7/29/2019 Curs lemn 14

1/31

CURS 14

CASE CU STRUCTURA DE REZISTEN DIN MATERIAL LEMNOS

CONCEPTE PRIVIND SISTEMELE CONSTRUCTIVE PENTRU CASELEINTEGRAL PREFABRICATE DIN LEMN

Casele prefabricate din lemn sunt construcii realizate integral din lemnecarisat sau/i produse derivate pe baz de lemn, amenajate astfel nct sasigure interioare n care s se desfoare activiti de via i odihn aleoamenilor, n mod temporar sau permanent.

Clasificarea caselor prefabricate din lemn

Clasificarea caselor prefabricate din lemn se poate face n funcie de diversecriterii (fig. 1)

Case de camping

Case de vacan sau odihn

Case de locuit permanent

DESTINAIEConstrucii administrative

coli, grdinie

Hoteluri

Case parter

Case parter + mansard

DESFURAREA PE VERTICAL Case parter + etaj

(Subsol +) Parter din

zidrie + mansard sauetaj din lemn

Case individuale

DESFURAREA PE ORIZONTAL Case cuplate

Case iniruite

Fig. 1 Clasificarea caselor prefabricate din lemn n funcie de diferite criterii

7/29/2019 Curs lemn 14

2/31

Casele de locuit permanent sunt construcii cu destinaie de locuin,avnd ncperi cu funcionalitate bine definit (dormitoare, living, camer deluat masa, buctrie, baie, grup sanitar suplimentar, cmar, debara, uneorigaraj). Aceste tipuri de case se pot realiza cu diferite dimensiuni n plan i cugrad de confort difereniat. Elementele de nchidere i compartimentaretrebuie s asigure protecia termic att pe timp de var, ct i pe timp de

iarn precum i protecia fonic. Casele de locuit permanent pot fi construciiparter, parter i mansard sau parter i etaj; ele pot fi realizate ca cldiriindependente, cuplate sau niruite.

Casele de vacan i odihn sunt construcii pentru locuit n modtemporar, la sfrit de sptmni n vacane, deci cu destinaie, de obicei,sezonier. Elementele de nchidere sunt prevzute cu termoizolaii eficiente,astfel nct s asigure att protecia contra temperaturilor sczute din timpuliernii, ct i protecia pe timp de var. n mod curent, fundaia se realizeazsub forma unei plci de beton de tip radier.

Casele cu funciuni speciale sunt construcii destinate desfurrii unoractiviti pe antiere (birouri, magazii, sli de mese, dormitoare comune,construcii cu funciuni sanitare) sau pentru deservire (moteluri, tonete). Suntconstrucii cu funciune, n general, permanent care trebuie s asigure

confortul higrotermic n funcie de exigenele de microclimat interior impuse.Sunt construcii cu parter, parter i mansard sau parter i etaj. Aceste tipuride case pot fi realizate n construcii fixe sau tip campuri.

Casele pentru campingsunt construcii uoare, pentru folosin sezonier,n special n timpul verii. Se instaleaz pe terenuri special amenajate pentrucamping. Elementele de nchidere (perei, acoperi) au, n general, un gradde izolare termic mai redus. n mod curent avnd dimensiuni n plan relativ

reduse, casele pentru camping se prefabric integral n fabric, putnd fi fixesau demontabile.

Campurile si bungalovurilesunt construcii realizate din panouri de pereii chesoane de acoperi, ce se monteaz pe aiuri, care au i funciunea deplanee de pardoseal. Montarea se face pe supori metalici sau pe platformede beton.

7/29/2019 Curs lemn 14

3/31

Elementele componente ale caselor prefabricate din lemn

Principalele elemente componente ale caselor prefabricate din lemn suntprezentate n schema din figura 2.La conceperea caselor prefabricate moderne din lemn infrastructura, esterealizat in totalitate din beton:

la cldirile fr subsol, construciile (din lemn) se pot amplasa pe oplatform de beton cu grosimea de 2025 cm, dispus pe un stratdin pietri pentru ruperea capilaritii apei prin ascensiune;

in cazul realizrii unor fundaii continue cu bloc i soclu, acestea vorptrunde n pmntul bun de fundare minimum 20 cm i se vordispune numai sub pereii portani, pereii despritori putnd fidispui pe placa suport a pardoselii;

la cldirile cu subsol se recomand ca pereii de subsol i planeulpeste subsol s se realizeze din beton armat.

Suprastructura (integral din lemn) poate fi realizat in urmtoarele varianteconstructive:

structura de rezisten vertical: panouri portante; cadre din lemn i elemente de nchidere din plci pe baz de

lemn sau scnduri; brne, dispuse suprapus; planeul:

panouri portante; dulapi dispui la distane reduse (3040 cm); grinzi la distane de 6080 cm, cu elemente de nchidere la

tavan i la pardoseal; grinzi cu zbrele cu tlpile din scnduri sau dulapi i cu

zbrelele din metal sau din lemn;

arpanta acoperiului se poate realiza pe sistem arpant pe scaune,cu ferme din lemn, avnd mbinrile cu cuie sau plci metalice saudin ferme mixte (lemn-metal);

7/29/2019 Curs lemn 14

4/31

Fig. 2. Elementele componente ale unei case din lemn, integral prefabricate

Tipuri de structuri de rezistenStructura de rezisten a caselor integral prefabricate din lemn se poatedescompune n dou subsisteme:

subsistemul structur vertical portant; subsistemul planseu.

