PROBLEME SPECIFICE DE ALCATUIRE A STRUCTURILOR PREFABRICATE

PROBLEME SPECIFICE DE ALCATUIRE A STRUCTURILOR PREFABRICATE

Probleme generale

In prezentul capitol se dau prevederi specifice proiectarii peretilor realizati din elemente prefabricate care au in vedere aspectele de ordin structural. Problemele referitoare la proiectarea de arhitectura, a izolatiilor termice si fonice precum si la proiectarea tehnologiei de executie nu fac obiectul prezentului Cod de proiectare.

Prin masurile de alcatuire a elementelor prefabricate si a imbinarilor dintre acestea se urmareste obtinerea unei comportari structurale, inclusiv in raport cu actiunile seismice, similare cu cea a structurilor cu pereti din beton monolit.

Regulile generale de alcatuire a structurilor cu pereti din elemente prefabricate, privind configuratia structurii, forma peretilor si modul de dispunere in plan sunt cele indicate la capitolul 2.

De asemenea, planseul realizat din panouri prefabricate, va fi astfel conceput incat sa se asigure comportarea lui ca diafragma practic infinit rigida si rezistenta in planul ei.

Alcatuirea panourilor

Elementele prefabricate care alcatuiesc structura cladirii vor fi realizate, de regula, sub forma de elemente plane - panouri mari. In functie de forma concreta a peretilor, de tehnologia de executie si de mijloacele de ridicare si transport de care se dispune, se pot adopta si forme spatiale sau de bara a unora din elementele prefabricate.

Forma elementelor prefabricate rezulta prin sectionarea peretilor prin taieturi orizontale (fig. 1a) sau prin taieturi orizontale si verticale (fig. 1b,c).

Fig.1

Elementele prefabricate se realizeaza din beton de clasa minima Bc20.

Panourile de pereti interiori vor avea o grosime de cel putin 140 mm pentru cladirile cu maxim 5 niveluri si de minim 160 mm pentru cladirile mai inalte.

Panourile de pereti exteriori vor fi, de regula, alcatuite din 3 straturi si anume:

un strat interior de rezistenta din beton armat; grosimea minima a acestuia poate fi cu 20 mm mai mica decat cea indicata pentru peretii interiori si va fi corelata cu numarul, pozitia si natura elementelor de legatura (nervuri de beton armat sau/si agrafe) cu stratul exterior;

un strat termoizolator intermediar, realizat de regula dintr-un material rigid (polistiren celular, vata minerala) dimensionat pe baza calculului termotehnic;

un strat exterior de protectie, din beton armat, in grosime de minimum 60 mm.

Nervurile de legatura dintre straturile interior si exterior se vor executa cu grosime intre 40 si 60 mm. Pozitia si numarul nervurilor se vor stabili in functie de dimensiunile si forma panoului si a golurilor, de valoarea solicitarilor, modul de executie si de necesitatea de a reduce la minim puntile termice.

Panourile de planseu vor avea grosimea stabilita pe criterii de rezistenta, rigiditate si izolare fonica necoborand sub 120 mm.

In functie de forma si dimensiunile camerelor, vecinatatea cu logii si balcoane, si de dispunerea peretilor, panourile se pot rezema pe 4, 3 sau chiar 2 laturi.

Panourile de balcon se vor realiza, de regula, prin scoaterea in consola a panourilor de planseu.

Armarea panourilor se va face cu bare de otel beton PC52, PC60, OB37 si STNB, de preferinta sub forma de plase si carcase sudate.

Armarea de camp a peretilor se va realiza din doua plase, care vor respecta conditiile de armare minima pentru armaturile orizontale si verticale date la cap. 7.

Plasele din sarma ecruisata pot fi folosite si la armarea panourilor de la baza, in zona A a structurii, cu conditia ca printr-o dimensionare adecvata, armaturile orizontale sa nu depaseasca stadiul de comportare liniar elastic sub fortele taietoare asociate mecanismului de plastificare.

