Crisan, rodica constructii din otel

7t
t
coNF. DR. ARH. RODTCA CR|$AN
(0 lffnlj(Il I Dllf 0T{r
*!
j"^t#:!
EDITURA UNIVERSITAnA,IoIv MINcU,
t
L
Bucuregti2000

ii
I
I
.I-'a ,
J {w'-1,
DrN OTELcoNSTRUCTTI
CUPRINS
lntroducere:
METALUL lN CONSTRUC]II: FIER, FONTA, OTEL
oTELUL DE CONSTRUCJil: CLAS|FICAR|, SORTTMENTE
CARACTER|STTCTLE OTELULUT
PROTECTTA LA FOC
PROTECTTA CONTRA COROZTUN I I
PRODUSE DE BAZA DIN OTEL
PROCEDEE DE ASAMBLARE A ELEMENTELOR DIN OTEL
ciTEVA REGULTGENERALE pRtvtND coNSTRUcTilLE DtN oTEL
ELEMENTE STRUCTURALE
NODURI IIVTRE ELEMENTE STRUCTURALE
coNcEPTrA DE ANSAMBLU A STRUCTURil
PLAN$EE
SCARI
STRUCTURT DrN OTEL - STNTEZA
PERETT DE INCHIDERE
PERETI DE COMPARTIMENTARE
Bibliografie
Exemple de construcliicu schelet din olel
pag
1
3
4
6
9
10
15
21
22
31
38
48
58
60
65
74
78
I - XXIV

CONSTRUCTII DIN OTEL
Introducere:
METALUL tN CONSTRUCTil. FIER, FONTA, OTEL
Utilizarea fieruluiin constructii este foarte veche, datind din primul mileniu i.C; era insi produs
in cantitate mici gifolosit doar pentru confectionarea unor piese de legitur6 gide ranforsare.
Pini la revolulia industriald, materialele de constructie majore sunt lemnulgipiatra. Metalul (fier
forjat sau fonti) are de regulS rol auxiliar gi se folosegte cu 'discrelie' sub formd de ancoraje,
agrafe, tiranli, grilaje gi, uneori, stilpi.
Prima constructie din fonti dateaze din a doua jumatate a sec. XVlll; este podul peste Severn
la Coalbrookdale, GB (1777),30 m deschidere. La inceputulsec XIX se extinde utilizarea fontei
in constructii, nu numai la poduri gi apeducte, ci gi sub formi de stilpi gi grinzi ce formeazi
scheletul unor constructii industriale, permitind acoperirea unor spatii mari cu structuri relativ
ugoare gi neinflamabile.' Elemente decorative din fonti sunt utilizate din ce in ce mai des,
pentru constructiicurente, ca gi pentru clidiri reprezentative, creind un nou stil arhitectural.
Primele utilizdri ale {ierului ca element structural dateaz6, de la mijlocul secolului XlX. Perioada
de glorie a constructiilor metalice se situeazd intre jumitatea sec. XIX gi primul rdzboi mondial,
in legituri cu progresul rapid al industriei siderurgice. Sunt puse in valoare calitd|ile gi for[a
expresivd a noului mod de a construi: rezistenta fierului la intindere este exploatate la realizarea
de poduri cu mari deschideri' (poduri suspendate pe lanluri gi cabluri, poduri cu grinzi
chesonate, poduri cu grinzi in zibrele); greutatea redusd gi ductilitatea fierului au contribuit in
arhitectura cl5dirilor la rdspindirea stilului floreal (Liberty).
Diferenta fizici intre fontd gi fier este determinati de conlinutul in carbon, ce se traduce in
caracteristici gi procedee de producere diferite. Fonta este casante, se toarne in forme, rezistd
bine la compresiune. Fierul este un material dur, maleabil, elastic ai ductil, rezistd bine la
intindere; este fasonabil, se incovoaie, se contracte sau se dilatd, dar nu se rupe. Elementul
constructiv predilect alfontei este stilpul; celalfierului este grinda.
Fierul provine din uzine metalurgice; prin laminare' ia formi de bare, pldci, corniere: devine
profil. Tehnica asambl5rii cu nituiri a facilitat mult exploatarea constructive a fierului.
