GHID PRIVIND CALCULUL I ALCTUIREA CONSTRUCTIV A PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON

LA CLDIRI VECHI I NOI

Contract: 418/2009 Faza: 1 Redactarea: I

Beneficiar: MDRT

Director General INCD URBAN - INCERC, conf. univ. dr. arh. Vasile Mei

____________________________________________________

Director tiinific Construcii INCD URBAN-INCERC, dr. ing. Emil Sever Georgescu

____________________________________________________

Director Sucursal URBAN- INCERC Timioara, dr. ing. Ion Scordaliu

____________________________________________________

ef Proiect, ing. Aurelian Gruin

____________________________________________________

- ianuarie 2011 -

CUPRINS

1 PREVEDERI GENERALE ............................................................................................................................. 3 1.1 OBIECT................................................................................................................................................. 3 1.2 DOMENIUL DE APLICARE ............................................................................................................... 3

1.2.1 Factorii crora se adreseaz ghidul .................................................................................................... 3 1.2.2 Specificaii privind domeniul de aplicare .......................................................................................... 3

1.3 Referine principale................................................................................................................................ 4 1.4 Terminologie.......................................................................................................................................... 5 1.5 Notaii .................................................................................................................................................... 5

2 ELEMENTE DEFINITORII PRIVIND REALIZAREA PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON ....... 7 2.1 Conlucrarea lemn-beton......................................................................................................................... 7

2.1.1 Aspecte teoretice................................................................................................................................ 7 2.1.2 Tipuri de conectori............................................................................................................................. 8 2.1.3 Rigiditatea conlucrrii lemn-beton .................................................................................................. 11

2.2 Materiale .............................................................................................................................................. 14 2.2.1 Betonul ............................................................................................................................................ 14 2.2.2 Lemnul............................................................................................................................................. 14 2.2.3 Armturile........................................................................................................................................ 15 2.2.4 Conectori lemn-beton ...................................................................................................................... 15

3 PROIECTAREA PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON................................................................... 15 3.1 ncrcri i solicitri............................................................................................................................. 16 3.2 Calculul limii de conlucrare a plcii ................................................................................................. 16 3.3 Ipoteze generale ................................................................................................................................... 17 3.4 Calculul la starea limit ultim i starea limit de serviciu .................................................................. 17

3.4.1 Caracteristicile seciunii compuse ................................................................................................... 17 3.4.2 Distana ntre conectori.................................................................................................................... 19 3.4.3 Verificarea eforturilor n seciunea compus la starea limit ultim n stadiul iniial ..................... 19 3.4.4 Verificarea eforturilor n seciunea compus la starea limit ultim n stadiul final ....................... 21 3.4.5 Verificarea la starea limit de serviciu n stadiul iniial................................................................... 22 3.4.6 Verificarea la starea limit de serviciu n stadiul final..................................................................... 22 3.4.7 Verificarea planeului compus n zonele de moment ncovoietor negativ....................................... 23

4 PREVEDERI CONSTRUCTIVE.................................................................................................................. 24 4.1 Dimensiuni........................................................................................................................................... 24 4.2 Armare ................................................................................................................................................. 24 4.3 Conectori.............................................................................................................................................. 25 4.4 Rezemare ............................................................................................................................................. 25 4.5 Aptitudinea de exploatare .................................................................................................................... 28

5 COMPORTARE N TIMP ............................................................................................................................ 28 6 Prevederi de execuie i tehnologie ............................................................................................................... 30

6.1 Prevederi pentru construcii noi ........................................................................................................... 30 6.2 Prevederi pentru construcii vechi........................................................................................................ 30

BIBLIOGRAFIE ................................................................................................................................................... 32 ANEXA A INCERCAREA LA FORFECARE PE EPRUVETE ...................................................................... 34

Aspecte generale................................................................................................................................................ 34 Incercarea la forfecare pe epruvete.................................................................................................................... 34 Efectuarea ncercrilor experimentale ............................................................................................................... 34 Determinarea capacitii portante i a modulului de alunecare ......................................................................... 35

ANEXA B EXEMPLE DE CALCUL ANEX INFORMATIV

INCERCRI LA FORFECARE EFECTUATE PE EPRUVETE LEMN-BETON INCERCRI LA NCOVOIERE EFECTUATE PE GRINZI COMPUSE LEMN-BETON

3

Indicativ: GHID PRIVIND CALCULUL I ALCTUIREA CONSTRUCTIV A PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON

LA CLDIRI VECHI I NOI

1 PREVEDERI GENERALE 1.1 OBIECT

(1) Prezentul ghid se refer la calculul i alctuirea constructiv a planeelor compuse lemn-beton la cldiri de tip curent ncadrate n clasa de importan i de expunere la cutremur III;

(2) Prezentul ghid se refer la: calculul i alctuirea constructiv a planeelor compuse lemn-beton pentru

construcii noi realizate cu perei structurali din zidrie; posibiliti i modaliti de reabilitare a planeelor vechi din lemn la cldirii

existente prin nlocuirea acestuia cu un planeu compus lemn-beton utiliznd grinzile existente din lemn;

(3) Ghidul urmrete asigurarea comportrii corespunztoare n exploatare, precum i condiiile de rezisten definite prin strile limit specifice (capitol 3);

(4) Componentele principale ale unui planeu compus lemn-beton sunt: grinzi din lemn masiv sau lemn lamelat ncleiat; plac din beton armat turnat la partea superioar a grinzilor din lemn; mijloc de conlucrare ntre placa de beton i grinzile din lemn.

mijloc de conlucrare placa de beton

grinzi din lemn

Fig. 11 Alctuire de principiu a unui planeu compus lemn-beton

1.2 DOMENIUL DE APLICARE 1.2.1 Factorii crora se adreseaz ghidul

(1) Prevederile prezentului ghid se adreseaz experilor tehnici, proiectanilor, executanilor i beneficiarilor (utilizatorilor) de lucrri de construcii precum i organelor de verificare, avizare i control i responsabililor tehnici cu execuia din domeniul construciilor.

1.2.2 Specificaii privind domeniul de aplicare

(1) Prevederile ghidului se aplic la construcii civile la care ncrcrile sunt preponderent statice, uniform distribuite i concentrate, aplicate la partea superioar a planeului compus;

(2) n cazul n care planeele compuse lemn-beton sunt solicitate n planul lor (aciunea seismic sau vnt), este necesar ca planeul s ndeplineasc condiiile de aib orizontal, conform reglementrilor n vigoare;

(3) Prevederile prezentului ghid nu se aplic la reabilitarea/consolidarea planeelor existente la monumente istorice;

(4) Prevederile prezentului ghid se refer la calculul planeelor compuse lemn-beton cu legtura dintre placa de beton i grinzile de lemn realizat prin elemente de conlucrare semi-rigide (de tip tije cilindrice);

4

(5) Clasa de exploatare a elementelor din lemn la construcii noi este 1 i 2, conform SR EN 1995-1-1;

(6) Temperatura maxim a mediului ambiant n care pot fi exploatate elementele din lemn neprotejate, ca parte component a unui planeu compus lemn-beton, este de 55C;

(7) n cazul executrii unui planeu compus lemn-beton n cadrul cldirilor existente, se impune expertizarea ntregii construcii pentru verificarea condiiilor de rezisten i stabilitate, n conformitate cu prevederile standardelor i reglementrilor (privind rezistena i stabilitatea), aflate n vigoare;

(8) Aciunile i gruprile acestora luate n considerare la proiectarea planeelor compuse lemn-beton se stabilesc conform SR EN 1991;

(9) Planeele compuse lemn-beton se pot realiza ca elemente simplu rezemate sau continue. Modul de armare, realizarea continuitii n dreptul reazemelor intermediare la elementele continue i recomandrile privind alctuirea acestor tipuri de planee sunt prezentate n capitolul 4;

(10) Aplicarea prevederilor din prezentul ghid se face respectnd normele privind sigurana la foc conform P118, normele privind protecia elementelor de lemn mpotriva agenilor agresivi conform ST 049 i normele privind izolarea fonic conform C 125.

