cursul 1 si 2 - constructii civile - aspecte generale cu privire la teoria si tehnica constructiilor...

CURS DE CONSTRUCTII CIVILE 2013-2014 Daniel STOICA

1

CAPITOLUL 1

ASPECTE GENERALE CU PRIVIRE LA TEORIA

SI TEHNICA CONSTRUCTIILOR


2

1. Clasificarea construcţiilor

Criteriile de clasificare a constructiilor sunt:

a) Din punct de vedere functional si al destinatiei, constructiile se impart in doua categorii:

constructii de cladiri

constructii ingineresti.

Cladirile pot fi:

cu caracter civil (cladiri de locuit, social-culturale, administrative, comerciale etc.);

cu caracter industrial (hale parter si etaj, magazii, depozite etc.);

cu caracter agrozootehnic (adaposturi de animale si pasari, depozite pentru produse

agricole, sere, ateliere de intretinere si adapost al utilajelor agricole etc.).

Constructiile ingineresti cuprind:

cai de comunicatii; silozuri;

turnuri;

rezervoare;

poduri;

tuneluri;

viaducte;

hidrocentrale;

retele de alimentare cu apa, gaze, termoficare, energie electrica etc.

b) Dupa forma in plan a constructiei se disting: constructii sub forma dreptunghiulara,

patrata, circulara, constructii sub forma de I, T, L, U, Y.

Figura 3 - Forme pe care le pot avea constructiile civile, industriale şi agricole

Dintre acestea primele două categorii au o comportare mai bună la seism, mai ales în

cazul construcţiilor foarte înalte.

c) Dupa tipul constructiei:

constructii etajate - blocuri de locuinte, spitale, hoteluri;


3

constructii tip hala-parter - hale industriale, sali pentru spectacole, expozitii;

constructii speciale: recipiente pentru depozitarea materialelor si a apei;

constructii tip turn.

d) Dupa structura de rezistenta:

constructii cu structuri din pereti structurali realizati din zidarie, elemente din beton

monolit si prefabricat;

constructii cu structuri din cadre realizate din beton armat monolit, prefabricat,

metal sau lemn;

constructii cu structuri speciale realizate sub forma de placi curbe subtiri, arce;

constructii cu structura mixta.

e) Dupa rigiditatea elementelor verticale de rezistenta:

construcţii cu structură elastică – stâlpii sunt elementele verticale de susţinere; au

flexibilitate ridicată, se deformează în anumite limite sub acţiunea forţelor

orizontale

construcţii cu structură semirigidă – doar o parte a încărcărilor orizontale sunt

preluate de stâlpi flexibili; tot în această categorie intră şi construcţiile cu tub sau

miez central rigid şi planşee în consolă, cu cabluri sau sprijinite pe stâlpi elastici

construcţii cu structură rigidă – au ca elemente de susţinere verticale pereţii care

sunt rigizi şi nu permit apariţia deformaţiilor sub acţiunea forţelor orizontale

construcţii cu structură rigidă şi partea inferioară elastică – sunt realizate cu stâlpi

de susţinere la partea inferioară pentru a permite crearea unor spaţii mari deschise;

la nivelurile superioare stâlpii sunt înlocuiţi cu pereţi structurali

Figura 4 - Construcţii cu structură elastică (a), semirigidă (b) şi rigidă (c)

f) Dupa modul de executie a structurii de rezistenta: monolite, prefabricate si mixte.

g) Dupa materialul din care este alcatuita structura de rezistenta: din beton, lemn, metal

sau mixte (beton cu metal, beton cu lemn).


4

h) Din punct de vedere al importantei lor, constructiile se incadreaza in categorii si clase

de importanta.

i) Clasificarea dupa regimul de inaltime

Figura 5 – Clasificarea dupa regimul de inaltime

Categoriile de importanta se stabilesc tinand seama de urmatoarele aspecte:

implicarea vitala a constructiilor in societate si in natura - gradul de risc sub aspectul

sigurantei si sanatatii;

implicarea functionala a constructiilor in domeniul socio-economic, in mediul

construit si in natura - destinatie, modul de utilizare;

caracteristici proprii constructiilor - complexitatea si considerente economice.

Categoriile de importanta care se stabilesc pentru constructii sunt:

constructii de importanta exceptionala, categoria A;

constructii de importanta deosebita, categoria B;

constructii de importanta normala, categoria C;

constructii de importanta redusa, categoria D.

Clasele de importanta se stabilesc in functie de gradul de protectie care trebuie asigurat prin

proiectare constructiei la actiunea seismica.


5

Clasele de importanta a constructiilor

Clasa de

importanta Tipuri de cladiri

Factorul de

importanta

expunere

Ie

I

Clădiri având funcţiuni esenţiale, pentru care păstrarea

integrităţii pe durata cutremurelor este vitală pentru protecţia

civilă, cum sunt:

(a) Spitale şi alte clădiri din sistemul de sănătate, care sunt

dotate cu servicii de urgenţă/ambulanţă şi secţii de chirurgie

(b) Staţii de pompieri, sedii ale poliţiei şi jandarmeriei, parcaje

supraterane multietajate şi garaje pentru vehicule ale serviciilor

de urgenţă de diferite tipuri

(c) Staţii de producere şi distribuţie a energiei şi/sau care

asigură servicii esenţiale pentru celelalte categorii de clădiri

menţionate aici

(d) Clădiri care conţin gaze toxice, explozivi şi/sau alte

substanţe periculoase

(e) Centre de comunicaţii şi/sau de coordonare a situaţiilor de

urgenţă

(f) Adăposturi pentru situaţii de urgenţă

(g) Clădiri cu funcţiuni esenţiale pentru administraţia publică

(h) Clădiri cu funcţiuni esenţiale pentru ordinea publică,

gestionarea situaţiilor de urgenţă, apărarea şi securitatea

naţională;

(i) Clădiri care adăpostesc rezervoare de apă şi/sau staţii de

pompare esenţiale pentru situaţii de urgenţă

(j) Clădiri având înălţimea totală supraterană mai mare de 45m

şi alte clădiri de aceeaşi natură

1.40

II

Clădiri care prezintă un pericol major pentru siguranţa publică

în cazul prăbuşirii sau avarierii grave, cum sunt:

(a) Spitale şi alte clădiri din sistemul de sănătate, altele decât

cele din clasa I, cu o capacitate de peste 100 persoane în aria

totală expusă

(b) Şcoli, licee, universităţi sau alte clădiri din sistemul de

educaţie, cu o capacitate de peste 250 persoane în aria totală

expusă

(c) Aziluri de bătrâni, creşe, grădiniţe sau alte spaţii similare de

îngrijire a persoanelor

(d) Clădiri multietajate de locuit, de birouri şi/sau cu funcţiuni

comerciale, cu o capacitate de peste 300 de persoane în aria

totală expusă

(e) Săli de conferinţe, spectacole sau expoziţii, cu o capacitate

de peste 200 de persoane în aria totală expusă, tribune de

stadioane sau săli de sport

(f) Clădiri din patrimoniul cultural naţional, muzee ş.a.