Progresele in tehnologia fierului oferd mijloace economice de realizare a unei intregi game de
clddlri (giri, hale, expozilii, sere). Se dezvolti astfel un tip constructiv gi arhitectural nou ce
asociazd tierul gi sticla, doud mateiale produse industrial. Sera este exemplul ce consacri
posibilititile absolut noi oferite de fier, care joacd in acest caz dublu rol, fizic Ai geometric: este
structure gi desen, intr-o suprafati de sticli. Filiatia inceputi de serd continud in timp cu
veranda, marchiza, bovindoul, copertina de sticle.
La inceputul sec. XlX, inmultirea incendiilor ce afecteazd clddirile din lemn, determind
adoptarea sistemuluiconstructiv metalic, in ciuda cheltuielilor suplimentare pe care le implica.
Standardizareao va permite sc5derea costurilor gi scurtarea timpului de execulie.
Dupd 1850 industria siderurgici oferS constructorilor profile laminate sub formd de table gi
profile cu rezistenle la intindere gi incovoiere superioare fontei, la preluri comparabile. Aceste
profile revolutioneazi domeniul constructiilor, permilind construirea de clSdiri-turn, cu schelet
metalic din laminate asamblate prin nituire la cald giperetide umpluturd.
Noile produse sunt utilizate pentru crearea unor noitipuride elemente structurale {grinda mixti,
grinda in zibrele, grinda chesonate, etc).
' Filatura de bumbac Philip & Lee, Manchester,1801; pavilionul regal de la Brighton - J.Nash, 1818.
' Podul de la Menai -Jara Galilor (1819-1824), 173 m; podul de la Fribourg (1834),273 m; podul Brooklyn ('1870), cca
500 m.
'Procedeu invental in Anglia, in 1774, odatd cu pudlarea (procedeu de indepertare a impurit5lilo0.
o
Cryslal Palace - Joseph Paxlon, Londra 1851 - prima manfestare imporlante de standardizare (fontd, fier, sticle).

coNSTRUCTil DrN OTEL
grinda in zdbrele, grinda chesonat5, etc).
Otelul este rezultatul progresului tehnic in ceea ce privegte compozilia materialului gi modul de
producere. Prin reducerea continutuluide carbon sub 2% se obline un material mai elastic, mai
dur, mai rezistent. Principiul tratirii directe a fontei pentru producerea olelului s-a descoperit in
1856 in Angliau.
Odate cu extindere utilizdrii otelului, procedeele de asamblare, tehnicile de laminare, modelele
de calcul alstructurilor, se modifici sensibil. Sudura ia locul niturilor, determinind schimbdri in
aspectul constructiilor. Este epoca in care se nagte o noui formalie profesionald: inginerul de
structuri gi biroul de proiectare.
ln prima jumdtate a sec. )C( utilizarea pe scard largi a olelului in construclii se mute in SUA;
construclia de'zgirie-nori'folosegte olelul pentru rezistenla sa dar, in general, il ascunde sub
placaje de piatrd (v. Empire State Building, Rockefeller Center). Noul mod de a construi,
repetind la infinit pe verticali acelagi tip de etaj cu structure din stilpi gi grinzi de o1elu, aduce
dupi sine ralionalizarea execuliei, montajul uscat gi prefabricarea.
In Europa anilor '30 Jean Prouv6 di un nou impuls folosirii metalului in construclii. Degi
preocupdrile sale se indreaptd indeosebi spre falade, gnja pentru detaliu, originalitatea in
fasonarea otelului, conduc la noi refleclii arhitecturale privind utilizarea olelului. Robert le
Ricolais, inginer-artist, contemporan cu Prouv6, realizeazd sisteme structurale originale, bazate
pe cabluri gi tevi, ce se inscriu in orizontul de ciutdri promovat in principal de Buckminster
Fuller (cupolele geodezice, ce permit inchiderea volumului maxim cu minimum de material).
Ca exemple reprezentative pentru arhitectura ultimelor decenii pot fi relinute: Centrul nalional
de artd gi culturd George Pompidou, Paris (1971, Renzo Piano, Richard Rogers); Sediul bancar
Hongkong (1975, Norman Foster); Institutul lumii arabe, Paris (1g88, J. Ntouvel, P. Soria, G.
