constructii din lemn-note de proiect.pdf

7/29/2019 Constructii din lemn-note de proiect.pdf

1/9

1

CONSTRUCTII DIN LEMN-NOTE DE PROIECT-

A. Tipul arpantei

Alegerea tipului de arpantse face func ie de:- deschiderea L ;- pozi ia pereilor interiori de rezisten de la ultimul nivel al cladirii.

Panta arpantei (p %)ptg =a %

Panta arpantei se alege conform STAS 3303/2-88 n func ie de tipul nvelitorii, i anume:Exemplu pentru igl: - solzi pe 1 rnd 70 90 %,

- solzi pe 2 rnduri 55 70 %,- profilat ( cu jgeab) 45 70 %

B. Alctuirea arpanteiarpanta poate fi n 4 (2) ape, n func ie de unghiul de inclinare al acoperisului,

=arctg p/100

C. Planul nvelitorii - reprezint proiec ia n plan orizonatl a nvelitorii acoperi ului.Liniile de intersec ie a planurilor de scurgere a apelor formeaz: creste, coame, dolii.

D. Aciuni i gruparea lor(conform EUROCODE 1 +EUROCODE 5 +CR0-2005)

Clasificarea aciunilor functie de durata lor:- ac iuni permanente : durata >10 ani, (greutatea proprie a elementelor)- ac iuni variabile de lung durat (din depozitare): durata 6 luni 10 ani- ac iuni variabile de durat medie (exploatare, praf, zpad): durata 1 sptmn 6 luni;- ac iuni variabile de scurt durat (vnt, zpad): durata < 1 sptmn,- ac iuni instantanee (ac iuni accidentale).

Valorile aciunilorpot fi :- valori caracteristice Fk- valorilede calcul Fd

*Valorile caracteristice ale aciunilor (Fk)Pentru - aciuni permanente notatia (Gk)

- ac iuni variabile, notatia (Qk)

sunt intoduse n calcule innd cont i de:- valoare de combinaie 0Qk,- valoarea frecvenei 1Qk (care dep e te durata de 5% din timpul de ac iune),- valoarea cvasi-permanentei 2Qk corespunztoare unei valori medii n timp.

Respectiv decoeficienii de variaie a ncrcrii variabile 0, 1, 2 (tabelul 4.3 curs).*Valori de calcul ale aciunilor (Fd),se determina cu relatia kfd FF g= ,
http://www.pdfcomplete.com/cms/hppl/tabid/108/Default.aspx?r=q8b3uige22http://www.pdfcomplete.com/cms/hppl/tabid/108/Default.aspx?r=q8b3uige22


2/9

2

unde f - coeficient de siguran ales n func ie de durata ac iunii i starea limit la care se facecalculul (tabelul 4.4).

Gruparea aciunilor:1. MetodaSLU pentru acoperi uri, unde predominant ca ac iune variabil e ac iunea

zpezii, ac iunile, cu valorile lor de calcul, se combin n gruparea fundamental:

Y++ j,k011,kj,k Q05,1Q5,1G35,1 sau

( )kkkj,k sauUV05,1Z5,1G35,1 ++

2. Metoda SLS (SLEN) combinaia de ac iuni utilizat este: Y++ i,k1,01,kj,k QQG

deci ( )kkkj,k sauUV7,0ZG ++ Gk,j - valorile caracteristice pentru ac iunile permanente,Qk,1 - valorile caracteristice pentru ac iunea variabila predominanta iQk,1 - valorile caracteristice pentru celelalte ac iunile variabile.

E. Dimensionarea elementelor din lemn.E1. Rezistenele si clasele de exploatare a lemnului

Clasa de rezisten a lemnului este definit prin valoarea rezistenei caracteristice lantindere prin ncovoire (N/mm2).

Pentru lemnul masiv din r inoase (cel utilizat frecvent la acoperisurile traditionale tip sarpanta dinlemn), rezult9 clase de rezisten: C14, C16, C18, C22, C24, C27, C30, C35, C40 .

Rezistene caracteristice (fk) sunt n func ie de clasele de rezisten i de tipulsolicitrii (ncovoiere fmk, ntindere paralela/perpendiculara pe fibre ft,0,k/ ft,90,k, forfecare ft,90,ksaucompresiune paralela/perpendiculara pe fibre fc,0,k/ fc,90,k) (tab.4.9).

Rezistene de calcul (fd)se calculeaza cu formula generala:

M

kmodd

fkf

g=

undekmod coeficient de varia ie a rezisten ei lemnului func ie clasa de exploatare a lemnului i de tipul

si durata de ac iune a incarcarilor (Tab.4.11).