(g) Clădiri parter, inclusiv de tip mall, cu mai mult de 1000 de

persoane în aria totală expusă

1.20


6

(h) Parcaje supraterane multietajate cu o capacitate mai mare

de

500 autovehicule, altele decât cele din clasa I

(i) Penitenciare

(j) Clădiri a căror întrerupere a funcţiunii poate avea un impact

major asupra populaţiei, cum sunt: clădiri care deservesc direct

centrale electrice, staţii de tratare, epurare, pompare a apei,

staţii de producere şi distribuţie a energiei, centre de

telecomunicaţii, altele decât cele din clasa I

(k) Clădiri având înălţimea totală supraterană cuprinsă între 28

şi 45m şi alte clădiri de aceeaşi natură

III Clădiri de tip curent, care nu aparţin celorlalte clase 1.00

IV

Clădiri de mică importanţă pentru siguranţa publică, cu grad

redus de ocupare şi/sau de mică importanţă economică,

construcţii agricole, construcţii temporare etc.

0.80

Clădirile au funcţia principală de a servi ca adăpost pentru oameni în timpul perioadelor de

muncă, destindere sau odihnă şi pentru bunurile acestora, precum şi pentru procesele

tehnologice.

Lucrările inginereşti sunt toate celelalte construcţii: drumuri, căi ferate, poduri,

rezervoare, coşuri de fum, turnuri, canale etc.

La rândul lor clădirile, funcţie de destinaţie, se împart după cum urmează:

a. Clădiri civile – în această categorie intră acele clădiri ce nu servesc producţiei.

Există următoarele tipuri principale de clădiri civile:

clădiri de locuit (individuale, blocuri de apartamente, cămine, hoteluri, case de

odihnă etc.);

clădiri social – culturale (sociale: spitale, case de cultură, săli de sport; culturale:

teatre, muzee, biblioteci, cinematografe; de învăţământ: universităţi, şcoli;

religioase: catedrale, biserici, mănăstiri etc.);

clădiri administrative (sediile instituţiilor, sediile companiilor, birourile,

tribunalele etc.);

clădiri pentru comerţ (magazine, bănci etc.);

clădiri pentru transporturi (gări, autogări, aerogări, depouri etc.);

clădiri cu destinaţii speciale (militare, funerare etc.).

b. Clădiri industriale – se consideră cele destinate producţiei: hale industriale, ateliere,

centrale energetice, depozite etc.

c. Clădiri agricole – sunt destinate producţiei agricole: hambare, mori, grajduri,

abatoare, crame etc.

În raport cu deformabilitatea sub acţiunea sarcinilor exterioare există trei tipuri de

clădiri.

a. Clădiri cu structură rigidă


7

Sunt clădirilor la care deplasările laterale (orizontale) sunt relativ mici, fiind produse în

special de forţele tăietoare. Aceste construcţii au perioadele proprii de vibraţie mici (T

≤ 0,25...0,50 s). În această categorie intră clădirile cu structura de rezistenţă alcătuită

din pereţi portanţi din beton armat sau din zidărie de cărămidă.

b. Clădiri cu structură flexibilă

În acest caz deplasările laterale sunt mai mari, fiind rezultatul efectului dominant al

momentelor încovoietoare. Perioadele proprii de vibraţie sunt în general T ≥ 0.80...1,20

s. Construcţii cu structura formată din cadre de beton armat, de oţel sau de lemn se

încadrează în categoria construcţiilor cu structură flexibilă.

c. Clădiri cu structură semiflexibilă

Deplasările laterale sunt rezultatul efectului combinat al forţelor tăietoare şi al

momentelor încovoietoare. Perioadele proprii de vibraţie se înscriu de regulă în

intervalul T = 0,25...1,20 s. În această categorie intră clădirile alcătuite din cadre de

beton armat rigidizate cu pereţi de umplutură din zidărie masivă sau cu pereţi din beton

armat.

Funcţie de importanţă există trei tipuri de clădiri civile.

a. Clădiri civile de importanţă deosebită:

clădiri de primă necesitate cu rol de menţinere a unor activităţi vitale, economice

şi sociale (spitale mari, centrale de telecomunicaţii, gări, cazărmi de pompieri

etc.);

clădiri în care se află frecvent un număr mare de oameni (cinematografe, teatre,

case de cultură), sau cu valoare mare (muzee, monumente etc.);

b. Clădiri civile de importanţă medie – sunt constituite de imobilele curente: clădiri

de locuit, social-culturale, administrative etc.;


8

Figura 6 – Clasificari ale cladirilor de locuit

c. Clădiri de importanţă redusă (construcţii provizorii).

Lucrările inginereşti sunt foarte diverse, cele mai importante fiind:

a. construcţii speciale industriale: rezervoare, castele de apă, silozuri etc.;

b. construcţii speciale pentru transporturi: drumuri, căi ferate, tuneluri şi staţii

pentru metrouri, funiculare etc.;

c. construcţii speciale pentru transporturi pe apă: canale navigabile, ecluze, porturi

etc.;

d. construcţii speciale pentru continuitatea transporturilor, numite şi lucrări de

artă: poduri, tuneluri, viaducte, ziduri de sprijin etc.;

e. construcţii hidrotehnice: baraje şi lucrări aferente acestora;

f. construcţii pentru îmbunătăţiri funciare şi regularizarea cursurilor de apă:

irigaţii, desecări, taluzuri, protecţia malurilor etc.