Fundaii (la construcii fr subsol)

INFRASTRUCTURA

Fundaii + perei de subsol +planeu peste subsol

(la construcii cu subsol)

Panouri portante de perei, pereidin brne de lemn

sau

schelet portant

Planeu - panouri portante,dulapi aezai vertical

saugrinzi cu elemente de umplutur

Panouri portante,

perei din brnesau

schelet portant pentru frontoane la

mansardSUPRASTRUCTURA

Elemente structurale la acoperi grinzi ferme panouri portante

Elemente de legtur: tlpi grinzi cosoroabe

Scri

Elemente secundare

7/29/2019 Curs lemn 14

5/31

Subsistemul structur vertical portant preia solicitrile datorate ncrcrilorgravitaionale permanente, utile i climatice, precum i aciunile orizontale dinvnt i seism. Posibil a fi realizat in diferite sisteme constructive, structurade rezisten vertical este intrinsec corelat cu rezolvarea arhitectural.Subsistemul planeu preia ncrcrile gravitaionale permanente i utile i

asigur prin modul de conformare i de legtur cu structura de rezistenvertical efectul de aib orizontal pentru preluarea ncrcrilor orizontale.

Subsistemul structurverticalportantSoluiile utilizate sunt diversificate n funcie de:

tradiia i experiena productorilor de case prefabricate din zonarespectiv;

numrul de niveluri; deschiderile i traveile construciei (distanele ntre reazemele

verticale portante); materialul lemnos avut la dispoziie; amplasamentul cldirii, din acest punct de vedere interesnd n mod

special gradul de seismicitate al zonei i intensitatea aciuniivntului;

cerinele beneficiarului.Structura de rezisten vertical poate fi realizat n variantele descrise ncontinuare.

Structuri de rezisten din lemn masiv sub form de brne(fig. 3, a i b), din lemn semirotund cu muchiile teite(fig. 3, c) sau dinlemn ecarisat sub formde grinzi(fig. 3, d). n toate cazurile, n zonelede mbinare, lemnul masiv se prelucreaz astfel nct s se poat prelua att

a b

c d

Fig. 3. Structuri de rezisten verticale din lemn masiv:a - din lemn rotund; b - din lemn rotund teit n zonele de mbinare;

c - din lemn semirotund; d - din lemn ecarisat.

7/29/2019 Curs lemn 14

6/31

eforturile de compresiune, ct i cele de ntindere. n cazul n care seutilizeaz grinzi ecarisate, pentru a se reduce i simplifica manopera laconfecionarea elementelor din lemn masiv, acestea se prelucreaz pejumtate de seciune, eforturile de lunecare dintre elemente fiind preluate dedornuri metalice sau din lemn (v. fig. 3, d).

Structuri de rezisten cu schelet portant realizat din lemnmasiv sau din lemn lamelat ncleiat. Scheletul portant este alctuit dinmontani i rigle dispuse la distane reduse, caz n care nu sunt necesarediagonale de contravntuire (fig. 4, a) sau la distane mai mari, caz n careapare necesitatea rigidizrii scheletului portant cu diagonale decontravntuire (fig. 4, b i c).

a b

c

Fig. 4. Structuri de rezistencu schelet portant:

a - cu montani amplasai la distanereduse;

b - cu diagonale de contravntuire continuepe un nivel;

c - cu diagonale de contravntuire n K.

O soluie care permite rezolvarea cu mbinri mai simple este cea prezentatn fig. 5, n care montanii sunt realizai din cte dou elemente iar rigleledintr-un singur element. Diagonalele de rigidizare, dispuse n planulmontanilor sunt realizate din cte dou elemente. n acest caz mbinrile serealizeaz cu tije.

7/29/2019 Curs lemn 14

7/31

Fig. 5. Structura de rezisten cu scheletportant -

montani i contravntuiri din elemente

duble,rigle dintr-un singur element [51]

Structuri de rezisten din panouri portante, realizate cuschelet interior din lemn masivi fete din plci(fig. 6). Subansamblulpanou portant este integral prefabricat i are incluse din fabricaie:

termoizolaie, barier contra vaporilor de ap, finisaje la fee, eventualeleinstalaii electrice. Pentru realizarea unor prinderi ascunse, precum i pentrueventuale demontri i remontri ale construciei, panourile pot fi livrateneasamblate complet:

ram + faad exterioar; termoizolaie (fonoizolaie) i barier de vapori; panoul de fa interioar.

n figurile 7, 8, i 9 se prezint exemplificativ un sistem de realizare a

panourilor cu limi reduse pentru perei exteriori, respectiv interiori, ntr-ovariant utilizat n ara noastr.

a b

Fig. 6 Structura de rezisten cu panouri portante (a)i diferite moduri de rezolvare a panourilor (b).

Elementul de baz, panoul, modulat pentru peretele interior sau exterior arelimea de 1200 mm i nalimea de 2400...3000 mm, n funcie de condiiilede arhitectur impuse. Panoul este format dintr-o ram din lemn de

7/29/2019 Curs lemn 14

8/31

rinoase, rigidizat cu montant intermediar i cu cte dou rnduri detraverse (fig. 7).

