1 A se vedea materialele simpozionului naþional „Monumentul - Tradiþie ºiViitor”, Iaºi, 2002, p. 51.

2 Desenele au fost executate de inginer Ciprian Vîrjan.

Posibilitãþi de transformare a planºeelor de lemnîn diafragme plane orizontale (ºaibe) rigide

Laurenþiu Tudor Spoialã

Într-un articol anterior1 am tratat pe larg problema diafragmelor planeorizontale - ºaibe - ºi am arãtat, dacã mai era necesar, necesitatea existenþei lor.

Iar planºeele de lemn - în general ieftine ºi suficient de solide pentrusarcina curentã gravitaþionalã - sunt deficitare la modul cum preiau solicitãrileseismice. În principiu ele nu formeazã diafragme plane rigide (ºaibe), iar cutre-murele prin care am trecut au sancþionat mai grav construcþiile pe ziduri portantecare nu dispuneau de asemenea elemente de rigidizare.

Din capul locului trebuie spus cã simpla înlocuire a unui planºeu delemn cu unul rigid fãrã realizarea unei bune legãturi cu zidurile învecinatepoate duce la mari necazuri.

În cele ce urmeazã vom prezenta câteva posibilitãþi datoritã cãrora unplanºeu obiºnuit de lemn, poate fi transformat într-o ºaibã rigidã.

Varianta 1Cea mai simplã dar ºi cea mai simplistã soluþie de transformare în

sensul celor de mai sus este aceea de a înlocui pur ºi simplu aceste tipuri deplanºeu cu unele de beton armat. Dar soluþia este dificil de realizat! Locatariitrebuie în mod normal sã-ºi pãrãseascã apartamentele în care locuiesc celpuþin pe durata realizãrii lucrãrii. Ne întrebãm dacã nu cumva este ºi o soluþieprea durã ºi strãinã de elementele portante ale imobilului.

Varianta 2Cu totul altfel se prezintã problema dacã planºeul de lemn existent este

pãstrat ºi folosit drept cofraj la turnarea planºeului nou. Aceastã soluþie nuintervine în structura intimã a imobilului ºi nu aduce înlocuiri de structurã. Înschimb îi creeazã valenþe suplimentare, desigur însã cu luarea unor mãsuriadecuate.

O primã posibilitate ar fi în cea din figura alãturatã în care se indicã ºimãsurile de precauþie necesare (Detaliul 1)2.

Semnatar articol436

3 Unele perforãri de diametru redus ale foliilor de polietilenã sunt totuºi inerentepe ºantier atâta timp cât fierarii folosesc sârmã pentru legarea armãturilor. Sã nu uitãmînsã cã betonul nu este apã, el este un material ruguos, ºi va astupa perforãrile care potsã aparã în folia de polietilenã.

2.1. Pentru realizarea acestei soluþii se iau urmãtoarele mãsuri (pe careînsã le-am mai enumerat ºi cu alte prilejuri):

- se înlãturã pardoseala;- se înlãturã stratul de moloz, care încarcã inutil construcþia, dar consti-

tuie ºi izolarea termicã ºi fonicã a planºeului. Acesta se poate înlocui cu mate-riale moderne ºi de greutate redusã, operaþie prin care uºurãm construcþia cucca 120 kg mp;

- se amenajeazã un pat de lemn, care va servi drept cofraj;-se interpun douã folii de polietilenã, bine petrecute între ele pentru ca

apa din betonul proaspãt turnat sã nu inunde spaþiul de dedesubt ºi nici sã nu-lpãrãseascã prea repede3;

- se interpune un strat de polistiren.Aici trebuie fãcutã o menþiune: dacã structura existentã de lemn rea-

zemã direct pe ziduri, adicã fãrã alte reazeme intermediare. În acest caz suntde pãrere cã suprabetonarea propusã nu trebuie sã schimbe modul ei de lucru,iar introducerea polistirenului este beneficã. Dacã nu se prevede acest stratexistã riscul ca betonul armat sã reazeme în continuare pe grinzile de lemn ºidupã întãrirea betonului.