Figura 6 – Clasificarea constructiilor dupa criteriul functionalitate/destinatie


9

Figura 7 – Partile componente ale unei cladiri


10

Construcţii

Clădiri Lucrări inginereşti

Clădiri civile

Clădiri industriale

Clădiri agricole Clădiri de locuit

Clădiri pentru transporturi

Clădiri social-culturale Hale industriale Hambare

Clădiri administrative

Clădiri pentru comerţ

Clădiri pentru transporturi

Clădiri speciale

Ateliere

Centrale energetice

Depozite

Mori

Grajduri

Abatoare

Crame


11

3. Elementele constitutive ale clădirilor

a. Structura de rezistenţă – este alcătuită din acele elemente de construcţie care preiau

încărcările mecanice, determinând capacitatea portantă a clădirii: pereţi portanţi, planşee,

cadre, stâlpi, grinzi, fundaţii etc.

b. Elemente de închidere – sunt elementele ce asigură izolarea termică, hidrofugă şi acustică

a interiorului clădirii. Din această categorie fac parte: pereţii exteriori, ferestrele, uşile

exterioare, învelitorile acoperişului etc.

c. Elemente de compartimentare – pereţii interiori, elementele uşoare de compartimentare, uşile

interioare etc.

d. Elemente de finisaj – tencuieli, pardoseli, placaje, vopsitorii, zugrăveli, etc.

Un element de construcţie poate îndeplini simultan mai multe funcţii.

De exemplu, un perete exterior poate avea atât rol de element de rezistenţă, cât şi funcţiuni de

izolare termică şi acustică.

O clădire se împarte geometric în niveluri (subsol, parter, etaje), iar pe verticală în

tronsoane separate între ele prin elemente numite „rosturi” (întreruperi ale clădirii în plan

vertical, pe toată înălţimea acesteia, inclusiv fundaţiile) care permit deformarea independentă

a tronsoanelor.

Fundaţiile şi subsolul unei clădiri constituie aşa numita „infrastructură”, iar parterul şi

etajele „suprastructura”. Altfel spus, elementele situate sub cota ±0.00 a clădirii (fundaţiile,

pereţii de subsol, planşeul peste subsol) constituie infrastructura clădirii, iar restul elementelor,

situate peste cota ±0.00, formează suprastructura acesteia. Cota ±0.00 a unei construcţii este,

prin convenţie, cota pardoselii finite de la parter.

4. Exigenţe şi performanţe în construcţii

4.1. Noţiuni introductive

Construcţiile se numără printre cele mai importante produse realizate, deoarece asigură

un cadru protejat pentru majoritatea activităţilor umane şi, dintre toate bunurile, au cea mai

lungă perioadă de utilizare. Clădirile au atât o valoare utilitară, de ordin practic, dar şi o valoare

artistică, arhitecturală.

În consecinţă, orice construcţie trebuie să răspundă unui ansamblu bogat de cerinţe

(exigenţe) determinate de necesităţile de utilizare şi de cele de ordin estetic, iar calitatea mai

bună sau mai puţin bună a unei clădiri se apreciază prin măsura în care aceasta răspunde

exigenţelor.

Prin exigenţe în construcţii se înţeleg condiţiile care trebuiesc îndeplinite astfel încât

clădirile să corespundă necesităţilor şi posibilităţilor utilizatorilor individuali şi societăţii în

ansamblu.

În acest context definirea ştiinţifică a exigenţelor, care pot fi diferite de la o societate la alta

sau de la o etapă la alta, reprezintă o necesitate de primă importanţă în industria construcţiilor, întrucât


12

nu se poate concepe, proiecta, executa sau optimiza un obiect fără a şti exact căror cerinţe trebuie să

răspundă.

Un sistem de exigenţe devine util când poate conduce la soluţionarea următoarelor

probleme:

determinarea condiţiilor pe care trebuie să le îndeplinească construcţiile, în ansamblu şi

pe părţi componente, ţinând seama de funcţiile ce decurg din destinaţia clădirii şi de

interesele colectivităţii care o utilizează;

stabilirea soluţiilor constructive care să satisfacă aceste condiţii, a modalităţilor de

verificare, a materialelor utilizate şi a tehnologiilor prin care se poate ajunge cel mai

avantajos la rezultatul dorit.

Conceptul de „performanţă în construcţii” are un înţeles diferit de sensul comun al

noţiunii de „performanţă”. Construcţiile nu sunt performante în sensul în care, de exemplu,

sportivii sunt performanţi atunci când doboară un record sau câştigă o medalie. O clădire nu

trebuie să fie cea mai înaltă, cea mai frumoasă sau cea mai scumpă pentru a fi performantă, dar

trebuie să răspundă unui set raţional, precis şi coerent de exigenţe.

În domeniul construcţiilor, noţiunile de bază ce conduc la definirea conceptului de

performanţă sunt cele enumerate în continuare.

a. Exigenţele utilizatorilor clădirilor – se referă la condiţiile pe care aceştia le doresc

îndeplinite în imobilele pe care le vor folosi.

Aceste condiţii sunt determinate de următoarele categorii de cerinţe:

fiziologice – naturale (condiţii de igienă, confort şi protecţie faţă de factorii nocivi);

psiho-sociale (referitoare la senzaţia de contact cu microclimatul clădirii, posibilitatea

de a comunica sau de a se separa, satisfacţie estetică etc.);

de eficienţă (privind cheltuieli şi consumuri minime de achiziţie şi exploatare a clădirii).

Exigenţele utilizatorilor sunt formulate la modul general, lipsite de expresie cantitativă

(numerică), fără a ţine seama de materialele sau procesele tehnologice prin care sunt realizate

clădirile. Astfel, o exigenţă a utilizatorilor este cerinţa de linişte pentru a lucra sau pentru a se

odihni.

b. Exigenţele de performanţă – sunt formulate de specialişti pentru a satisface

exigenţele utilizatorilor, luând în considerare factorii care acţionează asupra imobilului.

