioar i inferioar) i la maximum 300 mm la montanii i riglele intermediare.

(6) mbinrile cu cuie i dornuri, lemn pe lemn sau metal pe lemn sunt suficient de ductile atunci cnd grosimea minim a lemnului mbinat este de 8d i diametrul tijei d < 12 mm.

(7) toate reazemele trebuie s aibe o legatur mecanic. Elementele de fixare trebuie concepute astfel nct s se evite deplasarea elementelor de lemn din mbinare.

(8) Zonele disipative trebuie s ndeplineasc urmtoarele cerine:

a. n mbinrile cu cuie, buloane i dornuri de tip lemn pe lemn i lemn pe metal, grosimea elementelor mbinate este de 8d, iar diametrul minim al elementului de mbinare d nu trebuie s depaeasc 12 mm.

b. n pereii structurali i diafragme orizontale, se recomand ca grosimea elementelor s fie 3d iar diametrul cuielor d s nu depaeasc 3,1 mm.

9.4.3. Reguli pentru diafragmele orizontale

(1) distribuia forelor tietoare n diafragme se face lund n considerare poziia n plan a elementelor de rezisten verticale care preiau ncrcrile laterale.

(2) Continuitatea grinzilor trebuie asigurat n special n zonele de discontinuitate ale diafragmelor de planeu.

(3) n cazul n care nu se dispun rigidizri pe ntreaga nlime a grinzilor de planeu, raportul ntre nlimea i grosimea grinzilor (h/b) trebuie s fie mai mic ca 4.

(4) Cnd planeele sunt rigide n plan nu trebuie s existe nici o discontinuitate a grinzilor n reazemele unde forele orizontale sunt transferate elementelor verticale (ex. pereilor structurali).(5) n cazul construciilor de dimensiuni reduse n plan (exemplu: case individuale) se consider c planeul asigur contravntuirea n plan orizontal dac:

dimensiunile n plan ale cldirii sunt mai mici de 12 m;

grinzile planeelor din lemn sunt continue;

elementele de fixare (tijele) sunt dispuse la maximum 15 cm pe conturul exterior al panourilor de planeu i la 30 cm pe riglele intermediare.

9.5. verificri de siguran

(1) Pentru verificarea la starea limit ultim a structurilor proiectate conform conceptului de comportare structural non-disipativ (Clasa L), caracteristicile materialului vor fi considerate corespunztoare combinaiei fundamentale de ncrcri.

(2) Pentru verificarea la starea limit ultim a structurilor proiectate conform conceptului de comportare structural disipativ (clasa M sau H), caracteristicile materialului vor fi considerate corespunztoare combinaiei excepionale de ncrcri.

(3) Pentru a se asigura incursiunea n domeniul post-elastic a zonelor disipative, toate celelalte elemente structurale i mbinri trebuie s fie proiectate cu suficient suprarezisten. Cerine speciale de suprarezisten sunt cerute n special pentru:

ancorri (tirani) sau orice alte mbinri la elemente masive;

mbinri ntre diafragme orizontale i elemente verticale care preiau ncrcri laterale.

(4) mbinrile prin chertare nu prezint riscul de cedare casant dac verificarea la fora tietoare este facut cu considerarea unui coeficient de sigurant suplimentar cu valoarea 1.3.19.2