- dacã structura existentã de lemn reazemã direct pe ziduri dar are ºiunele rezemãri intermediare. (De acestea nici nu ar mai fi nevoie, dacã intro-ducem o structurã suplimentarã de beton armat).

În acest caz trebuie ca structura de lemn sã rãmânã agãþatã de cea debeton armat, polistirenul nu mai este necesar, dar foliile de polietilenã trebuieoricum folosite.

2.2. Care sunt neajunsurile sistemului ºi care sunt posibilitãþile înlãturãrii lor?Nivelul pardoselii se supraînalþã cu o înãlþime egalã cu grosimea stra-

tului de beton armat.

Titlu articol 437

4 Este de menþionat cã la o serie de lucrãri proiectate de autorul acestor rânduri,beneficiarii au acceptat ca timp de 28 de zile sã conlocuiascã cu cintrele respective,nepãrãsind apartamentele.

Acest neajuns nu prezintã nici un fel de importanþã la ultimul nivel - în pod- chiar dacã se doreºte amenajarea unei mansarde. La nivelele curente însã da!

Vom reveni asupra acestui aspect pentru cã apare o sarcinã suplimentarãegalã cu greutatea betonului armat pus în operã. (Din aceastã sarcinã trebuiescãzutã greutatea molozului îndepãrtat).

Apreciem însã cã suprasarcina având un efect neglijabil asupra zidurilorportante creeazã un supliment de încãrcare pe terenul de fundaþie. Dar niciacest supliment de încãrcare nu poate pune probleme în mod curent la un terenaflat de multã vreme sub sarcinã ºi care deci ºi-a luat tasãrile inerente. (Oricumaceastã problemã trebuie examinatã atent de la caz la caz).

Trebuie verificatã prin calcul capacitatea portantã a planºeului de lemn -în funcþie de deschiderea existentã - de a putea duce sarcina apãrutã din greutateabetonului atâta timp cât este încã moale ºi neîntãrit. Abia dupã întãrire va ficapabil sã-ºi ducã singur sarcina ºi pânã atunci trebuie eventual prevãzutecintre provizorii de ajutor4. În cazul în care tavanul este pictat, barele de lemnîn contact cu pictura trebuie îmbrãcate în molton. Detaliul a fost aplicat în multelocuri dar nicãieri, chiar ºi în cazul unor tavane deosebit de frumos pictate,nu a generat neajunsuri!

2.3. Se pune întrebarea ce se întâmplã atunci când suprabetonarea seaplicã pe un planºeu de lemn, a cãrui deschidere duce la depãºirea limitei deutilizare raþionalã a unei plãci (formatã deci din suprabetonare - de cca 10-14cm) ºi deci ar fi necesare unele grinzi de beton armat?

În aceste cazuri avem urmãtoarele posibilitãþi:• utilizarea unor grinzi ranversate - soluþie aplicabilã în planºeele de

sub pod ,acolo unde posibilitãþi de mansardare nu se aratã nici în viitor; • introducerea unor grinzi normale, ceea ce înseamnã în mod implicit

perforarea tavanului existent; • utilizarea totalã sau parþialã a spaþiului cuprins între grinzile de lemn

existente ºi utilizarea unui planºeu cu nervuri dese (Detaliul 2, 3);

Semnatar articol438

Capacitatea portantã a planºeului rezultat este desigur dependentã deînãlþimea grinzilor de lemn existente. Un calcul de deformaþie (sãgeata) estenecesar. La dimensiunile curente ale planºeelor de lemn apreciem cã limi-tarea alcãtuirii grinzilor rezultate, care sunt nervuri dese la raportul l/20 estede luat în seamã pentru a þine seama de întregul complex de probleme .