Fig. 7 Rama pentru panou modulat deperete exterior (interior)

Grosimea riglelor variaz n funcie de grosimea termoizolaiei sau afonoizolaiei, astfel:

la panourile pentru pereii exteriori rama are grosimea de76...136 mm;

la panourile pentru pereii interiori, rama are grosimea de 60mm.

Avnd n vedere dimensiunile reduse ale caroiajului realizat, nu mai este

necesar rigidizarea panoului cu elemente diagonale de contravntuire.Termoizolaia dispus n alveolele ramei, la pereii exteriori se realizeaz dinpolistiren expandat sau din saltele de vat mineral.Fonoizolaia la pereii interiori se realizeaz din saltele de vat mineral saudin plci poroase, uoare, pe baz de lemn.Din punctul de vedere al comportrii higrotermice, pentru pereii exteriori serecomand utilizarea panourilor cu strat de aer ventilat (fig. 8), care permiteevacuarea n atmosfer a eventualilor vapori de ap care au migrat de lainteriorul construciei n structura termoizolaiei.

7/29/2019 Curs lemn 14

9/31

Suportul logic pentru aceast tehnologie de realizare a panourilor de pereirezid din necesitatea de asigurare a unui sistem de montare i fixare sigur,eficient, productiv i care s permiti o eventual demontare i remontare.

Fig. 8 Detalii de alctuire a panourilor pentru pereii exteriori

7/29/2019 Curs lemn 14

10/31

Fig. 9. Detalii de alctuire a panourilor pentru pereii interiori

Subsistemul planeu

n mod curent planeele la casele din lemn integral prefabricate serealizeaz:

cu grinzi din lemn sau dulapi (elemente dispuse la distane reduse,40...60 cm) care reazem pe riglele scheletului portant (fig. 4 i 5) ipodini din scnduri pentru pardoseali pentru tavan;

cu panouri portante care reazem pe panourile portante alestructurii verticale;

din grinzi cu zbrele cu tlpi din lemn i zbrele din metal.Sistemul constructiv adoptat trebuie s rspund exigenelor privindrezistena i stabilitatea la ncrcrile din exploatare, deformabilitatea,capacitatea de preluare a ncrcrilor orizontale care acioneaz n planul lor.

7/29/2019 Curs lemn 14

11/31

Subsistemul acoperi

Structura de rezisten a acoperiului se rezolv n mod obinuit din ferme delemn cu consum redus de metal sau din arpant pe scaune cu cpriori,pane, popi, contrafise i cleti.

Sisteme de placare a structurii de rezisten

Placarea structurii de rezisteni a planeului se poate realiza n funcie de: tipul structurii de rezisten; opiunea de arhitectur; gradul de confort dorit; materialele avute la dispoziie; condiiile de clim din zon (temperaturi minime pe timp de iarn,

temperaturi maxime pe timp de var, regim pluviometric, orientareafa de punctele cardinale).

n cazul structurilor de rezisten din lemn masiv acestea pot rmneaparente (fig. 10, a) sau pot fi placate cu plci derivate pe baz de lemn(fig. 10, b).

a b

Fig. 10 Structur de rezisten din lemn masiv,aparent (a) i placat la interior (b).

La structurile cu schelet portant placarea se realizeaz cu plci derivate pebaz de lemn (fig. 11) sau cu scnduri dispuse n diferite sisteme (fig. 12).

Fig. 11 Placarea structurilor de rezistencu schelet portant cu plci derivate

pe baz de lemn

7/29/2019 Curs lemn 14

12/31

a b

c d

Fig. 12 Placarea cu scnduri dispuse:orizontal n sistem caplama (a),profilate dispuse orizontal (b),profilate dispuse vertical (c),

suprapuse dispuse vertical (d)

Exigene i criterii de performan aferente construciilor de lemn

Pe plan internaional, conceptul de performan a fost abordat pe linie ISO deo multitudine de norme: ISO 6240-1980, ISO 6241-1984, ISO 6242-1992.Conceptul de performan n construcii, prezentat de norma ISO 6240-1980,

este structurat pornind de la Condiiile necesare de utilizare (cerineleutilizatorilor), crora le corespund exigenele de performan, care traducaceste cerine n caliti ale construciei n exploatare, respectiv ale dotrilorsau prilor de construcie.

Norma ISO 6241-1984 detaliaz conceptul de performan prin: categoriile de exigene de performan ce corespund cerinelor

utilizatorilor; tipurile de construcii care rspund la diferite necesiti de

utilizare; natura factorilor care influeneaz performanele.

Norma ISO 6241-1984 prezint exigenele utilizatorilor ca fiind urmtoarele: exigene de stabilitate; exigene de siguran la foc; exigene de etaneitate; exigene higrotermice; exigene privind puritatea aerului; exigene acustice; exigene vizuale; exigene tactile;

7/29/2019 Curs lemn 14

13/31

exigene dinamice; exigene privind igiena; exigene de adaptare a spaiilor funcionale; exigene de durabilitate; exigene economice.

n completarea conceptului de performan n construcii, n anul 1992, a fostelaborat norma ISO 6242 n care se utilizeaz termenul de obiectiv alutilizatorului cu semnificaii de cerine ale utilizatorului.