1.3 Referine principale SR EN 1990-2004 Bazele proiectrii structurilor SR EN 1991-1-1-2004 Partea 1-1 Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncercri utile pentru cldiri SR EN 1991-1-1-2004_NA-2006 Partea 1-1 Aciuni generale - Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri din exploatare pentru construcii. Anex naional SR EN 1991-1-2-2004 Partea 1-2 Aciuni generale. Aciuni asupra structurilor expuse la foc SR EN 1991-1-2-2004_NA-2006 Partea 1-2 Aciuni generale - Aciuni asupra structurilor expuse la foc. Anex naional SR EN 1992-1-1-2004 Partea 1-1 Reguli generale i reguli pentru cldiri SR EN 1992-1-1-2004_AC-2008 Partea 1-1 Reguli generale i reguli pentru cldiri SR EN 1992-1-1-2004_NB-2008 Partea 1-1 Reguli generale i reguli pentru cldiri. Anexa naional SR EN 1995-1-1-2004 Partea 1-1: Generaliti. Reguli comune i reguli pentru cldiri SR EN 1995-1-1-2004_A1-2008 Partea 1-1: Generaliti. Reguli comune i reguli pentru cldiri SR EN 1995-1-1-2004_AC-2006 Partea 1-1: Generaliti - Reguli comune i reguli pentru cldiri SR EN 1995-1-1-2004_NB-2008 Partea 1-1: Generaliti. Reguli comune i reguli pentru cldiri. Anex naional P100-1/2006 Cod de proiectare seismic Partea I Prevederi de proiectare pentru cldiri P100-3/2008 Cod de proiectare seismic - Partea a III-a - Prevederi pentru evaluarea seismic a cldirilor existente CR 6-2006: Cod de proiectare pentru structuri din zidrie CR 0-2005: Cod de proiectare. Bazele proiectrii structurilor n construcii NP 005-2003: Normativ privind proiectarea construciilor din lemn NE 012/1-2007: Normativ pentru producerea betonului i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat - Partea 1: Producerea betonului NE 012-2/2010 Normativ pentru producerea i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat-Partea 2: Executarea lucrrilor din beton.

5

SR EN 206-1:2002/A2:2005/C91:2008: Beton Partea 1: Specificaie, performan, producie i conformitate SR EN 12620+A1:2008 : Agregate pentru beton SR EN 409:2009: Metode de ncercare. Determinarea momentului plastic al elementelor de fixare SR EN 26891:2002: Structuri de lemn. mbinri cu elemente mecanice de fixare. Principii generale pentru determinarea caracteristicilor de rezisten i deformare SR EN 335-1:2007: Durabilitatea lemnului i a materialelor derivate din lemn. Definiia claselor de exploatare. Partea 1: Generaliti SR EN 927-1:2002 : Vopsele i lacuri. Produse de vopsire i sisteme de vopsire pentru lemn n exterior. Partea 1: Clasificare i selecie P118-1999: Normativ de sigurana la foc a construciilor ST 049-2006: Specificaie tehnic privind proteciile elementelor de construcii din lemn mpotriva agenilor agresivi - cerine si criterii de performan C 58/1996: Norme tehnice privind ignifugarea materialelor i produselor combustibile din lemn i textile utilizate n construcii P 130-1999: Normativ privind comportarea n timp a construciilor C 125-2005 Normativ privind proiectarea i executarea msurilor de izolare fonic i a tratamentelor acustice n cldiri P 122-1989 Instruciuni tehnice pentru proiectarea msurilor de izolare fonic la cldiri civile social culturale i tehnico-administrative STAS 2111-1990: Cuie din srm de oel STAS 1455-1980: uruburi cu filet pentru lemn. urub cu cap ptrat. Dimensiuni STAS 1454-1980: uruburi cu filet pentru lemn. urub cu cap hexagonal. Dimensiuni STAS 1451-1980: uruburi cu filet pentru lemn. urub cu cap bombat crestat. Dimensiuni STAS 1452-1980: uruburi cu filet pentru lemn. urub cu cap necat, crestat. Dimensiuni

1.4 Terminologie (1) Se vor aplica termenii i definiiile din SR EN 1990, SR EN 1991, SR EN

1992 i SR EN 1995. (2) Conector: realizeaz conlucrarea dintre grinda de lemn i placa de beton; este

utilizat sub form de mbinare cu tije cilindrice din oel, cu sau fr cap, introduse prin batere, nurubare sau pregurire.

1.5 Notaii Alfabet latin - litere mici a1 distana de la centrul de greutate al seciunii de beton la centrul de greutate al seciunii compuse a2 distanta de la centrul de greutate al seciunii de lemn la centrul de greutate al seciunii compuse b distana dintre grinzi bef limea efectiv de conlucrare a plcii de beton d diametru fcd valoarea de proiectare a rezistenei la compresiune a betonului fck valoarea caracteristic a rezistenei la compresiune a betonului msurat pe cilindrii la 28 de zile fctd rezistena de calcul la ntindere a betonului fh2d valoarea de calcul a rezistenei de strivire local a elementului de lemn fmd valoarea de calcul a rezistenei la ncovoiere a lemnului fmk valoarea caracteristic a rezistenei la ncovoiere a lemnului ft0d valoarea de calcul a rezistenei la ntindere paralel cu fibrele ft0k valoarea caracteristic a rezistenei la ntindere paralel cu fibrele

6

fuk valoarea caracteristic a rezistenei la ntindere a elementului de mbinare fvd valoarea de calcul a rezistenei la forfecare fvk valoarea caracteristic a rezistenei la forfecare fyd valoarea de proiectare a rezistenei la curgere a oelului fyk valoarea caracteristic a limitei de curgere a oelului kdef factor de deformaie l deschidere, lungime de contact sef distana echivalent ntre conectori smax distana maxim ntre conectori smin distana minim ntre conectori user deformaia la starea limit de serviciu aferent Fser uu deformaia ultim (lunecare sau rotire) uy deformaia elastic limit wfin sgeat final wfin,G sgeat final pentru aciune permanent wfin,Q sgeat final pentru aciune variabil winst sgeat instantanee final winst,G sgeat instantanee pentru aciunea permanent winst,Q sgeat instantanee pentru aciune variabil

Alfabet latin -litere mari %G procent din aciunea permanent %Q procent din aciunea variabil A1 aria seciunii de beton A2 aria seciunii de lemn Ds ductilitate static E1 modul de elasticitate longitudinal al betonului E2 modul de elasticitate longitudinal al lemnului Ecm modul de elasticitate al betonului pentru ncrcri de scurt durat Ecm,fin valoarea final a modului de elasticitate al betonului pentru ncrcri de scurt durat Emean,fin valoarea final medie a modulului de elasticitate al lemnului Emed=Emean valoarea medie a modulului de elasticitate al lemnului Fd valoarea de calcul a forei n mbinare Fser fora la starea limit de serviciu I1 momentul de inerie al seciunii de beton I2 momentul de inerie al seciunii de lemn K modul de alunecare Kser modul de alunecare la starea limit de serviciu Kser,fin valoarea final a modului de alunecare la starea limit de serviciu Ku modul de alunecare instantaneu pentru stri limit ultime Ku,fin valoarea final a modulului de alunecare instantaneu pentru stri limit ultime MEd moment ncovoietor de calcul Myd momentul plastic de calcul al mbinrii Myk momentul plastic caracteristic al mbinrii Rd valoarea de calcul a capacitii portante n mbinare Rm = Fest fora de forfecare maxim estimat prin calcule sau ncercri iniiale Ved fora tietoare de calcul Litere greceti 1 coeficient de reducere a rigiditii pentru seciunea de beton

7

2 coeficient de reducere a rigiditii pentru seciunea de lemn c coeficient parial pentru beton

M coeficient parial aplicat proprietilor materialului, ce ine seama i de aproximri de model i de variaii

k valoarea caracteristic a densitii lemnului c1d valoarea de calcul a efortului unitar de compresiune n seciunea de beton cd valoarea de calcul a efortului n fibra comprimat a seciunii de beton m1d valoarea de calcul a efortului unitar de ntindere din ncovoiere n seciunea de beton m2d valoarea de calcul a efortului unitar de ntindere din ncovoiere n seciunea de lemn t2d valoarea de calcul a efortului unitar de ntindere din traciune n seciunea de lemn td valoarea de calcul a efortului n fibra ntins a seciunii de beton max efort tangenial n centrul de greutate al seciunii compuse 0 coeficient pentru valoarea gruprii unei aciuni variabile 1 coeficient pentru valoarea gruprii unei aciuni permanente (,t0) coeficient de curgere lent pentru beton 0,4 deplasarea aferent la 40% din fora de forfecare maxim estimat 0,6 deplasarea aferent la 60% din fora de forfecare maxim estimat