Putem însã forþa detaliile prin înãlþarea grinzilor cu ajutorul unui stratsuplimentar de polistiren (Detaliul 4),

sau chiar utilizând cutii pierdute acolo unde este necesara o înãlþime agrinzilor mai mare (Detaliul 5).

Autorul acestor rânduri a utilizat toate aceste posibilitãþi. Rezemareape zidurile marginale poate fi realizatã în dinþi sau continuu.

Menþionãm cã atunci când se utilizeazã betonul armat ca material deconsolidare, greutatea acestuia asigurã - prin frecare pe reazem - o bunã legã-turã cu zidul aferent.

Este de dorit sã existe ºi un ancoraj metalic - obþinut aºa cum am maiarãtat prin gãuri perforate la circa 50-100 cm umplute cu mortar în care seînfige un fier ø 10.

În detaliile 2, 3, 4 ºi 5 se aratã cazul când supraînãlþarea rezultatã aplanºeului nu deranjeazã corecta utilizare a nivelului de deasupra.

Titlu articol 439

Varianta 3Am arãtat mai sus cã unul din neajunsurile planºeului de beton armat

este acela cã duce la o supraînãlþare a pardoselii, ceia ce la etajele curente nue posibil. Acolo se întâlnesc uºi ºi parapete de ferestre care nu permit o înãl-þare a pardoselii.

Vom apela la o consolidare metalicã în sensul cã vom înlocui placa debeton armat cu platbande subþiri de cca 5 mm, prinse de fiecare grindã delemn ºi alcãtuind în planul lor triunghiuri nedeformabile. O grijã specialã oreprezintã legãtura cu pereþii adiacenþi, aºa cum am arãtat încã de la început(Detaliul 6).

Putem întâlni douã situaþii:3.1. Dacã avem încãperi normale, având deschideri de 3-4,5 m ºi aco-

perite cu planºee din grinzi de lemn de secþiune curentã (de circa 10x15),situate la aproximativ 70-80 cm între ele, putem adopta tipul de consolidarealãturat ºi care constã din umplerea cu beton armat a intervalului dintre grinzisau din 2 în 2 (Detaliul 7). Acesta, rigidizat prin platbande de 5x50, legateprin holþºuruburi de grinzile de lemn, este capabil sã preia orice solicitare ori-zontalã de tip seismic, alcãtuind o ºaibã corectã ºi care nu duce la înãlþareasupãrãtoare a pardoselii.

3. 2. Dacã deschiderea este mai mare (4,5-6 m), soluþia din Detaliul 7devine extrem de grea, dar este probabil ca ºi grinzile de lemn sã fie mai mari(spre exemplu 20x25). Putem adopta soluþia din Detaliul 8, la care sunt defãcut unele observaþii:

3.2.1. Rigiditatea orizontalã necesarã se obþine prin adãugarea unorplatbande metalice ºi care sã alcãtuiascã în planul planºeului triunghiurinedeformabile, bine legate prin piese metalice de grinzile de lemn, iar acestplan de rigidizare bine legat de ziduri. ªaiba are rolul de a transmite solici-tarea seismicã a nivelului respectiv la zidurile adiacente. Dat fiind mãrimeaºi importanþa construcþiei au fost dispuse ºi unele grinzi de beton armat supli-mentare în grosimea planºeului, turnate între unele grinzi de lemn ºi în planulacestora (Detaliul 8). Acestea îndeplinesc urmãtoarele funcþii:

Semnatar articol440

- creeazã o rigiditate suplimentarã în plan vertical a planºeului;- asigurã o legãturã sigurã între ºaibã ºi zidurile portante, care mãrgi-

nesc planºeul;- asigurã o legãturã corectã între platbandele care formeazã rigidizarea

planºeului ºi acesta din urmã prin legãturi sudate tocmai în punctele de anco-rare ºi întãrire ale acestora;

- asigurã suplimentar lucrul „în ºaibã” a întregului sistem. Aceste grinzi pot lucra în modul urmãtor:- la solicitãri seismice perpendiculare pe direcþia grinzilor-prin însãºi

capacitatea lor - în plan orizontal - de a prelua solicitãri pe aceastã direcþie;- la solicitãri seismice pe cealaltã direcþie ele lucreazã în cadrul alcã-

tuirii zãbreluite a ºaibei ca montanþi capabili sã preia eforturi axiale (împreunãcu celelalte grinzi - de lemn-paralele).