Ca şi exigenţele utilizatorilor, exigenţele de performanţă sunt exprimate tot calitativ

(fără formulare cantitativă) şi nu ţin seama de materialele din care sunt realizate

clădirile. Astfel, o exigenţă de performanţă este izolarea acustică faţă de zgomotele

provenite din afara unei clădiri.

c. Criteriile de performanţă – constituie traducerea exigenţelor de performanţă în

calităţi pe care trebuie să le îndeplinească diferenţiat părţile componente ale clădirii

pentru ca exigenţele de performanţă să fie satisfăcute. Unei singure exigenţe de

performanţă generală, cum ar fi izolarea acustică faţă de zgomotele exterioare, îi

corespund pentru pereţi capacitatea de izolare la transmisia zgomotelor aeriene, iar

pentru planşee capacitatea de izolare la transmisia zgomotelor aeriene şi de impact.


13

d. Nivelurile de performanţă – reprezintă concretizarea cantitativă, numerică, a

criteriilor de performanţă, astfel încât acestea să poată fi utilizate în proiectare, cu

ajutorul diferitelor relaţii fizico–matematice de dimensionare. Valorile minime,

maxime sau optime ale nivelurilor de performanţă sunt stabilite prin prescripţii tehnice

(standarde, normative). De exemplu, nivelul zgomotelor exterioare percepute în

încăperi trebuie să fie de maxim 35 dB.

Stabilirea nivelului de performanţă este o operaţie complexă, ţinând cont că majorarea

cantitativă a unui nivel, în afară de faptul că poate fi nerentabilă, nu duce în mod obligatoriu la

performanţe reale. De exemplu nu este recomandabilă creşterea necontrolată a capacităţii de

izolare acustică a unui element de închidere, deoarece o stare prelungită de linişte profundă,

fără fondul sonor minim cu care organismul este obişnuit, poate conduce la o stare de nelinişte

greu de suportat.

4.2. Exigenţe de performanţă pentru clădiri civile

La nivelul Organizaţiei internaţionale pentru standardizare (ISO) s-a întocmit o listă ce

cuprinde 14 exigenţe de performanţă pentru clădiri civile, enumerate şi descrise succint în cele

ce urmează.

Stabilitate şi rezistenţă – intensitatea maximă a acţiunilor mecanice, în gruparea de

încărcări cea mai defavorabilă, nu trebuie să depăşească capacitatea portantă a clădirii,

respectiv a elementelor structurale ale acesteia.

Siguranţa la foc – se referă la aprecierea gradului de risc la izbucnirea incendiilor şi la

siguranţa ocupanţilor şi a clădirii în caz de incendiu.

Siguranţa utilizării – are în vedere cerinţe referitoare la:

securitatea muncii pentru lucrări de întreţinere, modernizare,

reparaţii etc.;

securitatea de contact, ce reprezintă protecţia utilizatorilor la posibilitatea

producerii de leziuni prin contact cu suprafeţele elementelor de construcţie;

securitatea la circulaţie prin reducerea riscului de accidentare prin alunecare,

cădere, blocare etc., în timpul circulaţiei în interiorul clădirii;

securitatea la intruziuni prin protejarea clădirii, în special a elementelor sale

exterioare, împotriva pătrunderii nedorite a oamenilor, animalelor, insectelor etc.

Etanşeitatea – se referă la calitatea elementelor de construcţie de a fi etanşe la apa din

diverse surse (meteorica, subterană etc.), la aer, gaze, zăpadă, praf sau nisip antrenate de aer

etc.

Confort higrotermic – pentru asigurarea în interiorul clădirii a nivelurilor optime de

temperatură şi de umiditate, în sezonul rece şi în cel cald.

Ambianţă atmosferică – prin asigurarea microclimatului încăperilor cu aer proaspăt,

cu ajutorul ventilării naturale şi/sau artificiale.

Confort acustic – ce se referă la protecţia fonică împotriva zgomotelor exterioare,

zgomotelor din încăperile învecinate şi zgomotelor datorate funcţionării instalaţiilor.


14

Confort tactil – are în vedere cerinţele de protecţie la contactul cu diverse suprafeţe

ale clădirii, protecţie ce se poate referi la izolare termică, la izolare electrică, sau la măsuri

împotriva contactului mecanic cu diverse elemente.

Confort antropodinamic – cu următoarele componente:

confortul împotriva vibraţiilor sau mişcărilor induse ocupanţilor de către clădire;

confortul în cazul deplasărilor în clădire;

uşurinţa în manevrarea uşilor, ferestrelor sau altor elemente mobile ale clădirii;

Igienă – vizează măsurile împotriva poluării microclimatului clădirii (emanaţii de gaze,

fum etc., degajate de materialele din elementele de construcţie) şi asigurarea condiţiilor de

igienă cu ajutorul instalaţiilor (distribuţia apei potabile, evacuarea apei menajere şi a

gunoaielor).

Utilizarea spaţiilor – are în vedere funcţionalitatea spaţiilor interioare (caracteristici

geometrice, relaţiile dintre încăperi etc.) şi adaptarea la utilizarea suprafeţelor finisate ale

clădirii (rezistenţa acestor suprafeţe la acţiuni mecanice, termice, chimice, atmosferice etc.).

Durabilitate – privitor la durata de viaţă a elementelor de construcţie şi a clădirii în

ansamblu şi la rezistenţa împotriva factorilor ce afectează performanţele (agenţi climatici,

chimici etc.).

Confort vizual – se referă la iluminatul natural şi cel artificial, aspectul suprafeţelor

vizibile şi vederea din clădire spre exterior.

Economicitate – se iau în considerarea următoarele aspecte:

indicatori dimensionali: suprafeţe ale clădirii (aria desfăşurată, aria construită, aria utilă

etc.) şi volume (volum total, volum pe niveluri etc.);

indicatori derivaţi: gradul de ocupare a terenului, indicele suprafeţelor de circulaţie,

indicele volumului total etc.;

costuri: iniţiale (de investiţie), de exploatare, de întreţinere (remedieri, reparaţii) etc.;

gradul de industrializare: ponderea elementelor de construcţie realizate industrial.