2 ELEMENTE DEFINITORII PRIVIND REALIZAREA PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON

2.1 Conlucrarea lemn-beton 2.1.1 Aspecte teoretice

(1) La elementul compus, transmiterea forelor de lunecare prin elemente de conlucrare se realizeaz concentrat (punctiform) i conduce la solicitri mari n aceste puncte i n consecin, la deformaii corespunztoare. Astfel, elementele compuse lemn-beton cu conlucrarea asigurat prin tije, nu lucreaz ca o seciune unitar solicitat la ncovoiere, ci ca dou seciuni care conlucreaz elastic;

(2) Procedeele de calcul propuse pn n prezent pentru planeele compuse lemn-beton se bazeaz pe teoria conlucrrii elastice. Conform acestei teorii se admite n locul legturii concentrate o conlucrare continu avnd rigiditatea constant;

(3) Procedeele de calcul iau n considerare att deformabilitatea legturii ntre lemn i beton ct i pe cea a elementului compus n ansamblu. Hotrtoare pentru capacitatea portant a unui element compus este rigiditatea elementelor de legtur, exprimat prin modulul de alunecare Kser (respectiv Ku). Capacitatea de cedare i comportarea elasto-plastic a legturii caracterizeaz capacitatea portant i deformabilitatea elementului compus;

(4) Elementele de conlucrare ce se preteaz la planeele compuse lemn beton pot fi clasificate, n funcie de tipul conlucrrii pe care o realizeaz, n legtur de tip rigid constnd n ncleiere, respectiv legtur de tip elastic constnd n elemente de legtur elastice, care la rndul lor se mpart n:

Legturi mecanice cu conectori sub form de tije: cuie, uruburi (montate drept sau nclinat), cupoane din oel beton profilat; tijele se fixeaz direct n grinzile de lemn, sau prin intermediul unor bulbi din beton creai prin ptrunderea betonului plcii n alveole realizate n prealabil n grinzile din lemn;

Legturi mecanice cu forme speciale constnd n piese metalice n form de papuc fixate pe grinda de lemn cu uruburi sau cuie.

8

2.1.2 Tipuri de conectori

(1) Realizarea elementelor compuse lemn-beton i comportarea n exploatare a acestora depind de tipul de conlucrare realizat ntre grinzile din lemn i placa din beton;

(2) n cazul unei conlucrri rigide (prin ncleiere) deplasrile ntre lemn i beton sunt nule, ceea ce face ca elementul s se comporte ca o grind cu seciune compus (nu face obiectul prezentului ghid);

(3) Conlucrarea semi-rigid (elastic) permite o anumit deplasare ntre lemn i beton, n funcie de rigiditatea acesteia, clasificndu-se astfel:

cu conectori de tip tije: cuie, uruburi, cupoane de oel; cu conectori i piese speciale de tip: pene inelare, pene cu crampoane, plci

multicuie; cu sisteme integrate: legtur continu sub form de grinzi cu zbrele; legtur

continu din tabl ndoit; cu piese papuc. (4) Pe plan internaional a fost studiat i aplicat o mare varietate de mijloace de

conlucrare ntre lemn i beton, n cele ce urmeaz prezentndu-se cteva variante semnificative;

(5) Conlucrare lemn-beton cu tije cilindrice/alveole de beton (fig. 2-1):

Piroane i tirfoane

Tieturi nclinate i tirfoane

Cuie verticale pe unul sau dou rnduri

Cupoane de oel verticale ndoite la 90, ancorate n grinda de lemn cu rin epoxidic n goluri pregurite

Cupoane de oel sau dibluri verticale ndoite la 90 n alveole (goluri) n grinda de lemn, ancorate cu rin epoxidic n goluri pregurite

9

uruburi verticale sau nclinate dispuse pe unul sau dou rnduri alternant n cruci

Cupoane de oel beton verticale n alveole de beton

uruburi nclinate la 45, pe dou rnduri alternant n cruci

uruburi tensionate

Fig. 21 Conlucrare lemn-beton cu tije cilindrice/alveole de beton

10

(6) Conectori lemn-beton cu evi i piese speciale (fig. 2-2)

Cupoane de eav

Conector tip bulon

Plci multicuie ndoite la 90 mbinate pe feele laterale sau la partea superioar a grinzilor din lemn

Fig. 22 Conlucrare cu evi i plci metalice (7) Elemente de legtur lemn-beton cu conectori de tip sistem integrat (fig. 2-3)

Conlucrare cu papuc special i bare de oel beton

11

Conlucrare cu conectori i nervuri din beton armat

Plcu multicuie introdus ntr-un canal executat n grinda din lemn Fig. 23 Conlucrare cu conectori de tip sistem integrat

2.1.3 Rigiditatea conlucrrii lemn-beton

(1) Rigiditatea elementelor de legtur, exprimat prin modulul de alunecare Kser (respectiv Ku), se determin prin calcule sau ncercri la forfecare, pe epruvete compuse lemn-beton, n conformitate cu SR EN 26891;

4,0

4,0

estser

FK = 21

unde: Fest fora de forfecare maxim estimat prin calcule sau ncercri iniiale 0,4 deplasarea aferent la 40% din fora de forfecare maxim estimat

(2) Pentru luarea n considerare, n calculele statice, a comportrii conlucrrii lemn-beton la starea limit ultim i la starea limit de serviciu, se propune o repartizare a conectorilor pe baza ductilitii statice conform rel. (2-2) i a modelelor de conlucrare din fig. 2-4:

y

u

Su

uD = 22

F

tan-1(K)

Fu

uy uuu

F

user

ser

Kser

R

uu

d

Ku

F

R d uu

K u

R d

/K u

a). b).

c). d).

(a) Definiia parametrilor;

(b) Model pentru starea limit de serviciu;

(c) i (d) Model pentru strile limite ultime

Fig. 24 Modele de conlucrare

12

Unde Ds ductilitate static uu deformaie ultim (lunecare sau rotire) uy deformaie elastic ultim user deformaie la starea limit de serviciu, aferent lui Fser Fser fora la starea limit de serviciu Rd valoarea de calcul a capacitii portante n mbinare

(3) Chiar dac n realitate pot aprea deformaii plastice n beton i n elementele de legtur la starea limit de rezisten, pentru determinarea eforturilor se poate considera o comportare linearelastic a elementului compus conform fig. 2-5;

(4) Efectul deformaiilor plastice intervine, lund n considerare un modul secant nominal aferent modulului de elasticitate al betonului i un modul secant real aferent modulului de lunecare al conlucrrii;

(5) Rigiditile betonului, luate n considerare la calculul eforturilor unitare, se determin pentru seciunea transversal nefisurat. La verificarea eforturilor unitare normale, corespunztoare seciunilor componente ale structurii compuse, se neglijeaz rezistena la ntindere a betonului;

(6) Pe faa comprimat se consider, ca rezisten la compresiune, efortul limit la compresiune, cruia i corespund deformaiile plastice ale betonului;

(7) n cazul n care axa neutr este poziionat n placa din beton se va prevedea o armtur corespunztoare la partea inferioar a plcii din beton;

(8) Modulul de alunecare al conlucrrii la starea limit ultim este:

6,0

6,0

estu

FK = 23

0,6 deplasarea aferent la 60% din fora de forfecare maxim estimat

pentru simplificare se poate considera: seru KK 32

;

Fig. 25 (9) Pentru conectorii de tip tije cilindrice (cuie sau uruburi) se admit urmtoarele

criterii pentru determinarea modulilor de alunecare Kser (respectiv Ku), pe baza curbei teoretice de variaie a deplasrilor dintre lemn i beton f, n funcie de ncrcarea P fig. 2-6, astfel:

Pentru stabilirea forei de exploatare se pornete de la valoarea admis a deplasrii dadm=0,09. Aceast deplasare corespunde unei fore de forfecare Pd1;

13

Pentru fora limit de forfecare (capacitate portant la forfecare) Pd2 se consider o deplasare lemn-beton d=2,5dadm=0,225;

Fora admis de forfecare Padm se apreciaz considernd coeficientul de siguran 3,0 fa de capacitatea portant la forfecare (Padm=Pd2/3);

Modulul de alunecare se determin pe baza raportului:

af

hotser d

PK = 24

unde: 232

dhot PP = [kN]

daf deplasarea relativ [cm] ntre lemn i beton, corespunztoare ncrcrii Phot

Fig. 26 (10) Exemplificarea i notaiile acestui mod de determinare a modulilor de

alunecare sunt prezentate n anexa informativ, pe baza unor ncercri la forfecare efectuate pe epruvete compuse lemn-beton;