Categoriile de construcii realizate parial sau integral din lemn i/sau produsepe baz de lemn, grupate n clase de cldiri pentru care apare necesitateaelaborrii unui sistem de prescripii privind exigenele utilizatorilor i criteriilede performan pot fi:

cldiri de locuit; cldiri comerciale, magazine, cldiri pentru alimentaie public; cldiri pentru nvmnt, coli, grdinie, internate, cmine; cldiri din reeaua sanitar dispensare, policlinici, cmine

pentru vrstnici, cree, spitale; cldiri pentru manifestri culturale sli acoperite, muzee,

expoziii, biblioteci; cldiri pentru turism hoteluri, moteluri; cldiri administrative;

sli de sport, bazine de not.Sistemul de prescripii tehnice privind criteriile de performan trebuie s aibn vedere:

exprimarea specificaiilor de performan; metodele de evaluare a performanelor n faza de concepie; metodele de verificare n situ sau n laborator a construciei

sau elementelor de construcie.

n domeniul prescripiilor privind criteriile de exigene n construcii, acesteanecesit a fi organizate dup un algoritm care s cuprind: prescripii pe vertical, care s trateze o anumit categorie

de exigene pentru toate nivelurile de structurare, lund nconsiderare toate clasele de cldiri;

prescripii pe orizontal care s trateze un anumit nivel destructurare din punct de vedere al tuturor categoriilor deexigene, lund n considerare toate clasele de cldiri;

prescripii pe clase de cldiri n funcie de destinaiaacestora.

7/29/2019 Curs lemn 14

14/31

n algoritmul din fig. 13 este prezentat o schem logic privind criteriile carestau la baza alegerii soluiilor arhitectural-tehnologice i a celor pentrustructura de rezisten, n corelare cu exigenele i criteriile de performanpe care trebuie s le ndeplineasc o construcie realizat din lemn.

Microamplasament,

configuraieteren

Funcionalitate,gabarit

Concepiearhitectural

(interioar,exterioar

)

Iluminare,instalaii

Condiiigeotehnice

Protecietermici

acustic

Proteciempotriva

biodegradriiiafocu

lui

Soluii

arhitectural

tehnologice

Soluii pentrustructura de

rezisten

Alegerea

materialelor Fundaii

Forma n elevaiei seciune

Distribuia

ncrcrilorn plan

Mod deasamblare, detalii Distribuiancrcrilor nelevaie

Elemente de

nchidere

Prefabricarea

elementelor

Sisteme construc-

tive principale isecundare (formi deschidere)

Transport,

montaj

Sisteme construc-

tive teriare

(formideschidere)

Impregnare,

ignifugare

Asigurarea

stabilitii spaialea structurii de

rezisten

Fig. 13 Exigene i criterii de performan

7/29/2019 Curs lemn 14

15/31

SISTEME STRUCTURALE CU PEREI DIN PANOURI DE LEMN, CUSTRUCTURI N CADRE I CU PEREI DIN GRINZI DE LEMN

Sistemele constructive pentru structurile de rezisten ale caselor integralprefabricate din lemn pot fi realizate conform celor afirmate mai sus cupanouri portante, cu schelet portant sau cu perei i planee din brne de

lemn (grinzi ecarisate sau cioplitur).

n tabelul 1 se prezint valorile termice pentru pereii din lemn masiv, utilizaila construciile civile (conform normei DIN 18910).

Perei din brne de lemn valori termiceTabelul 1

Grosimea (m)Greutatea

(kg/m2)

Rezistena latransfer

termic(m2K/W)

Coeficientulde transfer

termic(W/m2K)0,10 60 0,71 1,130,11 66 0,79 1,010,12 72 0,86 1,020,13 78 0,93 0,960,14 84 1,01 0,910,15 90 1,07 0,850,16 96 1,14 0,800,17 102 1,22 0,74

0,18 108 1,29 0,690,19 114 1,35 0,640,20 120 1,42 0,600,21 126 1,48 0,560,22 132 1,57 0,52

Conform normei C107 Normativ pentru izolarea termic a cldirilorvaloarea recomandat pentru rezistena la transfer termic a pereilor este1,80 m2K/W. Se constat c aceast valoare este superioar, deci pentru

asigurarea rezistenei termice necesar pentru pereii din brne de lemnapare necesar termoizolarea suplimentar a pereilor exteriori.

Structuri de rezisten din panouri portante

Structurile verticale de rezisten realizate din panouri portante i decontravntuire pot fi:

cu panouri portante dispuse pe direcia transversal a cldirii (fig.14, a);

cu panouri portante dispuse pe direcia longitudinal a cldirii (fig.14, b);

7/29/2019 Curs lemn 14

16/31

cu panouri portante dispuse n sens transversal i n senslongitudinal (fig. 14, c).

n primele dou variante, pe direcia perpendicular axelor structurale sedispun panouri autoportante de contravntuire a cldirii.n toate cazurile, panourile de planeu i de acoperi reazem pe liniilestructurale de rezisten.