8. Principalii candidati participanti in procesul de realizare al cladirilor

Acestia sunt:

- PROMOTORUL (INVESTITORUL, CLIENTUL) – I

- PROIECTANTUL – P

- EXECUTANTUL (CONSTRUCTORUL, CONTRACTORUL) – C

- UTILIZATORUL (BENEFICIARUL) – U

8.1. Promotorul (investitorul, clientul) - I

- Necesita un consilier de specialitate

- Alege proiectantul :

In mod direct

Pe baza de conscurs :

Cu participare deschisa

Cu participare restransa


15

8.2. Proiectantul - P

- Arhitectul – sef de proiect – asigura partea de arhitectura si coordonarea intre specialisti

- Structuristul – asigura proiectarea de rezistenta si siguranta

- Instalatorii:

Incalzirea – ventilatie, conditionare aer

Instalatii sanitare – alimentare cu apa, canalizare

Instalatii electrice

Instalatii de telecomunicatii

Instalatii pentru transport mecanic

- Geotehnicianul

- Topometrul

- Hidrologul

- Arhitect pentru decoratiuni interioare, mobilier, peisagist

- Economistul

Sunt necesare:

PUZ (Plan Urbanistic Zonal, PUG (Plan Urbanistic General), PUD (Plan Urbanistic

de Detaliu)

Studiul geotehnic

Ridicarea topo

Certificat de urbanism

Autorizatie de constructie

Proiect de executie (PE)

Detalii si desene de executie (DDE)

8.3. Constructorul (contractorul) - C

Alegerea se poate face:

o Direct

o Prin licitatie cu cel putin 3 participanti

Pentru a putea face oferte participantii la licitatie trebuie sa intre in posesia PE

La constructii mai mari poate exista un Contractor general si Subcontractori de

specialitate

Conditii cerute contractorilor:

o Constructia trebuie sa rezulte conform proiectului

o Sa se execute lucrari de calitate

o Sa se incadreze in costul estimat / aprobat

o Sa se incadreze in termen

8.4. Utilizatorul - U

Sa asigure conditiile normale de exploatare

Sa asigure intretinerea si reparatiile curente

Sa asigure reparatiile capitale

Sa asigure lucrarile de reabilitare, renovare, modernizare

Sa asigure eventualele consolidari


16

Figura 12 – Principalii candidati in procesul de realizare a cladirilor si modul lor de

interactiune

10. Procese functionale si organizarea spatiului la cladiri civile

10.1 Functionalitate si evolutia exigentelor functionale

Un element esential in alcatuirea unei constructii consta in asigurarea functionalitatii in

conformitate cu destinatia acesteia. Odata cu dezvoltarea societatii, functionalitatea devine o

notiune din ce in ce mai complexa, iar exigentele functionale ale cladirilor civile se diversifica

si se amplifica progresiv.

Desfasurarea variatelor procese functionale pe care le adapostesc constructiile civile

necesita o organizare adecvata a spatiului in interiorul cladirilor.

Aceasta organizare se refera in primul rand la modul de compartimentare al spatiului,

la relatiile functionale reciproce dintre compartimente precum si la stabilirea dimensiunilor

optime (suprafete si volume) ale compartimentelor respective. Pentru precizarea elementelor

mentionate, intervin cu ponderi diferentiate si alte criterii:

Gradul de confort

Aspectul

Eficienta tehnico-economica

Un aspect care trebuie in mod obligatoriu luat in considerare priveste evolutia

previzibila in timp a diferitelor exigente functionale. Tinand seama de durata de exploatare

prevazuta pentru cladire, de ritmul si de tendintele de dezvoltare estimate pentru procesul

functional respectiv, precum si de efortul tehnic si economic necesar, se pot adopta fie rezolvari


17

corespunzand strict cerintelor unei anumite etape, fie se pot avea in vedere solutii care sa

permita cu relativa usurinta reorganizari ale spatiului in etape viitoare, evitandu-se astfel uzura

morala prematura a cladirilor.

10.2. Cerinte functionale si organizarea spatiului

Principalul criteriu care sta la baza alcatuirii unei constructii consta in asigurarea

functionalitatii corespunzatoare destinatiei acesteia.

Functionalitatea si cerintele functionale sunt determinate, la randul lor, de procesele

functionate care urmeaza sa se desfasoare in interiorul unei constructii, care determina si modul

de organizare a spatiului la cladiri civile.

Functionatitatea devine, pe masura dezvoltarii societatii omenesti, o notiune tot mai

complexa, iar cerintele functionale pentru constructii, indeosebi pentru constructii civile, se

diversifica si se amplifica tot mai mult.

Un anumit proces functional necesita un anumit mod de organizare a spatiilor din

interiorul cladirilor, respectiv un anumit mod de compartimentare a spatiului si de realizare a

legaturilor functionate reciproce dintre compartimente, precum si o dimensionare

corespunzatoare a acestora (ca suprafata si volum).

La rezolvarea problemei privind functionalitatea cladirilor, o atentie deosebita trebuie

acordata evolutiei previzibile in timp a diferitelor cerinte functionate, tinand seama de durata

de exploatare si tendintele de dezvoltare estimate pentru procesul functional respectiv,

adoptandu-se rezolvari si solutii care sa permita (in etapa viitoare) reorganizarea spatiului in

raport cu noile cerinte, evitandu-se astfel uzarea morala prematura a cladirilor.

Modul de organizare a spatiului din interiorul unei cladiri depinde de particularitatile

procesului functional, tinand seama de indicii de suprafata si de volum recomandati, cerintele

de exploatare si de confort etc.

Din punctul de vedere al modului de organizare a spatiului, cladirile se pot clasifica in:

cladiri cu organizare rigida;

cladiri cu organizare flexibila;

cladiri de tip sala.

10.2.1. Cladiri cu organizare rigida a spatiului Aceste cladiri au spatiul interior compartimentat in celule cu mod de amplasare si cu

dimensiuni fixe, relativ mici, corespunzand in general unor procese functionale cu numar redus

de oameni.

Daca aceasta compartimentare deasa este realizata practic numai prin elemente

verticale (pereti structurali) ce fac parte din structura de rezistenta, modul de organizare al

spatiului poarta denumirea de „FAGURE”. Pozitia peretilor structurali fiind identica la toate

nivelurile cladirii, spatiul va fi organizat potrivit aceluiasi regim, practic nefiind posibile

modificari.

Din aceasta categorie fac parte cladiri de locuit, camine, hoteluri si altele.