Pe conturul panourilor se va prevedea o armatura de bordare, alcatuita din bare izolate sau carcase sudate in vederea preluarii solicitarilor care apar in timpul fazelor de manipulare, transport si montaj. La panourile cu goluri de usi pentru a micsora eforturile care apar in grinzile de cuplare in aceste faze, la partea inferioara a golurilor se vor prevedea dispozitive speciale recuperabile de rigidizare provizorie.

Golurile de usi si de ferestre vor fi bordate cu bare izolate sau carcase, avand dimensiunile in functie de solicitarile panoului. Se recomanda armarea suplimentara a colturilor cu bare inclinate, cu rol in reducerea fisurarii, la colturile intrande, in special la manipularea panourilor.

Grinzile de cuplare se vor arma conform prevederilor de la 7.6. Daca se urmareste conlucrarea cu centura, etrierii grinzilor se vor dimensiona si pentru rolul de conectori.

Barele verticale rezultate ca fiind necesare din calculul de incovoiere cu efort axial, de compresiune sau de intindere, si care nu se pot dispune in monolitizarile verticale se dispun cat mai aproape de marginile panourilor. In cazul panourilor cu goluri de usi, barele verticale ale armaturii continue se vor plasa in imediata apropiere a golului. Acoperirea minima a acestor armaturi 50 mm.

Armaturile scoase din panou sub forma de mustati drepte sau sub forma de bucle se vor dispune la interiorul celor doua plase de armare a inimii peretilor. In cazul armaturilor realizate sub forma de bucle de diametru relativ mare se vor lua masuri de asigurare a unui ancoraj corespunzator prin prevederea a 2-3 bare transversale sudate (fig.2).

Fig.2

Atat mustatile care patrund in imbinarile verticale, cat si mustatile prin care se asigura continuitatea armaturilor verticale intermediare trebuie plasate centric pentru o transmitere directa, fara excentricitate, a eforturilor de intindere. Pentru aceasta este necesar sa se prevada dispozitive si armaturi suplimentare pentru a asigura pozitia mustatilor pe durata betonarii si a transportului.

Imbinarile structurilor cu pereti din elemente prefabricate de beton armat

Prin modul de realizare, imbinarile dintre elementele prefabricate care alcatuiesc peretii structurali, trebuie sa le asigure acestora o comportare similara cu cea a peretilor monoliti, sub aspectul rigiditatii, capacitatii de rezistenta si de ductilitate (vezi 1).

In toate cazurile imbinarile vor fi de tip umed cu beton armat.

Dupa pozitia lor in structura si dupa rolul lor structural imbinarile peretilor se clasifica in doua categorii:

imbinari verticale, care asigura legaturile orizontale de continuitate, dupa caz, intre panourile adiacente, intre panouri si bulbi, etc.

imbinari orizontale, sub forma de centuri turnate in spatiile orizontale intre panouri, care asigura legatura verticala intre panouri si in acelasi timp legatura intre peretii prefabricati si planseul prefabricat.

La alcatuirea imbinarilor se vor avea in vedere urmatoarele principii:

a) Prin dimensionarea elementelor de imbinare se va realiza o comportare a imbinarilor in domeniul elastic de comportare pentru solicitarea de lunecare. Pentru aceasta imbinarile vor avea un grad superior de asigurare (cedarea lor corespunde la forte orizontale mai mari fata de alte sectiuni si alte solicitari).

b) Fortele de compresiune se transmit de la panou la panou prin contact nemijlocit prin intermediul betonului din imbinari.

c) Fortele de intindere se transmit exclusiv prin armaturile innadite prin diferite procedee: sudura, petrecere prin bucle petrecute;

d) Fortele de lunecare intre panouri se transmit prin alveole, praguri (dinti), armaturi care traverseaza imbinarea si care sunt corespunzator ancorate. Prin intinderea acestor armaturi se creaza, in beton, un efect de diagonala comprimata sau un efect echivalent de frecare pe suprafata de separatie intre betoane de varste diferite;

e) Transmiterea eforturilor normale si tangentiale se va face cat mai uniform distribuit pentru a evita concentrarea de eforturi in anumite zone;

f) Alegerea gabaritelor elementelor de imbinare (sectiunile stalpilor si centurilor) va avea in vedere crearea spatiilor necesare pentru montarea si innadirea armaturilor, o betonare si o compactare a betonului in conditii corespunzatoare.