(11) n SR EN 1995-1-1 este propus determinarea modulului de alunecare Kser, la mbinarea lemn-lemn cu tije cilindrice, n funcie de densitatea lemnului i diametrul elementului de conlucrare, astfel:

Tip de mbinare Kser [N/mm] Cuie

25

8,05,1 dk

Cuie btute n goluri pregurite, dornuri, uruburi 20

5,1 dk

Buloane 30

5,1 dk

Not: k = valoarea caracteristic a densitii lemnului

(12) ncercrile experimentale efectuate n ar i la nivel internaional pe epruvete lemn-beton au dovedit c modulul de alunecare al conlucrrii lemn-beton cu tije cilindrice

14

este exprimat mai corect n funcie de diametrul elementului de conlucrare d i modulul de elasticitate al lemnului Emean, astfel:

dEK meanser 08,0= 25 (13) Dac la partea superioar a grinzilor de lemn se prevede un strat intermediar

(scndur, plci rigide stratificate cu rol de cofraj pierdut) cu grosimea de 25 mm, atunci:

3*12

lIEK ssser = 26

unde: Es - modulul de elasticitate al lemnului Is - momentul de inerie al seciunii grinzii din lemn

l* - lungimea ideal a elementului de conlucrare dat de relaia 2-7

dtkkl tc 34,488,000894,0000572,03,17* +++ 27

unde: kc - rigiditatea betonului n N/mm2 kt - rigiditatea lemnului n N/mm2

t - grosimea stratului intermediar n mm d - diametrul elementului de conlucrare

Not : Notaiile de la punctul (13) sunt explicate n Gelfi et all.

2.2 Materiale 2.2.1 Betonul

(1) Rezistenele caracteristice (normate) i de calcul ale betonului, ckf i cdf , precum i alte caracteristici de calcul ale betonului realizat cu agregate obinuite, grele sau uoare, se stabilesc n conformitate cu SR EN 1992-1, respectiv NE 012-1 i SR EN 206-1;

(2) Clasa minim de beton recomandat este C20/25; (3) Se recomand ca diametrul maxim al agregatelor s fie dmax=16 mm, conform

SR EN 12620; (4) Pentru a evita umezirea lemnului n timpul turnrii, dar i pentru limitarea

fenomenului de contracie, se recomand un raport ap-ciment ct mai redus, conform NE 012-1.

2.2.2 Lemnul

(5) Lemn masiv Grinzile din lemn masiv se pot confeciona att din lemn masiv de rinoase ct i

din lemn masiv de foioase; Rezistenele caracteristice (normate) ale lemnului, fmk, ftok i fvk, precum i alte

caracteristici de calcul, se stabilesc n conformitate cu SR EN 1995-1-1. (6) Lemn lamelat ncleiat Rezistenele caracteristice (normate) ale lemnului lamelat ncleiat, fmk, ftok i fvk,

precum i alte caracteristici de calcul, se stabilesc n conformitate cu SR EN 1194. (7) Grinzi din lemn la cldiri existente Evaluarea i analiza degradrilor grinzilor existente din lemn se va realiza conform

P100-3; Interveniile asupra grinzilor de lemn se vor realiza conform P100-3;

15

n funcie de posibiliti, se recomand extragerea unor epruvete din grinzile de lemn existente pentru determinarea rezistenelor caracteristice la ncovoiere fmk, la ntindere paralel cu fibrele ftok i forfecare fvk.

2.2.3 Armturile

(1) Armturile prevzute n plcile din beton ale planeelor compuse lemnbeton se vor realiza sub form de plase sudate sau bare montate individual, formnd plase legate cu srm;

(2) Rezistenele caracteristice (normate) i de calcul ykf i ydf , precum i alte caracteristici de calcul se stabilesc n conformitate cu SR EN 1992-1-1, respectiv ST009.

2.2.4 Conectori lemn-beton

(1) Conectorii utilizai se clasific astfel: Cuie cu seciune rotund cu form torsionat sau cu striviri la suprafaa, conform

STAS 2111 (fig. 2-7); uruburi pentru lemn cu cap seminecat (STAS 1453), cu cap necat crestat (STAS

1452), cu cap bombat crestat (STAS 1451), cu cap hexagonal (STAS 1454), cu cap ptrat (STAS 1455) (fig. 2-7);

Fig. 27 Tipuri de cuie i uruburi (2) Conectorii trebuie protejai mpotriva coroziunii fie prin galvanizare, vopsire

sau se vor realiza din oel inoxidabil. (3) Valorile modulilor de alunecare Kser (respectiv Ku) se vor determina pe baza

precizrilor de la pct. 2.1.3.

3 PROIECTAREA PLANEELOR COMPUSE LEMN-BETON

(1) Calculul se face n conformitate cu principiile metodei de calcul la stri limit, lundu-se n considerare:

proprietile diferite ale materialelor rezistena; comportarea diferit n timp sub ncrcare a materialelor componente a planeului

compus curgerea lent, durata de aplicare a ncrcrii;

16

(2) Calculul planeelor compuse lemn-beton trebuie s satisfac verificarea la starea limit ultim i starea limit de serviciu att pentru ncrcri de scurt ct i de lung durat;

(3) Starea limit ultim este apreciat prin evaluarea eforturilor maxime n materialele componente (lemn, beton i conectori);

(4) Starea limit de serviciu este apreciat prin evaluarea sgeii maxime; (5) Verificarea eforturilor n elementele componente a planeului compus la strile

limit SLU i SLS se va face n stadiul iniial (lund n considerare modulii de elasticitate medii ai lemnului i betonului) ct i n stadiul final (lund n considerare fenomenul de fluaj care conduce reducerea modulilor de elasticitate ai materialelor componente);

(6) Verificarea planeelor compuse lemn-beton la ncrcri orizontale are ca scop asigurarea capacitii de rezisten i a rigiditii necesare pentru ca planeul s poat fi considerat diafragm rigid n plan orizontal. Forele seismice de nivel se vor determina conform prevederilor din P100-1;

(7) La cldiri cu forme simple n plan, care pot fi nscrise ntr-un dreptunghi, pentru calculul eforturilor secionale (for tietoare i moment ncovoietor) provenite din forele seismice orizontale, planeul compus lemn-beton va fi considerat ca grind continu, rezemat pe pereii structurali. n acest caz calculul eforturilor secionale se va face conform modelului de calcul prezentat n CR6;

(8) Verificarea planeului compus lemn-beton n faze de execuie nu este necesar avnd n vedere c se realizeaz sprijiniri provizorii pe perioada execuiei;

(9) Dup ntrirea betonului, grinda de lemn i placa de beton conlucreaz, ncrcrile fiind preluate de elementul compus;

(10) Planeul compus lemn-beton continuu poate fi calculat ca o succesiune de plci compuse simplu rezemate deoarece n zonele de cmp seciunea transversal a grinzilor de lemn asigur n general o capacitate portant la ncovoiere mai mare dect este necesar din verificarea la ncovoiere. Verificarea planeului compus n zonele de moment ncovoietor negativ este explicitat la punctul 3.4.7.

3.1 ncrcri i solicitri (1) Clasificarea aciunilor/ncrcrilor i gruparea efectelor structurale ale

aciunilor/ncrcrilor pentru proiectarea planeelor compuse lemn-beton se vor realiza conform SR EN 1991-1-1;

(2) Coeficienii pariali de siguran pentru aciunile permanente i variabile se vor considera conform SR EN 1990.

3.2 Calculul limii de conlucrare a plcii (1) Limea de conlucrare a plcii bef este dependent n principal de raportul

dintre limea plcii (distana dintre grinzi b) i deschiderea grinzii l i este variabil n lungul deschiderii grinzii n funcie de tipul ncrcrii i de schema static. La baza determinrii limii de conlucrare a plcii st distribuia n direcie transversal a eforturilor tangeniale n talpa de beton (fig. 3-1);

17

Fig. 31 Variaia eforturilor unitare tangeniale n talpa de beton

(2) n diferitele norme de calcul se propun relaii acoperitoare pentru determinarea limii de conlucrare a plcii, valabile pentru o conlucrare continu ntre grinzile de lemn i placa de beton;

(3) Relaiile 3-1 i 3-2 in cont de tipul ncrcrii n determinarea limii de conlucrare a plcii din beton:

- pentru ncrcri uniform distribuite:

blbbef

=

2

4,11 31

- pentru ncrcri concentrate:

blb

lbbef

= 8,04,11

2

32

(4) n calcule se recomand utilizarea relaiilor 3-1 i 3-2; (5) Grosimea plcii se stabilete din condiia ca raportul rigiditilor celor dou

elemente ce conlucreaz s fie subunitar:

122

11 IEIE

33

3.3 Ipoteze generale (1) Metoda de calcul a planeelor compuse ia n considerare urmtoarele ipoteze: - grinda de lemn este simplu rezemat; - elementele componente ale planeului compus sunt interconectate prin intermediul

unor conectori avnd drept caracteristic de referin modulul de alunecare K; - distana ntre conectori este constant sau variaz uniform n funcie de fora

tietoare, ntre smin i smax, unde smax 4smin; smin pentru zona marginal; smax pentru zona de mijloc.