Lezen&s gi Architecture Studio); Piramida de la Luvru (1ggg, l. M. pei, G. Duval, M. Macary),
I.a.
5
Inlre 1850 $i 1915 fierul pudlat gi olelul sunt utilizate simultan; numai o analizS, metalografici permiie determinarea
nalurii metalului.
" TiP Oe construclie inventat de William Le Baron Jenney; Home lnsurance Building (1884) esle considerat primul
'zgirie-nori'.
A
{{

oTELUL DE CONSTRUCTil. CLASTFTCART, SORTTMENTE.
9lelul se obtine din minereul de fier printr-o succesiune de operalii ce au ca scop separarea
fierului gi apoi transformarea fierului brut in otel, prin eliminarea impurititilor gi reducerea
continutului de carbon. Otelql egie deci un aliai al fierului cu alte elementg pJrnqrpAlul_lllnd
-ggrbglgl. funclie de conlinutulin cabon, olelul (< 2% ca49n) se deos€-begtede-fonti.
Un oteleste definit prin caracteristicile sale fizice, mecanice gichimice.
In construcliile metalice se= utilizeazd oteluri normate, respectiv oteluri ale ciror caracteristici
sunt definite prin valori minimE sau maxime prescrise de norme' (valorile admise pentru
calcule).
Existd mai multe tipuri de clasificlri ale otelurilor, functie de compozitia chimicd, funclie de
caracteristicile mecanice de rezistentd la intindere sau functie de limita de elasticitate.
9le5lfieAreagqe$_utilizatd in constructiile metalice deosebegte otelurile tunqtie de fe4iqle
'@eii@
' OL 37 = otel normalpentru constructii metalice, denumit gi otel 'moale' sau 'ductil'
@hivalent Fe 360 /Eilronorm;
<
.@pentruconstruc|iimeta|ice(echiv'Fe510/Euronorm)
In cadrulfiecdreia dintre categorii (mdrci) standardele definesc mai multe clase de calitate.
Alegerea otelului este determinati de considerente de ordin tehnic (rezistentd, deformabilitate)
gieconomic.
Dincolo de aceste categorii, pot fiobtinute gi alte tipuride oteluri - cu caracteristicispeciale.
oTELURTLE SPECTALE
. Oteluri inoxidabile.-Au rezistenle chimica mult superioara olelului obignuit, datorit4_eleli cu
alte metAle cum ar fi crom. vanadium, molibden sau cupru; otel de duritate mare,.este sudabil
e@ltlmiieprecalii; datoritd cosffieaza oe reguld la schelete metitic-a-._*
o Oteluri patinabile. Create in jur de 1930 de US Steel sub numele de-Cor-TeI, se fabrici in
Europa din anii '60. Contin mai pulin crom gi nichel decit olelul normal, dar au caracteristici
mecaniceasemen5toare'lnanumiteconditiideexpunere'i
progresiv cu un strat protector de oxizi care le conferd o bund rezistenld la coroziune; formarea
asupra
dimensi0ndrii. Nu rezisti in e
este necesari o proteclie suplimgntard.
. OtelqdlgtSglare. Se utilizeaze pentru confectionarea unor elemente supuse la. temperaturi
re,furna|e,etc);esteunaliajcucrom-nic6di-3aucrom.
?fr6ii6ii-en.'"
o,Qfeluri speciale de inaltd rezistenta. Mai dificil de sudat datorit5 conlinutului ridicat de
carbon, sunt utilizate in cazuri particulare, cum ar fi precomprimarea, aparate de reazem, etc.
' Norme nalionale (STAS) $i norme europene (EURONORM)

GARACTERISTICI LE OTELU LUI
caracteristicile otelului sunt cunoscute cu mare preczie, ceea ce permite calcule de rezistentd
coeficientilor de sigurantd'
Otelul este un material izotrop p le, atit lil$!!99l9-9!-q-! la
ggrnplqs"igne.