Imbinarile dintre panouri, atat cele verticale cat si cele orizontale, vor fi obligatoriu de tip deschis pentru a permite controlul vizual al calitatii betonului turnat.

Imbinarile verticale ale panourilor.

Fetele laterale ale panourilor vor fi profilate sub forma de dinti avand de regula configuratia din fig. 3. Se recomanda ca raportul h/d intre dimensiunile dintilor sa fie mai mic de 8, iar unghiul a sa nu depaseasca 300. Lungimea totala a sectiunilor de forfecare a dintilor () va fi circa jumatate din inaltimea panoului. Mustatile orizontale se pot realiza cu bare drepte, in care caz pozitia lor este la jumatatea grosimii peretelui, iar innadirea lor se face prin sudura, sau sub forma de bucle petrecute ca in fig. 4a si b, solutie recomandabila. Numarul legaturilor de armatura pe inaltimea unui etaj va fi minim 5. Armaturile sub forma de mustati se vor lasa din intrandurile dintre dinti (alveole). In cazul mustatilor sub forma de bucle de tip semicircular se vor considera conditiile privind raza minima de curbura prescrisa in documentul normativ de referinta STAS 10107/0-90, conditii care stabilesc si diametrul maxim al buclei. Zonele de imbinare verticala vor fi alcatuite dupa regulile de alcatuire a intersectiilor de pereti, prevazandu-se etrieri suplimentari intre bucle.

Bucla orizontala   Fig.3 Fig.4

Diametrul minim al etrierilor, care pot fi rectangulari sau cu forme ce urmaresc forma buclelor, 6 mm. Distanta maxima intre legaturile transversale ale barelor verticale 10d.

Imbinarile orizontale ale panourilor

La fetele superioare si inferioare ale panourilor de pereti se pot adopta alveole (amprente) pe adancimi de 20-25 mm sau chiar suprafete plane cu rugozitate sporita.

Imbinarile se alcatuiesc sub forma unor centuri continue avand, de regula, o inaltime egala cu grosimea panourilor de planseu.

direct pe betonul din centura, turnat dupa montarea peretilor de deasupra (subbetonare).

Al doilea procedeu este preferabil. Se recomanda ca in acest caz marginea inferioara a panoului de perete sa fie inecata 20-30 mm in grosimea centurii.

Armaturile verticale din panouri cu rol de conectori si armatura de rezistenta intermediara de incovoiere se realizeaza de regula din bare mai putine si cu diametru mai mare ( ³ 14 mm) care se innadesc prin sudura in nise special prevazute la partea inferioara a panourilor de perete, cu dimensiuni corelate cu lungimile necesare innadirii. Se va urmari, prin modul de realizare a detaliilor de innadire, in special prin modul de dispunere al ecliselor, transmiterea centrica fara devieri a eforturilor de intindere din armaturi.

Se admit si alte solutii de realizare a armaturilor verticale care traverseaza imbinarea orizontala cum este de exemplu solutia cu bucle petrecute, daca acestea satisfac conditiile structurale privind transmiterea eforturilor ce le revin si daca permit o executie simpla si sigura.

Armatura longitudinala a centurii, din cel putin doua bare, va indeplini conditiile specificate la 7.3.5 referitoare la modul lor de ancorare.

Armatura transversala a centurilor este realizata de mustatile din panourile de planseu, alcatuite, de regula, sub forma de bucle si, dupa caz, de etrieri suplimentari cu diametrul minim de 6 mm.