Titlu articol 441

Mai trebuie menþionat cã prin aceastã rigidizare se realizeazã o legaremai bunã orizontalã între grinzile de lemn, fãrã ca acestea sã fie scoase dinfuncþia lor principalã aceea de a lucra la încovoiere ºi de a susþine sarcinagravitaþionalã verticalã.

Aºa cum aratã detaliul, betonul este despãrþit de grinzile de lemnprintr-o folie dublã de polietilenã, în caz contrar riscând sã se elimine prearepede apa din beton.

Semnatar articol442

5 Pentru acest articol au fost folosite calculele efectuate de dr. ing. Elena Tuleicare a utilizat programul Axis VM.

6 Trebuie menþionat cã de obicei zidurile sunt flancate – pentru a se putea lesnefolosi la pardosealã cu câte o grindã de lemn amplasate alãturi.

3.2.2. Din cele de mai sus rezultã cã acest tip de ºaibã trebuie calculatãprintr-o metodã modernã de calcul5. Solicitarea seismicã în planul ºaibei estecea provenitã din sarcina seismicã la nivelul respectiv (ºi nu cea a ziduriloradiacente, în ideea cã la fiecare nivel se prevede o ºaibã capabilã sã preiasolicitarea).

Din aceastã afirmaþie rezultã cã solicitarea este cu atât mai mare cu câtavem de a face cu un nivel aflat mai la partea superioarã a construcþiei. Deobicei, la un asemenea imobil se prevede la partea sa superioarã o ºaibã con-tinuã de beton armat - un capac, iar dacã apare o diferenþã de nivel la pardo-sealã, nu deranjeazã prea mult.

3.2.3. În ceea ce priveºte prinderile elementelor de metal de betonarmat ºi de lemn sunt de fãcut urmãtoarele observaþii:

- piesele metalice pot fi prinse de grinzile plate de beton armat intro-duse cu ajutorul unor plãci metalice bine ancorate în beton ºi de care se leagãprin sudurã. În concluzie piesele de beton pot prelua fãrã probleme solicitã-rile respective:

- piesele de lemn nu se pot prinde de cele metalice prin legãturi simpledecât dacã eforturile din aceste piese sunt reduse. Este util sã se întocmeascãºi un calcul care sã neglijeze aceste piese cel puþin pe cele care rezultã ten-sionate. Dimensionarea rãmâne la aprecierea proiectantului. Oricum rolulpieselor de lemn este extrem de important, prezenþa lor fãcând imposibilflambajul diagonalelor metalice comprimate6.

Desigur cã o centurã de beton armat plasatã în ziduri prin legarea saintimã cu zidul care rezultã, ar putea soluþiona aceastã problemã, dacã pre-zenþa ei nu e întreruptã - ceea ce se întâmplã de obicei - de goluri de uºi,acces la balcoane etc.

- În lipsa acestei centuri am recomandat prevederea unor piese metalice,paralele ºi în imediata apropiere a zidului ºi de care sã se lege diagonalelemetalice. Aceasta ar însemna poate cã am dat zidul la o parte, ceea ce nu ar ficorect. Fenomenul trebuie compensat prin legãturi constructive suplimentareîntre zid ºi elementele metalice.

Eforturile în tãlpi nu sunt prea însemnate (înãlþimea ºaibei fiind de obiceimare). Oricum ancorarea ºaibei prin ancoraje metalice obþinute prin perforãriîn zid este obligatorie.