Panourile prefabricate care intr n compunerea caselor din lemn variaz nfuncie de:

rolul static portante, neportante, de contravntuire; dimensiunilor pe care le au: cu limi reduse sau mari; modul de compunere n seciunea transversal ventilate,

neventilate.

a b

c

Fig. 14 Sisteme structurale cu panouri portante:a cu panouri portante dispuse transversal; b cu panouri portante dispuse longitudinal;

c cu panouri portante dispuse pe ambele direcii ale cldirii.

n funcie de dimensiunile i alctuirea n seciune transversal, pot fi: panouri portante de dimensiuni reduse 1,001,25 m, realizate cu

sau fr strat de aer ventilat, utilizate ca elemente pentru pereiexteriori i interiori;

7/29/2019 Curs lemn 14

17/31

panouri portante de dimensiuni mari, cu lungimi pn la 10,00 m, custructur ventilat sau neventilat, utilizate ca elemente pentruperei interiori i exteriori, ca elemente de planeu sau de acoperi;

panouri portante de dimensiuni mari, preasamblate n elementespaiale;

panouri portante de dimensiuni reduse, cu alctuire compozit,utilizate ca perei despritori interiori.

Sisteme de panouri

Panouri portante de dimensiuni reduse

Panourile portante sunt realizate n sistem modulat, cu limea de 1,001,25m i nlimea egal cu cea a etajului.Structura de baz a panourilor este realizat din:

cadru de lemn, dispus la interior, alctuit din: montani dispui la distane de 5060 cm; rigle amplasate la partea superioari la cea inferioar; rigle intermediare pentru rigidizarea montanilor i pentru

delimitarea golurilor de ui i ferestre; diagonale de contravntuire;

fee portante sau neportante alctuite din: scnduri n grosime minim de 2,2 cm dispuse longitudinal i

transversal (perpendicular pe cele dou fee ale panoului; placaj de construcie n grosime de 1012 mm; plci din fibre de lemn (PAL) n grosime de 12 mm, ncleiate cu

rini epoxidice, rezistente la umiditate; plci din boiscement; plci din OSB; plci din ghips-carton n grosime de 10 mm; combinaii ale materialelor prezentate, dispuse difereniat pe

cele dou fee.

a b

c

Fig. 15 Perei portani din panouri cu limireduse[51]:

a cu fee din placaj;b cu fee din betopan;c - scnduri dispuse vertical.

7/29/2019 Curs lemn 14

18/31

Elementele componente ale cadrului interior sunt asamblate prin cuie, prinncleiere sau cu plcue multicuie (Gang-nail).

ncrcrile verticale sunt preluate de montani, care prin intermediul riglei debaz sunt transmise la fundaii sau la panoul de la nivelul inferior. ncrcrileorizontale sunt preluate de ansamblul cadru interior rigidizat cu feele

exterioare prin tije sau ncleiere.

Soluia cu panouri de limi reduse prezint o serie de avantaje: panourile respective sunt foarte facile a fi combinate pentru partiuri

cu diferite destinaii; poziia grinzilor de la planeu sau de la acoperi poate fi corelat cu

poziia montanilor verticali ai pereilor structurali; dimensiunile de fabricaie a plcilor de nchidere a panourilor pot fi

stabilite n funcie de limea panoului (de exemplu plcileaglomerate pe baz de fibre sau aschii din lemn cu limea de 1220mm, fiind utilizate la panouri cu limea de 1200 mm);

subansamblele pentru circulaie i iluminare (ui, ferestre), precumi radiatoarele pentru nclzire pot fi uor corelate cu limeapanourilor;

considerentele de ordin economic privind transportul i montajulpanourilor sunt corelate cu greutatea i dimensiunile panourilor;panourile cu dimensiuni reduse pot fi stocate pe orizontali pot fi

manevrate manual sau cu utilaje de ridicat de capacitate redus.Panourile portante de dimensiuni mari

Panourile portante cu structura de rezisten din lemn au nlimea unui niveli sunt constituite, n principiu, din panouri de dimensiuni reduse, asamblate(fig. 16). n mod curent, panourile respective pot constitui perei prefabricaide dimensiunile limii sau lungimii celulei funcionale.Lungimea total a panourilor se alege n funcie de distribuia n plan a

pereilor, de posibilitile de transport i de limitele impuse de capacitatea deridicare a utilajelor.n funcie de lungimea lor, panourile sunt realizate dintr-o serie de montani,rigidizai la partea superioari la cea inferioar prin rigle continue. Rigleleintermediare i diagonalele dispuse ntre montani asigur stabilitatea plan apanourilor. Similar panourilor de dimensiuni reduse, cele cu dimensiuni marisunt fixate n fundaii.La interior, distana ntre montani se stabilete n funcie de trama de bazadoptat, poziia pereilor perpendiculari, dimensiunea plcilor utilizate la

feele panourilor i de sistemul ales pentru transmiterea ncrcrilor de laplaneu. Prin utilizarea panourilor de dimensiuni mari se reduce numrul de

7/29/2019 Curs lemn 14

19/31

mbinri verticale dintre panouri i, n principal, numrul rosturilor etanate,operaie care mrete mult durata montajului.Prin configurarea n fabric a panourilor mari, soluia se recomand laansamble de cldiri repetitive, cu variante reduse a planurilor de arhitectur.Elementele spaiale prefabricate sub form de celule cu un numr variabil defee plane se monteaz cu un consum redus de manoper pe antier.