Fald de alte materiale - cum ar fi lemnul, betonul sau ziddria - capacitStile de rezistentd
*fi.itit. construcliilor metalice permit fq!-osirea unei-cantitFli rgdusq de m?tgri?lrAcesta fiind
insi relativ scump, q.? ,Utiliz9ata
"l
e conditiilor
cerute.
pe de alte parte, manopera fiind oneroasd, costul construcliei depinde intr-o masuri importanta
de timpulde fabricare gi montaj'
Greutatea sPecifica: Y
o o!el: 7.85 - 8.00 kN/m'
r aliaj ugor de aluminiu: 2.70 kN/m"
Coeficientul de dilatare termicd':
o o!el: 10 x [10" /'C]
. aluminiu: 24 x [10* /'C]
Dilatarea datoratd varialiilor de temperaturd poate avea doud efecte, posibil a se combina:
- varialii dimensionalesub efectultemperaturii;
- varialii ale eforturilor de compresiune: daci o bard de olel este astfel fixatd la capete incit
alungirea este impiedicatd, cregterea temperaturii determini eforturi suplimentare de
compresiune.
Maleabilitatea este proprietatea anumitor metale de a se geEma la rece sau la cald fdri a
ffi l r@, ars i nlu t, q*rutlFrui-s unt66ta6 rn affibile.
aot
Elasticitatea este proprietatea corpurilor care, deformindu-se sub acliunea unei forfe, tind
sfrevmt la forma iniliala atunci cind forla inceteazd sd mai actioneze; 'modulul de
erasticitatFGlal-ffii-maTerial exprim5,raportul intre efortuL-Unllafg-d,etq1[etie-gp99i!9-.q; E
olel = 210 t<Nlmm'; 'limita elastica' repiffiti efortul unitar corespunzitor alungirii elastice
maxime.
Atitatimpcitnusuntsupuseunorsolicitdripreaputernice,@ortament
elastic. ialitatea olelului nu influenleazi elasticitatea, ci numai limita elasticd.
, plasticitatea este aptitudinea anumitor metale care, deformindu-se sub actiunea uneiforfe,
i$@oglgralia atu@9q g?91!9!qz9; dacd es-te solicitat
pin{lffimiia sa enSflC re comportare plasticd. Datorita
plasticitdlii sale, spltll p-o-ql9-t-deforPnal la rece p nlegllg1e.leg i-e-Hqg-g$*g s1!
pentru crearea uneicontrasigeti la elemente incovoiate.
'Creglerea relativd a lungimii pentru o crestere de temperature de 1oC.

_PgIlglga este aptitudinea metalelor de a r-ezista la penetrare;_ poate fi amelioratd prin
cdlire; este mai mult sau mai putin propo4ionald cu rezistenta la intindere; poarti diverse
denumiri functie de aparatul de incercdri cu care s-a determinat {duritate Brinell, Vickers,
etc)
tJllegIatgq este proprietatea unui metal de a putea suporta simultan, fdrd daune, eforturi
ridicate gi alungiri mari.
tragilitatea este caracteristica unui metal numit 'casant', de a se putea rupe brutd*i_[_
@Uicum ar fi tempereturile sc4zu!@ _lpgllnit
cglgglg1;43Igqtgglli!ilii unui metal. Fonta este fragil5; otelurile de constructii, nu.
Sg9abilitatea este proprietatea pe care o posedd anumite metale de a se uni intre ele
?tunci cind sunt aduse la;Ermperatura 9_e fuziune. Sudabilitatea unui metal este o noliune
calitativi ce poate fi apreciatd cu ajutorulvalorilor de rezistenla la goc.
. Goroziunea este degradafea (lentd) a pieselor metalice in mediu umed qi in prezenla
Figenuiui; este un Aliajele ugoare
gi anumite sortimente de otel sunt fie mai rezistente (olelurile inoxidabile) fie autoproteiate
printr-o peliculi etangi (oleluri galvanizate, oteluri patinabile). Suprafelele metalice pot fi
totodati protejate eficient prin aplicare de vopsitoriisau diverse straturi protectoare.
ALIAJELE OTELULUI pot combina diverse elemente cu olelul, influentindu-i caracteristicile.
Asocierea cu materiale injgneral mai costisitoare ca otelul cregte pretul produsului, limitind
aGiel, din considerenle economice, domeniile de aplicare. Aceste elemenie pot fi:
. Aluminlu: amelioreazd rezistenla la calaminare (caracteristica metalului ca, puternic
incdlzit, sd se acopere de oxid) dar influenteazd negativ sudabilitatea.