Daca celulele delimitate de peretii structurali au dimensiuni mai mari, corespunzatoare

unei unitati functionale (de exemplu unui apartament), in interiorul lor e posibila o

compartimentare cu elemente nestructurale, care pot sa difere de la un nivel la altul al cladirii

sau pot sa fie modificate in timp, atat ca pozitie cat si ca existenta. Acest mod de organizare al


18

spatiului, denumit ”CELULAR”, ofera o oarecare flexibilitate in comparatie cu sistemul de tip

„FAGURE”.

In aceasta categorie se intalnesc cladiri pentru crese, gradinite, scoli, internate, spitale,

unele magazine, precum si cladiri de locuit.

10.2.2. Cladire cu organizarea flexibila a spatiului La aceste cladiri spatiul interior poate sa fie organizat in variate moduri cu ajutorul unor

elemente de compartimentare nestructurale realizindu-se incaperi cu diferite forme si

dimiensiuni, potrivit cerintelor functionale. Peretii de compartimentare pot ocupa pozitii

diferite de la un nivel la altul al cladirii si permit efectuarea cu relativa usurinta a unor

modificari in timp.

Organizarea spatiului beneficiaza de o flexibilitate maxima, deoarece elementele

structurale verticale (stalpii, eventual si peretii structurali) ocupa suprafete restranse si pot sa

fie amplasate la distante relativ mari. Tipul structural care permite o astfel de flexibilitate in

organizarea spatiului este denumit in mod curent „STRUCTURA CU SCHELET”.

Organizarea flexibila a spatiului constituie o caracteristica a cladirilor pentru

invatamantul superior, a celor administrative, comerciale si de alimentatie publica (super si

hypermarket-uri), a celor destinate unor activitati culturale, etc.

10.2.3. Cladiri de tip sala Elementul dominant din punctul de vedere al organizarii spatiului este constituit dintr-

o incapere de mari dimensiuni, atat in plan cat si in general, pe inaltime, libera de prezenta in

interiorul sau a oricarui element structural vertical. In majoritatea cazurilor, in afara de sala

propriu-zisa, cladirea cuprinde si o serie de spatii anexe organizate intr-unul din modurile

descrise anterior.

Din aceasta categorie fac parte salile de spectacole si cele de sport, unele sali de

expozitie, studiouri de inregistrare si de filmari s.a.

10.3. Tipuri caracteristice de structuri de rezistenta utilizate la constructii civile 10.3.1. Sisteme structurale cu pereti structurali (diafragme)

La cladirile la care procesul functional permite organizarea rigida a spatiului printr-o

compartimentare cu caracter definitiv, apare fireasca folosirea elementelor de compartimentare

si ca elemente structurale verticale. Comasarea functiunii de compartimentare cu aceea de

rezistenta este realizata de catre peretii structurali, executati fie din zidarie fie din beton armat

(monolit sau prefabricat), denumiti in mod curent pereti structurali (diafragme – in urma cu

cativa ani).

Denumirea de pereti structurali este atribuita tuturor peretilor care fac parte din

structura de rezistenta a cladirii.

Dispunerea peretilor structurali la fiecare travee conduce la o structura de tip

„FAGURE” (Fig. 10.1).

Planseele pot fi monolite sau prefabricate si in general sunt numai de tip placi (fara

grinzi secundare).

Dispunerea peretilor structurali la distante mai mari, delimitand conturul unei unitati

functionale (de exemplu un apartament, o sala de clasa, etc) conduce la o structura de tip

„CELULAR” (Fig. 10.2).

La aceste tipuri de cladiri, planseele (monolite ori prefabricate) necesita rezemari

suplimentare pe grinzi si pot astfel aparea stalpi in plus fata de peretii structurali existenti.


19

Sistemele structural cu pereti structurali din beton armat asigura o transmitere directa a

incarcarilor verticale pana la teren, poseda o capacitate ridicata de rezistenta si o rigiditate mare

(indeosebi cele de tip fagure) la actiunea incarcarilor orizontale, ceea ce permite utilizarea lor

si la cladiri cu regim mediu si mare de inaltime.

Fig. 10.1 – a - Structura de tip „FAGURE” cu pereti structurali din zidarie

Fig. 10.1 – b - Structura de tip „FAGURE” cu pereti structurali din beton armat

Fig. 10.2 – a - Structura de tip „CELULAR” cu pereti structurali din zidarie

Fig. 10.2 – b - Structura de tip „CELULAR” cu pereti structurali din beton armat


20

10.3.2. Sisteme structurale cu schelet (cadre) Structurile cu schelet (cadre) sunt structurile alcatuite dintr-un ansamblu spatial de

elemente structurale liniare verticale si orizontale (de tip bare) numite stalpi si grinzi, imbinate

rigid la noduri, asigurandu-se o conlucrare spatiala (3D).

Alcatuirea sistemului de cadre cu noduri rigide este conceputa in ideea preluarii si

transmiterii exclusiv de catre cadre a tuturor categoriilor de actiuni exercitate asupra

constructiei.

Pentru a asigura o buna conformare a structurii la actiunea fortelor orizontale pe orice

direatie, cadrele se dispun in mod curent pe doua directii principale (transversala si

longitudinala). Stalpii se amplaseaza in pozitii si la distante rezultate din armonizarea cerintelor

de flexibilitate functionala cu considerente de natura tehnica si economica in alcatuirea

structurii de rezistenta.

Planseele reazema pe stalpi prin intermediul riglelor cadrelor, putand avea diverse

alcatuiri: placi monolite cu sau fara nervuri, elemente liniare (fasii cu suprabetonare) sau de

suprafata (panouri) prefabricate, predale prefabricate cu suprabetonare s. a.

Structurile cu schelet, in cadre, ofera avantaje certe in in privinta flexibilitatii de organizare a

spatiului si prezinta o comportare buna la actiunea incarcarilor orizontale.

Odata cu cresterea regimului de inaltime, rigiditatea relativa a cadrelor la actiuni

laterale devine insuficienta pentru asigurarea conditiilor normale de exploatare atat in SLS

(stadiul limita de serviciu) cat si in ULS (stadiul limita ultim), iar sporirea acesteia se poate

reflecta defavorabil in indicii de consum de materiale.

Aplicarea cu eficienta ridicata a structurilor cu cadre este conditionata in mare masura

de utilizarea unor elemente de inchidere si de compartimentare (pereti nestructurali) din

materiale usoare, astfel putandu-se obtine si o reducere apreciabila a greutatilor de nivel si de

ansamblu.