M coeficient par ial de siguran func ie de strile limit la care se face calculul, respectiv pentruelementele din lemn,M = 1,3 (SLU) si M =1,0 (SLEN).

kmod se considera ca medie ponderat intre coeficientii specifici incarcarilor din gruparea decalcul, respective pentru gruparea permanenta +zapada, avem


3/9

3

kk

kZkG

sg

skgkk kk

5,135,1

5,135,1mod,mod,mod +

+=

Umiditatea si temperatura dau condi iile de serviciu/ exploatare, existnd astfel urmatoarele :

Clase de exploatare a lemnului:

Clasa 1.pentru =20 20C, %65j Clasa 2. pentru =20 20C, %80j Clasa 3. pentru %80j (n aer liber).

E2. Modulii de elasticitate ai lemnului (E)Valorile medii i valorile caracteristice ale modulului de elasticitate pentru r inoasevariaza n func ie de clasele de rezisten (Tab. 3.9)

(Exemplu pentru clasa de rezistenta a lemnului masiv C35, avem:

E0,m 13 kN/mm2 = 13000 N/mm2 se folose te pentru verificri de rezisten

E0,05 8,7 kN/mm2 =8700 N/mm2 se folose te pentru verificri ale deforma iilor)

Unde E0,m valoarea medie a modulului de elasticitate paralel cu fibrele IIE ,

E0,05 valoarea caracteristica a modului de elasticitate.E3. Deschiderea de calcul (lc)

Lungimea de calcul a elementelor structurale din lemn pentru arpant se noteaza cu lc sireprezinta cel mult distana dintre axele reazemelor elementului structural.

E4. Verificri la dimensionarea elementelor structurale din lemna) pentru SLEN (SLS starea limit de serviciu)

Relatia de verificare este

dd CE undeEd valoarea efectului ac iunilor (ex: deformaia) determinat pe baza unei combinaii de ncrcriCd valoarea limit prescris, func ie de destinaia elementului structural (sgeat max. admis)

b) verificri la SLU(starea limit ultima)Relatia generala de verificare este

d

!

d RS Rd capacitatea de rezisten de calcul a elementului structural


4/9

4

Sd valoarea de calcul al solicitrilor sec ionale (M,N,V) ce rezult dintr-o combina ie de ac iuni,respectiv

d

!kF R

C

S

g

Unde

1nn2211 kFkFkFkFS...SSS g++g+g=g - suma solicitrilor de calcul (M,N,V)

rezultat din toate ac iunile ce intr ntr-o combinaie de ac iuni,

(pentru gruparea fundamental, rezultkk ZGkF

S50,1S35,1S +=g )C caracteristica geometric a sec iunii transversale a elementului (funcie de solicitarea la care e

supusa aveasta, C poate fi A-arie, W- modul de rezisten

etc)iar

dcd fR g= - capacitatea de rezisten a elementului structural,c coeficient partial de siguran a condi iilor de lucru

M

kmodd

fkf

g= reprezintrezistena de calcul a lemnului pentru solicitarea respectiv.

F. Calculul /verificarea elementelor din lemn la diferite solicitri

F1. ncovoiere dreaptSe dau: specia lemunului r inoase; clase de rezisten : C30, C35; sec iunea b x h; clase de

serviciu (exploatare) 1, 2 sau 3.I. Verificarea la ncovoiereSe face cu relatia

d,m

!

d,m fs m,d efortul unitar normal datorat momentului ncovoietor de calcul Md

W

MM

W

M kskgddm

,,

,

50,135,1 +==s

W este de fapt

6

bhW

2

x =

fm,d rezistena de calcul la ncovoiere determinat (EUROCODE 5) innd cont de posibilitateapierderii stabilit ii laterale a elementului.

k,mhs1crit

M

modd,m fkkk

kf

g=

unde

kk

kskg

sg

skgkk

50,135,1

50,135,1 mod,mod,mod +

+=


5/9

5

M =1,3 (lemn)gk, sk incarcarile din greutatea proprie si din zapada [kN /m]k1,s ine seama de influena favorabil a ntregului sistem structural asupra elementului calculat,kh coeficient de nl ime, kh este minimum dintre valorile (150/h)

0,2 si 1,3, cu h inaltimeasectiunii transversale a elementului.kcrit=f(rel,m)- coeficient ce ine seama de instabilitatea lateral a elementului, func ie de zvelteearelativ ( rel).

( ]40,1pt

140,1;75,0pt75,056,1

75,0pt0,1

k

m,rel2m,rel

m,relm,rel

m,rel

crit

>ll

ll-

l

=

iar zvelteea relativ se determina cu relatia

( ) mf crt,mk,mm,rel s=l Undem factor de transformare a momentului ncovoietor real n momentul ncovoietor echivalent(Tab. 4.17 curs)

fm,k rezistena caracteristic la ncovoiere a lemnului (Tab. 4.9);

ef

2

05,0crt,mhl

bE75,0 =s - efortul unitar normal critic;

E0,05 modulul de elasticitate specific, (Tab. 3.9);lefdeschiderea efectiv de calcul (lumina pentru grinzi de plan eu si lef=lc pentru elementele deacoperis)

II. Verificarea la forfecareVerificarea se face in zona de solicitare maxima, cu relatia:

d,v

!