Titlu articol 443

7 Considerãm cã atunci când se introduce ºi o mansardã prevederea unui planºeude beton armat este pe cât posibil de avut în vedere.

8 Detaliul a mai fost folosit ºi la alte lucrãri ale autorului.

3.2.4. Este momentul sã precizãm rãspunsul la unele probleme:3.2.4.1. Când folosim o consolidare de felul celor de mai sus? La aceastã

întrebare rãspunsul nu-l poate da decât expertul lucrãrii care singur poatehotãrî cum consolideazã o construcþie.

3.2.4.2. Ce se întâmplã cu grinzile de lemn acolo unde am recomandatsã le despãrþim de cele de beton? Rãspunsul meu este cã nu ºtiu. Dar nici nue treaba mea sã ºtiu sau a generaþiei mele ci a unei generaþii ulterioare ºi pestemultã vreme. Oricum o construcþie trebuie din când în când luatã la mânã.Dar dacã pentru o consolidare folosim betonul armat mi se pare cã soluþiilepropuse ºi care folosesc chiar nivelul elementelor existente de lemn aºa cumdealtfel am mai precizat mi se pare beneficã.

3.2.4.3. Þinând seama de cele de mai sus aº trage urmãtoarea con-cluzie: la ultimul nivel - este bine sã punem casei un „capac” de beton armatºi este util sã se foloseascã varianta respectivã chiar dacã se intenþioneazã rea-lizarea unei mansarde (de fapt cu atât mai mult)! Atunci când casa are 2-3nivele la planºeele intermediare nu ne putem permite sã înãlþãm nivelul par-doselii ºi ne-am putea gândi la utilizarea unei consolidãri utilizând ca rigidi-zare platbande ºi vom adopta detaliul corespunzãtor în funcþie de deschideresau de alte necesitãþi. Dar numai dacã vrem sã utilizãm betonul armat ca materialde consolidare.

Varianta 4Nu întotdeauna ne putem permite utilizarea betonului armat la alcã-

tuirea unei ºaibe la construcþiile cu planºee din lemn. Spre exemplu construc-þiile parter ºi de suprafaþã redusã ºi la care nu se are în vedere nici mãcar înviitor prevederea unei mansarde7 ar fi neraþional sã le acoperim cu betonarmat. Se pot întâlni ºi alte cazuri în care la betonul armat nu putem apela. ªitotuºi la alcãtuirea unei ºaibe nu se poate renunþa!

Avem în aceste cazuri la dispoziþie urmãtoarele detalii:4. 1. Putem realiza o ºaibã corectã utilizând centuri de beton armat ºi

un platelaj dublu de scânduri la 45 de grade. Se pune atunci problema cumse poate realiza o legãturã între betonul centurii ºi platelajul de scânduri.Întrucât betonul armat nu se poate lega de lemn decât prin intermediul unorpiese metalice se poate utiliza Detaliul 98, 10. Aºa cum am mai menþionateste absolut necesar sã existe o legãturã între cele douã materiale

Semnatar articol444

Varianta 5. Dacã apreciem cã ºaiba poate fi mai puþin solicitatã sepoate utiliza Detaliul 9. Oricum platelajele se scândurã trebuie legate de cen-turile de beton armat chiar ºi pe zidurile intermediare .

În concluzie un planºeu de lemn poate fi adus la situaþia sã joace rolulunei ºaibe rigide prin adoptarea unor detalii corespunzãtoare. Apreciem cã sepot realiza cu ocazia unei consolidãri detalii despre care nici mãcar nu li sepoate imputa cã ar fi extrem de complicate! Însã considerãm cã a lãsa un imobilîn stadiul în care a fost creat acum un mare numãr de ani într-o regiune seis-micã, ar fi sã ne aflãm în prezenþa unei greºeli de neiertat!

Titlu articol 445

Semnatar articol446