10.3.3. Sisteme structurale mixte Asocierea in aceeasi structura a cadrelor si a peretilor structurali ofera posibilitatea

realizarii unor sisteme structurale mixte, capabile sa mentina principalele avantaje atat ale

unora cat si ale celorlalte si sa elimine sau sa reduca in mare parte inconvenientele din

comportarea fiecaruia.

In esenta, o structura mixta sau duala este alcatuita dintr-un subsistem cadre care poate

permite organizarea flexibila a spatiului, asociat cu un subsistem pereti structurali, judicios


21

amplasati, care sa asigure o rigiditate laterala sporita a intregii structuri, precum si preluarea in

cea mai mare parte a incarcarilor orizontale (70-80%).

In cazul introducerii unor pereti structurali izolati, pozitia acestora se va stabili in dreptul unor

compartimentari definitive si continue pe toata inaltimea cladirii, precum si la peretii de

frontoane (fig. 10.3).

O categorie reprezentativa de structuri mixte, relativ frecvent intalnita in practica, o

constituie sistemele structurale avand peretii structurali grupati intr-unul sau mai multe nuclee

rigide (fig. 10.4).

Aceste nuclee se organizeaza in jurul spatiilor destinate circulatiilor verticale (scari,

ascensoare), canalelor verticale pentru instalatii, precum si diverselor incaperi tehnice si de

serviciu. Rezemarea planseelor se face pe peretii nucleului si pe reteaua stalpilor dispusi pe

conturul cladirii (eventual si in interior).

Fig. 10.3 – Structura de rezistenta mixta - cadre si pereti structurali

Fig. 10.4 – Structura de rezistenta mixta - cu nucleu rigid

In situatiile in care la unul sau la mai multe niveluri, de obicei cele situate la partea

inferioara a cladirii, apar functiuni cu specific diferit fata de nivelurile curente, care reclama o

organizare flexibila a spatiului, se poate recurge la solutii structurale mixte, intr-o acceptiune

diferita de cea mentionata.

Caracterul mixt al acestor structuri, cunoscute sub denumirea de structuri cu parter slab

(soft&weak – slab ca rigiditate si slab ca rezistenta), rezulta din adoptarea unui sistem structural

cu pereti structurali (fagure sau celular) la toate nivelurile curente si un sistem cu schelet (cadre

sau dual) la nivelul/ nivelurile inferioare (Fig. 10.5).


22

Fig. 10.5 a – Cladire cu parter slab – plan nivel curent

Fig. 10.5 b – Cladire cu parter slab – plan parter

Se poate intampla ca nivelul slab sa nu fie printre primele, se poate intampla de

asemenea ca o structura in cadre, cu pereti de umplutura sa se comporte ca o structura cu nivel

slab, atunci cand peretii de inchidere si compartimentare dispar sau scad ca numar la acel nivel.

Structurile cu niveluri slabe sunt sensibile la actiuni seismice. Utilizarea lor impune o

analiza detaliata si amanuntita si implica de asemenea masuri de conformare si constructive

specifice, doesebite la trecerile de la zonele flexibile la cele rigide si rezistente si invers. O

structura cu nivel slab trebuie sa fie conformat sa ramana cel mult de tip „soft – slab ca

rigiditate” si nu si „weak – slab ca rezistenta”.

10.3.4. Sisteme structurale cu caracteristici speciale Dintre diversele tipuri de structuri avand alcatuiri si caracteristici speciale, prezinta un

interes aparte sistemele structurale denumite tubulare.

Elementul caracterisic al acestor structuri il constituie ansamblul de stalpi desi dispusi

pe conturul cladirii si legati intre ei prin grinzi (rigle de cuplare+parapeti) inalte care alcatuiesc

un tub exterior rectangular cu pereti perforati (Fig. 10.6a).

Comportarea sa complexa la actiunea fortelor orizontale se situeaza intre cea a

structurilor in cadre si a structurilor cu pereti structurali, prezentandu-se favorabil din punct de

vedere al capacitatilor de rezistenta si al rigiditatilor laterale la cladiri cu numar mare de

niveluri.

In cazul cladirilor inalte si foarte inalte, necesitand mentinerea unui partiu liber pe cea

mai mare parte a fiecarui nivel, o rezolvare eficienta sub aspectul rezistentei si rigiditatii la

actiunea incarcarilor orizontale consta in imbinarea avantajelor oferite de structurile cu un

singur tub exterior cu cele ale structurilor cu nucleu central.

Se ajunge astfel la un sistem structural denumit tub dublu sau tub in tub (Fig. 10.6, b).


23

Rigiditatea laterala poate fi inca sporita prin introducerea de contravantuiri laterale in

peretii tubului exterior sau prin introducerea unor pereti structurali suplimentari de legatura

intre cele doua tuburi (Fig.10.6, c).

10.4. Factori care influenteaza alegerea tipului de structura Alegerea celei mai potrivite solutii pentru structura de rezistenta a unei cladiri

reprezinta un proces complex in care intervin numerosi factori cu conditionari reciproce si cu

sensuri de actiune uneori contrare.

In multe cazuri influenta acestor factori nu poate sa fie exprimata decat sub aspect cantitativ,

imbracand formulari cu caracter general.

Acest lucru este cu atat mai mult valabil cu cat unii factori prezinta o mare mobilitate,

ca urmare a evolutiei cerintelor functionale adresate constructiei, precum si datorita unor

fenomene de conjunctura.

10.4.1. Destinatia cladirii si modul de organizare al spatiului Exigentele functionale de baza decurgand din destinatia cladirii, determina modul de

organizare si de compartimentare generala a spatiului in plan (partiului) si pe inaltime.

Asigurarea conditiilor normale de exploatare se bazeaza pe aplicarea unor indici

normati de suprafata, inaltime si volum pe unitatea functionala, pe distribuirea judicioasa a

incaperilor si organizarea corecta a circulatiei intre ele, pe realizarea gradului necesar de

confort.

Gradul de stabilitate in timp a organizarii spatiului, precum si tendintele de evolutie

previzibile ale exigentelor functionale constituie criterii de alegere a unor sisteme structural

rigide sau flexibile si pot determina anumiti parametri dimensionali ai acestora.