3.4 Calculul la starea limit ultim i starea limit de serviciu 3.4.1 Caracteristicile seciunii compuse (1) Modul de lucru al seciunii compuse i caracteristicile luate n calcul sunt

prezentate n fig. 3-2;

18

(2) Rigiditatea echivalent la ncovoiere a seciunii compuse se determin cu relaia 3-4:

)()()( 22222222111111 aAEIEaAEIEEI ef +++= 34

unde: E1, E2 - valorile modulului de elasticitate longitudinal la beton i lemn A1, A2 - aria seciunii de beton (cu bef calculat conform relaiilor 3-1 i 3-2), respectiv

aria seciunii de lemn I1, I2 - momentul de inerie al seciunii de beton (cu bef conform relaiilor 3-1 i 3-2),

respectiv momentul de inerie al seciunii de lemn

Fig. 32

(3) Coeficientul de reducere a rigiditii se determin cu relaia 3-5, astfel:

- pentru placa din beton:

211

21

1

1

lKsAE ef

+

=

pi 35

- pentru grinda din lemn: 2=1

unde: sef - distana echivalent ntre conectori K - modulul de alunecare al elementului de conlucrare, care pentru calculul la

starea limit ultim este Ku, iar pentru starea limit de exploatare normal este Kser

l

- lungimea grinzii simplu rezemate

Not : 1 placa de beton 2 grinda de lemn

19

(4) Distanele de la centrul de greutate al seciunii de beton, respectiv al seciunii de lemn pn la centrul de greutate al seciunii compuse, a1 respectiv a2, se determin cu relaiile 3-6 i 3-7, astfel:

221

1 2a

hha

+= 36

222111

211112

)(AEAE

hhAEa

+

+=

37

unde: h1 - grosimea plcii de beton h2 - nlimea grinzii de lemn

(5) Grosimea plcii se va verifica cu relaia 3-3.

3.4.2 Distana ntre conectori

(1) Distana ntre conectori variaz n funcie de efortul de lunecare ntre o valoarea minim smin la reazeme i smax n zona median a grinzii. Pentru simplificare, n calcule se va considera o distan echivalent, astfel:

sef = 0,75 smin + 0,25 smax 38

(2) Se va respecta pct. 3.3 (1).

3.4.3 Verificarea eforturilor n seciunea compus la starea limit ultim n stadiul iniial

(1) Eforturile normale de compresiune i ntindere n placa de beton i n fibra extrem ntins a lemnului se determin cu relaiile:

ef

Eddc EI

MaE)(111

1

=

39

ef

Eddm EI

MhE)(

5,0 111

= 310

ef

Eddt EI

MaE)(222

2

=

311

ef

Eddm EI

MhE)(

5,0 222

= 312

unde: MEd - moment ncovoietor de calcul

(2) Eforturile n placa de beton vor ndeplini condiiile: - la partea superioar:

cddmdccd f+= 11 313

20

- la partea inferioar:

ctddcdmtd f= 11 314 (3) Eforturile la faa inferioar a seciunii de lemn se verific cu condiia:

122 +md

dm

tod

dt

ff

315

unde: cdf , ctdf - rezistena de calcul la compresiune i ntindere axial a betonului, conform SR EN 1992-1-1

dtf 0 , mdf - rezistena de calcul la ntindere respectiv ncovoiere a lemnului conform, SR EN 1995-1-1

(4) Verificarea eforturilor tangeniale n centrul de greutate al seciunii compuse se realizeaz astfel:

vdef

Ed fEIb

VhbE

= )(5,0

2

222

max 316

unde: 222a

hh += - distana de la faa ntins a seciunii de lemn i centrul de greutate al

seciunii compuse VEd - fora tietoare de calcul

(5) Valoarea de calcul a forei n mbinare va respecta condiia:

def

Edid REI

VsaAEF = )(min1111

317

unde: Rd - valoarea de calcul a capacitii portante n mbinare conform pct. (8)

(6) Momentul plastic de calcul al mbinrii se determin astfel:

M

ykyd

MM

= 318

unde: ykM - momentul plastic caracteristic al mbinrii, conform relaiilor 3-19 la 3-22 M - coeficient parial aplicat proprietilor materialului (7) Momentul plastic caracteristic al unei mbinri cu tije metalice, determinat

conform formulelor empirice date n SR EN 409, are valorile:

- pentru mbinri cu cuie rotunde cu suprafa neted: 6,2180dM yk = 319

- pentru cuie cu seciune ptrat: 6,2270dM yk = 320

- pentru buloane i dornuri: 6

8,0 3dfM ukyk = 321

- pentru uruburi: 6

583,0 3dfM ukyk = 322

21

unde: fuk - valoarea caracteristic a rezistenei la ntindere a elementului de mbinare, conform tabelelor 3-2 i 3-3

d - diametrul tijei n zona neted la uruburi sau latura ptratului la cuie cu seciune ptrat (mm)

Tab. 3-1 Rezistena caracteristic ultim la ntindere pentru buloane obinuite

Clasa bulonului 4,6 4,8 5,6 5,8 6,8 fuk N/mm2 400 320 500 500 600

Tab. 3-2 Rezistena caracteristic ultim la ntindere pentru bare din oel obinuit

Tipul oelului S235 S275 S355 fuk N/mm2 400 400 500

(8) Rezistena mbinrii se determin ca valoare minim din urmtoarele condiii:

- cedarea betonului la compresiune local la suprafaa de contact dintre beton i elementul de conlucrare:

c

cmckd

EfdR

223,0= 323

c - coeficient parial pentru beton fck - valoarea caracteristic a rezistenei la compresiune a betonului msurat pe

cilindri la 28 de zile

- ruperea la forfecare a elementului de conlucrare:

M

ukd

dfR

pi

48,0 2

= 324

- cedarea lemnului: dfMR dhydd 225,1= 325

fh2d - valoarea de calcul a rezistenei de strivire local a elementului de lemn

3.4.4 Verificarea eforturilor n seciunea compus la starea limit ultim n stadiul final

(1) Fenomenul de curgere lent al elementelor compuse lemn-beton este influenat de particularitile comportrii n timp a materialelor componente precum i de condiiile de mediu existente (temperatur, umiditate);

(2) Comportarea diferit sub ncrcri de lung durat a elementelor componente ale unui planeu lemn-beton se va lua n considerare prin reducerea modulilor de elasticitate ai lemnului i betonului i modulului de alunecare al conlucrrii, astfel:

- pentru beton: )),(11(

0, t

EE cmfincm+

=

326

),( 0t - coeficient de fluaj pentru beton conform SR EN 1992-1-1

22

- pentru lemn: )1

%1

%(1

,

defdefmeanfinmean k

Qk

GEE+

++

=

327

kdef - coeficient care ia n considerare deformaia n funcie de timp sub efectul fluajului i umiditii, conform SR EN 1995-1-1 tabelul 3.2 pentru lemn i materiale lemnoase

%G, %Q - procent din ncrcarea permanent, respectiv variabil - pentru conectori:

def

ufinu k

KK+

=

1, 328

Ku,fin - valoarea final a modulului de alunecare instantaneu pentru starea limit ultim kdef - coeficient pentru mbinri conform SR EN 1995-1-1 pct. 2.3.2.2.(4) (3) Se va reface calculul cu relaiile de la pctele 3.4.1 i 3.4.3 utiliznd modulii de

elasticitate la lemn i beton, precum i modulul de alunecare, calculai conform pctului 3.4.4.

3.4.5 Verificarea la starea limit de serviciu n stadiul iniial

(1) Verificarea sgeii n stadiul iniial se va efectua lund n considerare modulii de elasticitate medii pentru beton Ecm i lemn Emean, respectiv modulul de alunecare Kser;

(2) Se vor reface calculul i verificrile elementului compus conform pct. 3.4.1. i 3.4.3;

(3) Sgeata instantanee final se va calcula conform SR EN 1995-1-1, astfel:

QinstGinstinst www ,, += 329

winst,G; winst,Q - sgeata instantanee pentru aciunea permanent G respectiv, aciunea variabil Q

(4) Sgeata instantanee final trebuie s se ncadreze n domeniul recomandat al valorilor limit indicat n SR EN 1995-1-1.