d fs undedefort unitar tangen ial de calcul (rezultat din solicitrile de calcul)

x

xmax

Ib

SQ

=s sau

)

x

xd

x

xQQGG

dIb

ST

Ib

STT

=

g+g=s ,

adica


6/9

6

x

xdd

Ib

SV

=s

undeVdreprezint for a tietoare maxim (valoare de calcul) rezultata din combinaia de ncarcare, adic

kskgd VVV ,, 50,135,1 += Sx, Ix momentul static si momentul de iner ie al sec iunii transversale n raport cu axa neutrfv,d rezistena de calcul la forfecare a lemnului, calculate cu relatia:

k,v

M

modd,v f

kf

g=

unde fv,k rezistena caracteristic la forfecare a lemnului (Tab. 4.9), func ie de clasa de rezisten ,kmod medie ponderat a coeficien ilor ncrcrilor din combinatia considerata.

=

circularetiuniptA

V

ularedreptunghitiuniptA

V

d

d

d

sec3

4

sec5,1

maxs

III. Verificarea deformaiilora) Verificarea deformaiilor n stadiul iniial

Se calculeaz sgeile instantanee din incarcarile permanente si variabile, respectiv:

Six05,0

4k

inst,z IE

lz

384

5

u =

Unde12

bhI

3

x = .

( Pentru ncrcri concentrateP, rezult sageata maxima estex

instPIE

Pklu

05,0

3

,48

= )

Verificarea in stadiul initial se face doar pentru sageata din ncrcri variabile, respectiv

consolepentrul

grinzipentrul

u insts

150

300!,

Unde l - este deschiderea de calcul a elementului verificat.

b) Verificarea deformaiilor n stadiul final (sgeile finale/nete)Se face verificareasgeii finale din

- actiunile variabile (zpada)

)sdefinstsfins kuu ,,, 1+=

x

kinstg

IElgu

05,0

4

,3845 =


7/9

7

cukdef,z si kdef,g din tabelul 4.22 ( func ie de durata ac iunii)

- toate actiunile luate in calcul

fin,zfin,gfin,net uuu += , cu)g,definst,gfin,g k1uu += , sageata finala din act. Permanente.

Verificarea se face fata de deformatiile limita impuse pentru diferitele tipuri deelemente structurale, respectiv:

consolepentrul

grinzipentrul

u fins

100

200, si

consolepentru100

l

grinzipentru

200

l

u fin,net

F2. Compresiune n lungul fibrelorVerificarea lacompresiunea centric paralel cu fibrele se face diferit, astfel:

- cndnu intervine flambajul (pentru rel 0,5)d,o,cd,o,c fs

- cnd intervine flambajul (pentru rel > 0,5)0,1

fk d,o,cc

d,o,c s

undec,o,defortul normal de calcul, la compresiunea paralel cu fibrele, calculate curelatia

n

sg

docA

FFkk

50,135,1,,

+=s

undekk sg

FF , - for ele axiale din ncrcarea permanenta i din variabila (zpada)An aria net a bareikc - coeficient de ine cont de flambaj:

2rel

2c

kk

1k

l-+=cu ( )( )2relrelc 5,015,0k l+-lb+=

undec coef.ce ine cont de imperfeciunile barei

ncleiatlemnpentru1,0

masivlemnpentru2,0c =b


8/9

8

rel zvelteea relativ la compresiune,crt,c

d,o,c

rel

f

s=l

cu 205,0

2

crt,c

E

l

p=s efortul de compresiune critic

undei

l fmax =l=l - coeficient de zveltee, lf lungime de flambaj,

A

Ii = raza

minim de gira ie,iar

koc

M

doc fk

f ,,mod

,, g=

cu fc,0,k din tabelul 4.9 ( rezisten a caracteristica la compresiune paralel cufibrele).F3. Compresiune perpendicular pe fibreVerificarea se face cu relatia

d,90,c90,cd,o,c fks unde

c,o,d efortul normal de calcul, la compresiunea paralel

cu fibrele,din incarcarile decalcul,

kc

M

dc fk

f ,90,mod

,90, g= ,

rezisten a de calcul la compresiune perpendicular pe fibre,kc,90 coeficient ce ine seama de modul realizare a compresiunii (Tab. 4.16).F4. Compresiune oblicSe verific cu relatia

a+a

s

a 2d,90,c2d,o,c

d,90,cd,o,c!

d,,c cosfsinf

ff

, sau

a+as a

22

d,90,c

d,o,c

d,o,c!

d,,c

cossinf

f

f

avand


9/9

9

c,,d efortul normal de calcul la compresiune oblic, din actiunile luate in

considerare si

fc,o,di fc,90,d - rezistenele de calcul la compresiune paralel i perpendicular pe fibre, unghiul pe care-l fac elementele structurale intre ele.

NOTA:Numerele tabelelor si ale relatiilor sunt din carteaCONSTRUCTII DIN LEMN Materiale si

elemente de calcul autor Cornel FURDUI Timisoara, 2009 .

constructii din lemn-note de proiect.pdf

Documents