Forma in plan a cladirii si modul de rezolvare al partiului au implicatii directe asupra

naturii si amplasarii elementelor structurale verticale, influentand alegerea unuia sau altuia

dintre toate sistemele prezentate anterior, precum si a variantelor de rezolvare (exemplu –

scheme de tip fagure, sau celular, solutii cu nucleu central, etc).


24

Necesitatea prevederii de functiuni cu specific diferit la diferitele niveluri ale cladirii

are in general implicatii sensibile asupra alcatuirii structurii de rezistenta. Prevederea unor

pereti structurali desi (tip fagure) la toate nivelurile neputand sa fie luata in considerare, este

de examinat posibilitatea adoptarii unei structuri de tip celular sau a uneia cu schelet (cadre) pe

toata inaltimea constructiei sau numai la nivelurile inferioare (structura cu nivel slab).

10.4.2. Regimul de inaltime Alegerea regimului de inaltime a cladirilor constituie o problema adeseori

controversata, fiind influentata de numeroase elemente:

densitate construita;

spatii de separatie intre cladiri (rezultate din conditii de insorire, de protectie

impotriva incendiului s.a.);

aspecte urbanistice;

conditii de amplasament (geotehnice si de seismicitate);

materiale disponibile;

posibilitati tehnologice de realizare a structurii;

echipare tehnica necesara;

cost;

conditii de exploatare;

factori psihologici etc.

O data cu cresterea inaltimii constructiei, actiunea incarcarilor orizontale (vant,

cutremur) devine hotaratoare pentru rezistenta, stabilitatea si rigiditatea acesteia.

Din acest punct de vedere, eficienta diferitelor sisteme structurale se apreciaza prin

supradimensionarea necesara pentru preluarea actiunilor orizontale, in raport cu dimensionarea

exclusiv la actiunea incarcarilor verticale.

Analiza teoretica si experienta practica demonstreaza ca fiecare tip de structura este

indicat pentru un anumit domeniu in ceea ce priveste regimul de inaltime, in afara limitelor

acestuia eficienta sa tehnica si economica fiind diminuata.

10.4.3. Conditiile de amplasament Conditiile legate de amplasamentul cladirii se refera in principal la cadrul natural si cel

construit existent, caracteristicile geotehnice ale terenului si conditiile de seismicitate.

Relieful si declivitatea terenului exercita influenta asupra formei si dimensiunilor in

plan si in elevatie ale cladirii, in legatura cu inscrierea acestora in cadrul natural sau cel

construit, precum si asupra conditiilor si posibilitatilor de executie a constructiei (cai de acces,

amenajari necesare instalarii utilajelor de ridicat etc.). Acestea conditioneaza la randul lor

alegerea sistemului structural si a tehnologiei de executie (de exemplu, variante monolite sau

prefabricate, cladiri cu niveluri partiale sau cladiri in terasa etc.).

Conditiile geotehnice ale amplasamentului, in primul rand, stratificatia terenului,

caracteristicile fizico-mecanice ale straturilor si nivelul panzei de apa freatica sunt

determinante pentru alcatuirea infrastructurii, ele avind insa implicatii si asupra solutiei de

suprastructura.

Datorita stransei conditionari reciproce dintre teren, infrastructura (formata din

substructura si structura de fundare) si suprastructura, conditiile geotehnice influenteaza

dimensiunile in plan si regimul de inaltime a cladirii, dispunerea si distanta dintre elementele

structurale verticale, modul de preluare a incarcarilor orizontale s.a.

Conditiile geotehnice trebuiesc corelate si cu cele de seismicitate ale amlasamentului,

in vederea precizarii conceptiei de alcatuire a structurii.


25

In acest scop se face apel la rezultatele cercetarilor seismo-tectonice si la hartile de

microzonare seismica.

Conditiile de seismicitate au implicatii directe asupra structurii de rezistenta, sub

aspectul alegerii unor sisteme structurale cu comportare adecvata la actiunea seismica si al

alcatuirii de ansamblu si de detaliu a acestora, astfel incat sa li se asigure caracteristicile

necesare de rezistenta, rigiditate, ductilitate etc.

10.5. Materialele utilizate Caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor de care se dispune influenteaza

alegerea sistemelor, regimul de inaltime, tipurile de legaturi si de imbinari intre diferitele

elemente etc.

Comportarea la solicitari dinamice, in special la cele generate de actiunea seismica,

joaca un rol important in alegerea materialelor pentru structura de rezistenta sau in introducerea

anumitor limitari si restrictii in alcatuirea acesteia.

In alegerea materialelor trebuie acordata atentia cuvenita problemelor legate de

reducerea consumurilor de energie si de combustibil (la realizarea cladirii si in exploatare),

evitarea utilizarii materialelor deficitare, valorificarea materialelor locale.

Alegerea si detalierea sistemului structural sunt, de asemenea, influentate de materialele

si de alcatuirea elementelor nestructurale ale cladirii.

Modul de rezolvare a elementelor de inchidere si de compartimentare, in legatura si cu

necesitatea reducerii greutatii constructiei, poate determina optiuni fie in favoarea structurilor

cu pereti structurali, fie a celor cu cadre.

10.6. Tehnologia de executia Posibilitatile tehnologice de executie in conditii de eficienta tehnico-economica ridicata

exercita o influenza considerabila asupra alegerii si detalierii sistemului structural.

Rezolvarea problemelor ridicate de realizarea marelui volumului de constructii actual poate fi

conceputa numai prin aplicarea unor tehnologii cu grad inalt de industrializare.

Urmarind satisfacerea optima a cerintelor de functionalitate a constructiilor, conceptia

structurala trebuie sa se gaseasca totodata intr-o deplina concordanta cu conceptia tehnologica

de executare a constructiilor.

10.7. Alti factori Alti factori care pot exercita o influenta semnificativa asupra alcatuirii cladirii si, prin

aceasta, asupra sistemului structural sunt legati de:

conditii climatice;

utilizarea unor surse neconventionale de energie (in particular energia solara);

conditii de sistematizare si urbanism etc.

cursul 1 si 2 - constructii civile - aspecte generale cu privire la teoria si tehnica constructiilor...

Documents