3.4.6 Verificarea la starea limit de serviciu n stadiul final

(1) Verificarea sgeilor n stadiul final se va efectua lund n considerare modulii de elasticitate transformai funcie de deformaiile n timp i ncrcare pentru beton i lemn, respectiv reducerea modulului de alunecare Kser, astfel:

- pentru aciuni permanente:

- beton: )),(11(

0, t

EE cmfincm+

=

330

),( 0t - coeficient de fluaj pentru beton conform SR EN 1992-1-1 - lemn: )

11(1

,

defmeanfinmean k

EE+

= 331

- conectori: def

serfinser k

KK+

=

1, 332

- pentru aciuni variabile:

- beton: )),(11(

0, t

EE cmfincm+

=

333

23

- lemn: )1

1(,

defmeanfinmean k

EE+

= 334

- conectori: def

serfinser k

KK+

=

1, 335

(2) Se vor reface calculul i verificrile elementului compus conform pct. 3.4.1 i 3.4.3;

(3) Sgeata final se va calcula conform SR EN 1995-1-1, astfel: QfinGfinfin www ,, += 336

wfin,G, wfin,Q - sgeata n stadiul final pentru o aciune permanent G respectiv o aciune variabil Q

(4) Sgeata final trebuie s se ncadreze n domeniul recomandat al valorilor limit indicat n SR EN 1995-1-1.

3.4.7 Verificarea planeului compus n zonele de moment ncovoietor negativ

(1) Momentul ncovoietor capabil al seciunii compuse n direcia longitudinal a grinzilor de lemn se determin ca i pentru o seciune din beton armat, pe baza distribuiei eforturilor unitare normale conform fig. 3-3. Se neglijeaz aportul seciunii transversale de lemn.

Fig. 33 Distribuia eforturilor unitare normale pentru moment negativ Unde:

Ns - rezultanta eforturilor de ntindere; MRd - moment ncovoietor negativ; Ncm - rezultanta eforturilor unitare normale de compresiune z - bra de prghie As - seciunea armturii de rezisten dispus pe reazem, n mm2/m; as - distana de la centrul de greutate al armturii pn la fibra superioar de beton

a plcii compuse xpl - distana ntre axa neutr plastic i fibra cea mai comprimat a seciunii de

beton ds - nlimea util a seciunii de beton

zNM sRd = 337

24

(2) Rezultanta eforturilor de ntindere sN din armtura de pe reazem i braul de prghie z se determin cu relaiile: sdss fAN = 338 spl a-0,5x-hz = 339

(3) Rezultanta eforturilor unitare normale de compresiune din beton, calculat pentru o lime unitar de plac b = 1 m, este: cdplcm fxbN = 340

Poziia axei neutre plx se determin din ecuaia de proiecie cms NN = :

cdspl bfNx /= 341

4 PREVEDERI CONSTRUCTIVE

4.1 Dimensiuni (1) Grosimea minim a plcii de beton este h1=60 mm; (2) Dac placa de beton are rol de diafragm orizontal grosimea minim va fi

h1=80 mm; (3) Se recomand ca deschiderea maxim a grinzilor din lemn s fie:

o pentru grinzi din lemn masiv : lmax=5,0 metri o pentru grinzi din lemn ncleiat : lmax=8,0 metri

(4) Se recomand ca raportul dintre nlimea grinzilor din lemn h2 i deschiderea planeului l s fie: 16...25

2

=

hl

.

4.2 Armare (1) Armtura utilizat trebuie s respecte prevederile punctului 2.2.3; (2) Acoperirea minim cu beton este cmin=10 mm; (3) Toleranele admisibile n poziionarea armturilor vor respecta condiiile din

SR EN 1992-1-1; (4) n cazul n care din calcule nu este necesar armarea la partea inferioar a

plcii din beton se va prevedea armtur constructiv, astfel: - distana dintre bare, att pe direcia transversal ct i longitudinal trebuie s fie

maxim 250 mm; - aria minim a armturii, pentru fiecare direcie, este de 250 mm2/m; - diametrul minim al armturilor este dmin=6 mm; (5) Armturile din plase legate cu srm, utilizate la armarea plcilor compuse, se

amplaseaz din diferite considerente n anumite zone, astfel: - n zonele de reazem, la partea superioar a plcii: avnd rol de rezisten pentru

preluarea momentelor negative; - n zonele de cmp, la partea inferioar a plcii: avnd rol de rezisten pentru

preluarea momentelor pozitive;

25

(6) Dac planeul a fost calculat ca o succesiune de plci simplu rezemate, la partea superioar a elementului de reazem se prevede o armtur minim, respectnd ambele condiii:

- procent din seciunea de beton: As,min = 0,4%Ac; - minim 80 mm2/m. (7) Armtura utilizat trebuie s respecte prevederile punctului 2.2.3;

4.3 Conectori (1) Conectorii de tip cuie se dispun pe unul sau dou rnduri alternant n cruci

perpendicular pe grinda de lemn. Diametrul minim al cuielor este dmin= 8 mm; (2) Conectorii de tip urub se dispun pe unul sau dou rnduri alternant n cruci,

nclinai la un unghi de 45 fa de grinda de lemn. Diametrul minim al urubului este dmin= 6 mm;

(3) Dispunerea conectorilor pe grinda de lemn se face conform fig. 4-1.

Fig. 41 Dispunerea conectorilor

(4) Distana ntre conectori se recomand a se ncadra ntre urmtoarele valori:

smin = 80 mm ... 150 mm smax = 150 mm ... 300 mm

4.4 Rezemare (1) Planeele compuse lemn-beton reazem pe tot conturul lor prin intermediul

centurilor din beton armat, pe perei portani din zidrie de crmid. Sunt excluse reazemele concentrate (stlpi);

(2) La construcii noi se vor respecta: - condiiile de rezemare prevzute n SR EN 1995-1-1 pentru grinzile de lemn; - condiiile de ancorare a plcii de beton pe tot conturul n centuri din beton armat,

realizate conform CR 6; (3) n fig. 4-2 este prezentat o modalitate de rezemare a planeului compus pentru

construcii noi; (4) La construcii vechi se va proceda conform rezultatelor evalurii i analizei

efectuate dup P100-3. Placa de beton se va ancora n centuri create la faa interioar a pereilor (fig. 4-3), la faa exterioar (fig. 4-4) sau sub grinzile din lemn (fig. 4-5); continuitatea plcii de beton n dreptul reazemelor intermediare se va asigura prin turnarea betonului din plac n goluri create n zidria existent. Armtura prevzut n aceste goluri se va dimensiona astfel nct s fie asigurat transmiterea eforturilor dintr-o deschidere a plcii n cealalt;

(5) La contactul elementelor de lemn cu alte materiale, unde se produc umeziri din diferite cauze, lemnul se protejeaz prin straturi hidroizolante sau, dac este posibil, contactul se face prin piese din materiale rezistente la umiditate, astfel nct s se poat crea spaii libere de continu aerare a elementelor de lemn;

(6) Poriunile grinzilor de lemn care se afl n contact cu zidria se protejeaz n dreptul reazemului cu hidroizolaie, alctuit din unul sau dou straturi de carton sau pnz

26

bitumat. Captul grinzii se monteaz la o distan de aproximativ 2 cm de zidrie, crend astfel un loca de aerisire.