Majoritatea manoperei, peste 90% se realizeaz n fabric, elementele avndmontate conductorii i evile pentru instalaii i fiind finisate pe fee.Cu acest sistem constructiv se pot realiza pavilioane colare, grdinie, cldiride locuit, birouri, cmine pentru elevi i studeni etc (fig. 17).Elementele spaiale sunt transportate de la fabric la antier cu trailerespeciale i sunt fixate pe fundaiile realizate n prealabil, respectiv pe celulelemontate anterior.La construciile din elemente spaiale cu un grad mare de prefabricare,transportul este relativ simplu, montajul se face ntr-un timp redus i existposibilitatea ca structura de rezisten s poat fi demontati remontat peun alt amplasament.Concepia de stabilire a tipodimensiunilor elementelor spaiale ia nconsiderare:

limitele tehnologice de realizare n fabricile de prefabricate; suprafeele i volumele impuse de partiul de arhitectur; capacitatea mijloacelor de ridicare, transport i montaj.

a b

c

Fig. 16 Perei portani din panouri cu limi mari:a cu fee din placaj; b cu fee din boisbeton; c panou mare pentru planeu

7/29/2019 Curs lemn 14

20/31

Fig. 17 Sistem constructiv cu elemente spaiale:a exemple de planuri de construcie realizate din elemente spaiale;

b sistem constructiv cu elemente spaiale modulate cu dimensiunile 2,408,40 m.

n fig. 18 sunt prezentate patru variante de partiuri de arhitectur, realizatedin elemente spaiale. Partiurile prezentate folosesc module cu dimensiuni la2,403,60, 2,404,20 m i 2,404,80 m.

Fig. 18 Exemple de partiuri dearhitectur realizate din elementespaiale

n fig. 19 sunt prezentate diferite sisteme de realizare a unei celule spaiale

cu dimensiunile 2,407,20 m 4,809,60 m i sistemele de contravntuireale acestora.

7/29/2019 Curs lemn 14

21/31

7/29/2019 Curs lemn 14

22/31

Fig. 20 Tehnologia de realizare a panourilor portante:a mbinarea elementelor de cadru interior cu cuie; b prin ncleiere; c cu plcue

metalice; 1 rigl superioar; 2 rigl intermediar; 3 rigl inferioar; 4 montani; 5 fa interioar din placaj; 6 fa exterioar din placaj.

Conectorii metalici se aplic concomitent n toate punctele necesare alepanoului prin presare hidraulic; se asigur n acest mod un ansamblu rigid.n seciune transversal panourile pot fi neventilate (fig. 21, a) sau ventilate(fig. 21, b). Faa exterioar a panoului este prevzut cu fante la parteasuperioari la partea inferioar pentru circularea curentului de aer pe faarece a termoizolaiei.

a b

Fig. 21 Conceperea panourilor exterioare:a neventilate; b - ventilate

Structuri de rezisten cu cadre din lemn

Sisteme constructiv-structurale

Structurile de rezisten cu cadre din lemn pot fi alctuite n diferite moduride realizare i dispunere a elementelor portante i a celor secundare, precumi cu diferite sisteme de mbinri.

7/29/2019 Curs lemn 14

23/31

Structuri de rezisten cu grinzi principale avnd seciunesimpl(fig. 22):

pe cele dou direcii principale de inerie ale structurii derezisten, grinzile principale sunt fixate pe stlpi, care suntcontinui, n acest mod nlimea stlpilor este constant lainterior i la exterior;

grinzile secundare sunt dispuse ntre grinzile principale pedirecii diferite n diversele panouri de planeu astfel nct s seasigure o compartimentare similar pe direcia transversalipe cea longitudinal a cldirii.

Structuri de rezisten cu grinzi principale avnd seciunedubl(fig. 23):

grinzile principale ale structurii de rezisten a cldirii suntrealizate cu seciune dubl i sunt dispuse la cote diferite pecele dou direcii principale ale cldirii;

grinzile secundare se dispun pe o singur direcie, n planulgrinzilor principale superioare;

stlpii cu seciune simpl sunt continui printre grinzileprincipale.

Fig. 22 Structur de rezisten cu grinziprincipale i stlpi dintr-un singur element;grinzile principale dispuse pe direcii

ortogonale, n diferitele panouri

Structuri de rezisten cu stlpi avnd seciune dubl (fig.24):

grinzile principale pe una din direciile principale ale cldirii auseciune simpl i sunt amplasate ntre stlpii structurii derezisten, care au seciune dubl;

grinzile principale pe direcie perpendicular au seciune dubli sunt dispuse peste grinzile principale anterioare, de o partei de alta a stlpilor structurii de rezisten;

grinzile secundare sunt dispuse n planul grinzilor principalesuperioare.

7/29/2019 Curs lemn 14

24/31

Fig. 23 Structur de rezisten cu grinziprincipale duble pe cele dou direcii

i cu stlpi cu seciune simpl

Fig. 24 Structur de rezisten cu grinziprincipale simple pe o direcie i cu grinzi

principale duble pe cealalt direcie, precumi cu stlpi dublii

Structuri de rezistencu stlpii grinzi dispuse la distanereduse(fig. 25):

structura de rezisten este realizat n acest caz cu elementestructurale stlpi i grinzi dispuse la distane reduse (60cm);

sistemul asigur o rigiditate sporit a structurii de rezistenverticali orizontal ceea ce permite preluarea i transmiterean condiii optime a ncrcrilor gravitaionale i a celororizontale din vnt i seism;

soluia constituie un sistem intermediar dintre soluia n cadrei cea cu panouri.