Fig. 42

Fig. 43

27

Fig. 44

Fig. 45

28

4.5 Aptitudinea de exploatare (1) Pentru a se asigura durabilitatea planeelor compuse lemn-beton, n procesul

de exploatare este necesar ca: elementele de lemn ale planeului s nu fie expuse aciunii umiditii; s fie asigurate msuri de protecie pentru a evita apariia condensului sau crearea

de umiditi prea mari n ncperi; executarea de perei despritori sau sobe pe planee s se fac n urma unei

expertize tehnice i n baza unui proiect conform reglementrilor n vigoare; n cazul spaiilor nchise (subsoluri, poduri) s se prevad msuri de aerisire i

ventilare; dispunerea traseelor de instalaii sanitare, electrice sau gaze s se fac conform

reglementrilor n vigoare; (2) Sistemele de protecie a elementelor din lemn mpotriva agenilor chimici i

biologici se vor alege n funcie de natura i starea grinzilor din lemn, de natura i agresivitatea mediului, de durabilitatea estimat a proteciei;

(3) Natura si gradul de agresivitate a mediului se stabilesc de ctre proiectant n baza evalurii rezultatelor analizelor calitative i cantitative de ageni agresivi (chimici i biologici) i ale umiditii relative i temperaturii aerului. Agenii agresivi chimici i biologici care acioneaz asupra construciilor din lemn sau a elementelor sale sunt clasificai conform ST-049;

(4) Definirea claselor de exploatare din punct de vedere al agresivitii mediului se stabilesc conform ST-049, SR EN 335-1 i NP 005;

(5) Clasele de risc de atac biologic se stabilesc conform SR EN 335-1, NP 005; (6) Sistemele de protecie aplicate pe suprafaa elementelor din lemn mpotriva

agenilor agresivi trebuie s ndeplineasc criteriile de performan i cerinele eseniale, funcionale i tehnologice menionate n ST-049;

(7) Criteriile i nivelurile de performan pentru grinzile de lemn i pentru sistemele de protecie sunt definite n ST 049 pentru:

stratul suport: grinzile de lemn sau cofrajul pierdut; sistemele de protecie mpotriva agenilor fizicochimici, prezentate ca valori

concrete, minime, pentru a obine o protecie eficient a lemnului; sistemele de protecie mpotriva agenilor biologici; (8) Condiiile minimale se refra la sa le ndeplineasc elementele principale ale

construciei astfel nct ntreaga construcie s corespund unui anumit grad de rezisten la foc, ce caracterizeaz stabilitatea la foc a acesteia, trebuie s ndeplineasc condiii minime de combustibilitate i de rezisten la foc precizate n P118; Trebuie sa fie in concordamt cu P118

(9) Pentru grinzile de lemn ce fac parte integrant din planeul compus, prin tratament ignifug se va asigura minim clasa de combustibilitate C2(CA2b) dificil inflamabile, n conformitate cu P118/99 (clasa de reacie la foc echivalent conform ordin 269/2008) respectiv conform propunerii de modificare a P118;

(10) Produsele de ignifugare trebuie s respecte prevederile generale ct i condiiile de pregtire a suprafeelor, condiiile i tehnologia de aplicare prevzute n C58.

5 COMPORTARE N TIMP (1) Urmrirea comportrii n exploatare se va realiza conform cu in rereinte fara

titlul Regulamentul privind urmrirea comportrii n exploatare, interveniile n timp i postutilizarea construciilor precum i P130 prin urmrirea curent, care este o activitate de urmrire a comportrii construciei prin observarea i nregistrarea unor aspecte, fenomene

29

i parametri ce pot semnala modificri ale capacitii construciei de a ndeplini cerinele de rezisten, stabilitate i durabilitate stabilite prin proiect;

(2) Urmrirea curent are un caracter permanent, durata ei coinciznd cu durata de serviciu efectiv a cldirii;

(3) Organizarea urmririi curente a comportrii construciilor noi sau vechi revine n sarcina proprietarilor i/sau a utilizatorilor, care o execut cu personal i mijloace proprii sau n cazul n care nu au personal cu mijloace necesare pentru a efectua aceast activitate, pot contracta activitatea de urmrire curent cu o firm abilitat n aceast activitate;

(4) Prevederi de urmrire curent la construciile noi: Se vor avea n vedere identificarea prin observaii vizuale sau cu dispozitive de

msurare a urmtoarelor fenomene: tasri n zona de rezemare a grinzilor de lemn, crpturi longitudinale n grinzile de lemn, deformaii exagerate pe vertical la mijlocul deschiderii planeului, apariia local a unor pete pe finisajul existent din umezire sau prezena mucegaiurilor;

Principalele zone avute n vedere la urmrirea curent sunt: zonele de rezemare i la mijlocul deschiderii grinzilor din lemn;

n funcie de finisajul aplicat la partea inferioar a planeului compus se va prevede accesul la elementele necesare a fi inspectate;

Beneficiarul/ utilizatorul are obligaia verificrii comportrii o dat la ase luni, precum i dup orice eveniment deosebit (cutremur, inundaie, ploi toreniale, cderi masive de zpad, suprancrcri accidentale cu materiale, explozii, incendii, etc.);

Personalul nsrcinat cu efectuarea activitii de urmrire curent, va ntocmi rapoarte ce vor fi menionate n Jurnalul evenimentelor i vor fi incluse n Cartea Tehnic a construciei. n cazul n care se constat deteriorri avansate ale structurii construciei, beneficiarul va solicita ntocmirea unei expertize tehnice;

(5) Prevederi de urmrire curent la construciile vechi: Se vor avea n vedere identificarea prin observaii vizuale sau cu dispozitive de

msurare a urmtoarelor fenomene: tasri n zona de rezemare a grinzilor de lemn, crpturi longitudinale n grinzile de lemn, deformaii exagerate pe vertical la mijlocul deschiderii planeului, apariia local a unor pete pe finisajul existent din umezire sau prezena mucegaiurilor, apariia unor degradri a centurilor noi turnate pe zidria existent.

Principalele zonele avute n vedere la urmrirea curent sunt: zonele de rezemare i la mijlocul deschiderii grinzilor din lemn ct i cele care se vor stabili mpreun cu expertul tehnic.

n funcie de finisajul aplicat la partea inferioar a planeului compus se va prevede accesul la elementele necesare a fi inspectate.

Beneficiarul/ utilizatorul are obligaia verificrii comportrii, trimestrial n primii doi ani dup care o dat la ase luni, precum i dup orice eveniment deosebit (cutremur, inundaie, ploi toreniale, cderi masive de zpad, suprancrcri accidentale cu materiale, explozii, incendii, etc.).

Personalul nsrcinat cu efectuarea activitii de urmrire curent va ntocmi rapoarte ce vor fi menionate n Jurnalul evenimentelor i vor fi incluse n Cartea Tehnic a construciei. n cazul n care se constat deteriorri avansate ale structurii construciei, beneficiarul va solicita ntocmirea unei expertize tehnice;

(6) Orice modificare a destinaiei spaiului se va realiza n baza unei expertize tehnice i conform reglementrilor n vigoare.

30

6 PREVEDERI DE EXECUIE I TEHNOLOGIE

6.1 Prevederi pentru construcii noi

(1) Procedura general pentru executarea unui planeu compus lemn-beton la construcii noi este urmtoarea:

Distribuirea grinzilor din lemn pe pereii portani din zidrie la distanele precizate n proiect;

nainte de pozarea grinzilor din lemn se prevede hidrolizolarea capetelor acestora; Executarea de sprijiniri provizorii a grinzilor din lemn, de regul la 1/3 din

deschidere; Executarea cofrajului prin dispunerea acestuia la partea superioar a grinzilor din

lemn sau n interspaiile dintre grinzile de lemn; Dispunerea unei folii PVC sau carton asfalt pentru protejarea grinzilor din lemn

contra umezirii n urma turnrii betonului; Repartizarea conectorilor la distanele prevzute n proiect; Dispunerea armturilor din placa din beton i ancorarea acestora n centurile din

beton armat de pe contur conform proiectului; Verificarea dispunerii conectorilor i a armturilor conform proiectului; Turnarea betonului din plac i centuri cu respectarea normelor n vigoare; Protejarea betonului proaspt turnat mpotriva deshidratrii.

6.2 Prevederi pentru construcii vechi (2) Procedura general pentru realizarea unui planeu compus lemn-beton la

cldiri existente este: Evaluarea strii de degradare a grinzilor existente din lemn. Se vor urmri

degradri ca: - putrezirea capetelor grinzilor din lemn - apariia unor defecte sau crpturi n cmpul grinzilor - apariia unor deformaii mari datorit modificrii ncrcrilor Remedierea degradrilor/consolidarea grinzilor din lemn. Cele mai frecvente

soluii sunt: - nlocuirea grinzilor din lemn ale cror capete sunt putrezite - dispunerea unor eclise laterale din dulapi de lemn, antiseptizate, care se

solidarizeaz de grinda existent cu ajutorul cuielor sau uruburilor - dispunerea unor reazeme din profile U, solidarizate de grinda existent cu buloane Introducerea unor grinzi noi din lemn, poziionate ntre cele existente Executarea de sprijiniri provizorii ale grinzilor din lemn, de regul la 1/3 din

deschidere ndeprtarea pardoselii existente, a straturilor de izolaie (pmnt, zgur, etc.) i a

tavanului n cazul n care este degradat; Realizarea cofrajului pentru centurile perimetrale prevzute pentru ancorarea

armturilor din plaeul compus; Executarea cofrajului planeului compus prin dispunerea acestuia la partea

superioar a grinzilor din lemn sau n interspaiile dintre grinzi; Dispunerea unei folii PVC sau carton asfalt pentru protejarea grinzilor din lemn

contra umezirii n urma betonrii; Repartizarea conectorilor la distanele prevzute n proiect;

31

Dispunerea armturilor din placa din beton i ancorarea acestora n centurile din beton armat de pe contur; n cazul plcilor continue se vor realiza golurile de continuitate cu placa alturat;

Verificarea dispunerii conectorilor i a armturilor conform proiectului; Turnarea betonului din centuri i plac conform normelor n vigoare; Protejarea betonului proaspt turnat mpotriva deshidratrii.

32

BIBLIOGRAFIE

/1/ Becker, H- Vorschlag zur Bemessung von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen nach den einheitlichen Regeln der europischen Gemeinschaft (Eurocodes).Lucrare de diplom, Ecole Polytechnique Fdral de Lausanne, Elveia 1990. /2/ Blass, H.J.; Ehlbeck, J; Van der Linden, M.L.R; Schlager, M- Trag- und Verformungsverhalten von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen.Forschungsbericht der Versuchsanstalt fr Stahl, Holz und Steine, Universitt Karlsruhre (TH), 1995 /3/ Blass, H.I, Schlager, M, Van der Linden, M. Trag und Verformungsverhalten von Holz eton Verbundkonstruktionen. Teil 1 u.2 Bauen mit Holz 5/96,6/96. /4/ Ceccotti, A,; Covan, C Behaviour of Timber and Concrete Composite Load-Bearing Structures. IUFRO Timber Engineering Group Meeting,Saint John, New Brunswick, Canada, 1990. /5/ Girhammar, U.A. Nail plates as shear connectors in composite timber and concrete structures. Proceedings of 12 th IABSE Congress, Vancouver, 1984. /6/ Godycki, T; Pawlica, J; Klesczewski, J Verbunddecke aus Holzrippen und Betonplatte. Bauingenieur, nr. 59, 1984. /7/ Kreuzinger, H Berechnungsmethoden Verbundkonstruktionnen Holz-Beton,QS- Bauweise. Technische Universitt Mnchen, oktober 1994. /8/ Kng, R. Verbunddecke Holz Leichtbeton. Theoretische und experimentelle Untersuchung der Verbundkonstruktion aus Holz und Leichtbeton mit Holzschrauben als Verbundmittel. Teil 1- Bericht F 1108, Graz, 1997. /9/ Linden,van der, M.L.R. Calculation Methods for Creep of Timber-Concrete Composite Beams. T.U.Delft, december 1995 /10/ Linden, van der, M.L.R. Monte Carlo Simulations of Timber-Concrete Composite Beams Tests. T.U. Delft, march 1996. /11/ Marusceac, D Construcii moderne din lemn . Editura Tehnic Bucureti,1997 /12/ Meierhofer,U- Untersuchungen und Entwicklungen zum mechanischen Verbund von Holz und Beton. Schweizer Ingenieur und Arhitekt 37, 1994. /13/ Natterer, I; Hoeft, M- Zum Tragverhalten von Holz-Beton-Verbundkonstruktionen Forschungsbericht CERS, nr. 1345, Ecole Polytechnique Fdral de Lausanne, Elveia, 1997. /14/ Scheiflinger, G. Deckenkonstruktionen aus Holz und Holzwerkstoffen. Diplomarbeit, T.U. Graz, 1995. /15/ Thomi, M; Waibel, H Entwicklung und Fertigung von Verbundelementen. Fortbildungskurs 1994 Holzbau der EMPA. /16/ Gelfi M, Giuriani E, Marini A - Stud shear connection design for composite concrete slab an wood beams. Journals of Structural Enineering, 2000 /17/ Frangi A, Fontana M A design model for the fire resistance of timber-concrete composite slabs. International Association for Bridge an Structural Engineering (IABSE) Conference Innovative Wooden Structures and Bridges, Lahti, Finland (2001) /18/ Cercetri de laborator privind conlucrarea lemn-beton. Contract 9/1996 faza A.115.2, INCERC Timioara, noiembrie 1997. /19/ Liana Bob : Contribuii privind utilizarea elementelor compuse pentru realizarea structurilor de rezisten. Tez de doctorat, februarie 1999. /20/ Elaborarea unor metodologii perfecionate de evaluare a strii construciilor n vederea precizrii soluiilor de reabilitare i a modului de ntreinere a construciilor. Contract 9/1996, faza A. 16.1, INCERC-Timioara, octombrie 1999.

33

/21/ Studiu de sintez privind utilizarea elementelor compuse lemn-beton la reabilitarea planeelor existente din lemn.Contract 9/1996,faza A.16.3 INCERC-Timioara, decembrie 1999. /22/ Planee compuse lemn beton. Studiu de sintez asupra cercetrilor efectuate pn n prezent asupra planeelor compuse lemn beton. Contract nr. 34484/2002, Faza 1, Program grant A, cond CNCSIS 1397 INCERC-Timioara iulie 2002. /23/ Studii i cercetri experimentale pe epruvete asupra conlucrrii lemn-beton Contract nr. 34484/2002 Grant program A cod CNCSIS 1397 faza 2 INCERC-Timioara, octombrie 2002. /24/ Planee compuse lemn-beton cu grinzi din lemn masiv i plac din elemente prefabricate de beton. Studiu i ncercri experimentale.PN 06-11-04-05/2006. Contract nr. 11N/2006. Faza 1/2006 INCERC Timioara. /25/ Planee compuse lemn-beton cu grinzi din lemn masiv i plac din elemente prefabricate de beton.PN 06-11-04-05/2006. Contract nr. 11N/2006. Faza 2/2007 INCERC Timioara. /26/ Reglementari privind calculul si alcatuirea planseelor compuse lemn-beton. PN 06-11-04-05/2006. Contract nr. 11N/2006. Faza 3/2007 INCERC Timioara. /27/ Cercetri experimentale privind comportarea planeelor compuse lemn-beton. Contract 9/1996, faza A.127.1, INCERC-Timioara, aprilie 1998

34

ANEXA A INCERCAREA LA FORFECARE PE EPRUVETE Aspecte generale

(1) Prin ncercrile specifice se urmrete determinarea modulului de alunecare al conectorilor alii dect cei la care face referire prezentul ghid;

(2) Incercarea la forfecare se realizeaz conform prevederilor din SR EN 26891;

Incercarea la forfecare pe epruvete (1) Se vor confeciona cel puin cel puin ase epruvete, alctuite conform fig.A-1, (2) Conectorii se vor dispune la o distana s ntre ei.

Fig. A1

(3) Parametrii utilizai la procedura de ncrcare sunt definii n baza unei estimri iniiale a ncrcrii maxime Fest. Aceast valoare este obinut din experienta, din calcule sau din rezultatele ncercrilor preliminare pe o epruvet lemn-beton i este meninut pe toat durata ncercrilor fiind modificat numai dac pe parcursul ncercrilor, valoarea medie a forei maxime difer cu peste 20% din cea estimat Fest;

Efectuarea ncercrilor experimentale (1) Incercarea epruvetelor se realizeaz pe un stand specializat; (2) Incercarea se efectueaz urmrind ncrcarea pn la 70% din fora de

forfecare maxim estimat, dup acest punct verificndu-se deformaia; (3) Incercarea se va considera ncheiat atunci cnd:

- fora de forfecare maxim estimat Fest este atins - deplasarea dintre lemn i beton este 15 mm.

(4) Durata total a ncercrii unei epruvete trebuie s fie ntre un minim de 10 de minute i maximum de 15 minute. n fig.A-2 este trasat curba de timp-ncrcare;

35

Fig. A2 Curba timp-incrcare

Determinarea capacitii portante i a modulului de alunecare

(1) Fora maxim Fmax rezult din diagrama for-deplasare trasat cu valorile obinute n urma ncercrilor experimentale;

(2) Modulul de alunecare al mbinrii Kser se determin n funcie de valoarea forei de forfecare maxime estimate i deformaia corespunztoarea valorilor a dou fore din timpul ncercrii, astfel:

)(34

4,0

1,04,0

=est

ser

FK A1

unde: 4,0 - deformaia aferent unui procent de 40% din Fest; 1,0 - deformaia aferent unui procent de 10% din Fest;

Fest- fora estimat prin calcule sau ncercri iniiale