Fig. 25 Structur de rezisten cu grinziprincipale i stlpi la distane reduse

structur cu nervuri

mbinrile la noduri se realizeaz astfel nct s se asigure continuitateaelementelor structurale stlpi, grinzi principale, grinzi secundare (fig. 26).

7/29/2019 Curs lemn 14

25/31

a b b

Fig. 26 mbinri la nodurile structurii de rezisten:a grind principal continu, solidarizat de stlp cu elemente metalice; b stlp i

grind principal continu prin profilarea elementelor; c stlp, grinzi principale i grinzisecundare amplasate decalat

n fig. 27 sunt prezentate detaliile de rezemare ale grinzilor principale deplaneu de pe cele dou direcii, dispuse n acelai plan, pe stlpi continui.

a b

Fig. 27 Detalii de mbinare grinzi-stlpi cu dispozitive metalice:a cu sabot; b cu furur

Soluii structurale pentru planee

n mod curent planeele la casele din lemn integral prefabricate serealizeaz:

cu grinzi din lemn dispuse la distane reduse (4060 cm), carereazem pe riglele scheletului portant (fig. 28, a i b) i podini dinscnduri pentru pardoseali pentru tavan;

cu grinzi cu inim plin din placaj, ncleiate (fig. 28, c); cu ferme din lemn realizate cu zbrele metalice.

La soluiile curent utilizate de case prefabricate din lemn, existente nproducia diferitelor combinate de prelucrare a lemnului din ara noastrplaneul dintre parter i etaj este rezolvat astfel:

talpa inferioar a fermelor de acoperi, dispuse la interax de 1,20 mconstitute i grinzile de planeu peste etaj;

intermediar, ntre ferme, la nivelul planeului peste etaj sunt dispusegrinzi transversale;

7/29/2019 Curs lemn 14

26/31

att talpa inferioar a fermelor de acoperi, ct i grinzileintermediare sunt realizate dintr-un pachet de scnduri fixate cucuie;

planeele peste parter i peste mansard, ca elemente de rezisteni de nchidere sunt realizate din scnduri de pardoseali de tavan,fixate pe grinzi de rezisten;

termoizolaia i fonoizolaia la nivelul planeului este rezolvat dinsaltele de vat mineral semirigid.

a b c

Fig. 28 Sisteme constructive la planee:a grinzi dese din lemn masiv, rigidizate cu distanieri; b grinzi dese din lemn, rigidizate

cu contravntuiri; c grinzi cu inim plin.

O soluie modern de grinzi de planeu o constituie cea prezentat n fig. 29,n care:

grinzile de planeu zbrelite sunt realizate cu tlpile paralele, dindulapi, rigle sau grinzi din lemn masiv sau din lemn lamelat ncleiat,n funcie de capacitatea portant pe care trebuie s o asigure;

capacitatea portant a grinzilor cu zbrele dicteaz traveea deamplasare si deschiderea, n funcie de intensitatea ncrcrilor;

diagonalele sunt realizate din lemn, eav metalic sau din profilemetalice;

n cazul utilizrii diagonalelor din lemn, prinderile la noduri serealizeaz cu plcue metalice, cu dini sau poansonate;

diagonalele din eava metalic sunt profilate la capete sub form deplcue poansonate, cu dini.

Avantajele principale ale acestor tipuri de grinzi cu zbrele constau n: posibilitatea de modulare n seciune transversal i pe lungime,

astfel nct s se poat acoperi deschideri diverse, pentru formeoarecare n plan ale construciei i pentru ncrcri diferite peplanee;

posibilitatea de uzinare a confeciilor prefabricate i creerea destocuri astfel nct livrarea grinzilor s se fac imediat, la cerere;

posibilitatea de montare simpl pe antier fr a se folosi utilaje deridicare; avnd n vedere greutatea redus a pieselor, ridicarea lapoziia de montaj se face manual sau cu scripei i frnghii;

7/29/2019 Curs lemn 14

27/31

soluia permite ca tubulatura i conductele pentru instalaii(electrice, ap-canal, ventilaie, condiionare) s se monteze nnlimea grinzii, prin golurile existente.

a b

Fig. 29 Grinzi cu zbrele pentru planee [21]:a detaliu grind; b perspectiv planeu

Pentru mbuntirea comportrii construciilor integral prefabricate din lemnla solicitri seismice sau la solicitri climatice deosebite (vnt cu intensitatemare) se pot utiliza ca soluie deplaneu aibe antiseismice, prin intermediul crora s se realizeze otransmitere echilibrat a solicitrilor seismice la elementele structurale deperei.Grinzile planeului sunt realizate din dulapi sau din grinzi de lemn, dispuse lainterax de 50...60 cm (fig. 30).

Fig. 30 Detaliu de rigidizare a planeului cu podin din scnduri ncruciate

aiba rigid, care are i rol de podin pentru circulaie, este format din dournduri de scnduri cu dimensiunile minime de 152,5 cm, btute ncruciat

la 45

fa de linia pereilor. Fixarea podinei de grinzi se face cu cuie, caretrebuie s preia eforturile de lunecare n plan orizontal. Se recomand ca faasuperioar a podinei s fie rindeluit, iar scndurile s fie prelucrate pe cantpentru mbinarea longitudinal cu lambi uluc. Dispunerea acestor dulapi s-

7/29/2019 Curs lemn 14

28/31

a prevzut la 45 fa de direciile principale ale pereilor, astfel ncttransmiterea solicitrilor seismice s se realizeze prin compresiune n planulpodinei. mbinrile n lamb i uluc dintre dulapii de planeu au i rol deeliminare a deformaiei relative n timpul circulaiei sau la montarea unorpiese grele de mobilier.Stratul de fonoizolaie i/sau de termoizolaie dispus ntre grinzi este susinutde plcile sau scndurile de tavan, fixate cu uruburi pentru lemn, la parteainferioar a grinzilor de planeu.

Soluii structurale pentru acoperi

Structura de rezisten a acoperiului se rezolv n diferite varianteconstructive:

cu ferme din lemn, cu consum redus de metal, mbinrile fiind cucuie sau cu plcue metalice (fig. 31, a); cu arpant pe scaune (fig. 31, b);

cu cpriori i pane rezemate pe pereii transversali, spaiul fiindpn sub panele acoperiului (fig. 31, c).

a b

Fig. 31 Soluii constructive pentrustructura de rezisten a acoperiului:

a cu ferme cu zbrele; b cu arpantpe scaune; c cu tavan n pant.

c

n fig. 32 se prezint n detaliu structura de rezisten a acoperiului realizatcu ferme cu consum redus de metal, barele fermei fiind realizate cu seciunesimpl, iar mbinrile fiind din plci metalice cu dini.

7/29/2019 Curs lemn 14

29/31

a b

Fig. 32 Ferm de acoperi cu consum redus de metal, mbinri cu plci cu dini:a perspectiv ferm; b elevaie ferm

Stabilitatea spaiala construciilor de lemn

Stabilitatea spaial a construciilor din panouri de lemn se asigur prindispunerea unor panouri rigide pe cele dou direcii principale de rezistenale cldirii (fig. 33 i 34).Panourile de contravntuire sunt rigidizate cu diagonale duble i pot fidispuse:

pe pereii exteriori i interiori, acolo unde partiul de arhitecturpermite (perei plini, fr goluri de ui sau ferestre) se recomanddispunerea unor panouri de contravntuire la colurile cldirii (fig.33);

n cadrul unui nucleu central, care constituie o zon rigid, iarpanourile de pe contur sunt legate de zona central prin intermediulplaneului rigid (fig. 34).

Cadrele exterioare i interioare se trateaz n acelai mod n ceea ce privetepreluarea ncrcrilor orizontale.

Fig. 33 Asigurarea stabilitii spaiale a unei construcii din lemn prin dispunerea de

contravntuiri la colurile cldirii i intermediar, pe pereii exteriori i pe cei interiori [51]:1 contravntuiri verticale, 2 panouri rigide de planeu.

7/29/2019 Curs lemn 14

30/31

Fig. 34 Asigurarea stabilitii spaiale a unei construcii din lemn prin realizarea unuinucleu central contravntuit i panouri de planeu rigide n plan orizontal, care asigur

stabilitatea pereilor exteriori [51]:1 contravntuiri verticale, 2 panouri rigide de planeu.

Conform normei germane DIN 1052 construciile din lemn cu un etaj suntconsiderate rigide dac:

pereii exteriori i pereii interiori care au un rol portant au lungimeamaxim de 12,0 m, au prevzute minimum trei elemente rigide culimea de 1,00 m, iar distana dintre contravntuiri este demaximum 6,00 m (v. fig. 33);

la pereii exteriori elementele de contravntuire s fie dispuse laintersecia acestora (colurile cldirii, v. fig. 33);

pentru asigurarea stabilitii globale a cldirii, mbinrile panouri-fundaie sunt dimensionate la rezultanta forelor orizontale careacioneaz pe ntreaga cldire;

panourile de planeu i/sau cele de acoperi constituie prin modullor de conformare i prin legturile cu elementele structuraleverticale un ansamblu rigid la fore care acioneaz n planul lor.

Structuri de rezisten din brne de lemn

Pereii acestor categorii de construcii trebuie s rspund urmtoarelorcerine: s asigure rezistena i stabilitatea cldirii, la ncrcrile din

exploatare; n mod curent pereii cu grosimea de 1822 cm, dispuin sistem fagure satisfac aceast cerin;

mbinrile la colurile, interseciile i ramificaiile cldirii s asigurepreluarea eforturilor de lunecare n plan orizontal; aceast condiiepoate fi satisfcut prin profilarea capetelor grinzilor conformdetaliilor din fig. 3;

s asigure preluarea unor eforturi de lunecare n seciuneatransversal a peretelui; aceast condiie se poate satisface prin

7/29/2019 Curs lemn 14

31/31

profilarea grinzilor cu lambi uluc (fig. 35, a), cu dornuri plasatentre grinzi (fig. 35, b) sau prin ncleierea grinzilor;

s asigure rezistena termic necesar (condiie impus la pereiiexteriori), n funcie de zona climatic de amplasare a cldirii i decondiiile de microclimat interior; n cazul n care peretele din lemnnu poate satisface aceast cerin, aceasta se placheaz cu un strat

de termoizolaie eficient (polistiren expandat sau vat mineralsemirigid).

a b

Fig. 35 Detalii de perei exteriori realizai din brne de lemn:

a cu brne profilate; b cu dornuri pentru mpiedicarea deplasrii laterale a grinzilor