. Azot: qeste limita de elasticitate, dar face olelul mai sensibil la imbitrinire.
. Crom: cregte rezistenta la temperaturi inalte; de la 12/" in sus, reducere coroziunea.
. Crorn + nichel: olelul inoxidabil; rezistenti chimici mult superioard oteluluiobignuit.
. Cupru: cregte rezistenta la coroziune.
. Aegnezp: arca aceleagi proprietS{i ca gi cromul gi nichelul; de la 12Yo in sus cregte
rezistenta la uzurd.
. Molibden'cregte rezistenta la temperaturi inalie, cu ameliorarea rezistenlei chimice.
%
. Nichel: cregte limita aparenti de elasticitate.
. F;;f&face olelut maicasant.
. Siliciu: cregte limita aparenti de elasticitate 9i rezistenta la intindere.
. Vmfiir.'cregte rezistenla la temperaturi inalte.

CONSTRUCTIIDIN OTEL
PROTECTTA LA FOC
de o parte, isi pierde rapid rezistenla la
arte, prin conOuctVitffi ,
Pentru cregterea rezistentei la foc a elementelor din o!el, acestea trebuie protejete cu materiale
care au capacitate termicS' mare sau conductivitate termic# micd:
BETON: utilizarea sa este interesante atunci cind el poate participa la rezistenla statice
a elementului structural, ca in cazul st?lpilor sau grinzilor mixte, sau cind se are in
vedere o proteclie cu bund rezistenld la gocuri mecanice; punerea in operd se face prin
turnare.
IPSOS: este o proteclie excelenti, relativ rezistenti; in stare uscate ipsosulconline cca
2A% apl constitutivd; pentru evaporarea acestei ape gitransformarea ipsosuluiin sulfat
de calciu anhidru este necesari o energie considerabili; punerea in oper6 se face prin
tencuire sau prin montare de pldci.
FIBRO-CIMENT giVATA MINERALA: sunt produse cu coeficient de transmisie termicd
mic (termoizolatoare) care pot fi puse in operd singure sau asociate cu un liant (ipsos,
var sau ciment); plicile sunt fixate cu agrafe, cu guruburi, sau lipite.
VERMICULIT: este o l€gUqr_dgli_{'!lgqilie_nlqelqf; sub actiunea cdtdurii suferd o
puternice.qlegter-e in v:@m (pl1a !a Oe e0 Oe oii,rotu.n4 gu), inchiz_ind aer, de unde
capacitatea sa iermoizolanti; bunerea SaTn operi este simitara fibro-cimeniului.
PERLIT: este o rocd vulcanicd expandatS, utilizatd ca givermiculita.
ARGILA EXPANDATA: ugoari gi inertS, induee solicitiri nesemnificative in profilele
metalice care o suporte; este foarte slab conducdtoare de calduri gi rezisti la
temperaturi de 1200" C; se folosegte la umplerea spaliului dintre profilul de olel gi un
finisajexterior din tabld, ipsos sau alt material.
LEMN: degi poate pirea surprinzdtor a proteja un material incombustibil cu unul
combustibilca lemnul, bunele calit5ti termoizolante ale acestuia reduc cre$terea sarcinii
termice in elementele d'e ofel..' -
rfrlculEr-i Ai;LICATE cu ptsrolUL: cete folosite in prezent sunt constituite din
vermiculitd, perlitd, fibre minerale, etc + liant {frecvent ciment sau ipsos).
VOPSELE INTUMESCENTE (TERMOSPUMANTE): sunt produse care, sub influenla
cdldurii, se umfl5 gi se transformi ?ntr-o spumd cu grosime de citeva zeci de ori mai
mare ca grosimea iniliali; aceasti spumi formeazd izolalia termic5.
' Proprielale termofizicd a unui material, care desemneazd canlilatea de c5ldurd necesare penlru cre$terea
temperalurii unildlii de volum cu 1 grad. (conf. GlVONl, B, L'homme, l'arehitecture et le climat. Edition du Monileur,
Paris 1978)
2
Proprielale termofizicS a unui material determinat5 de fluxul de cSldurd care, in unitatea de timp, lraverseaze o unitate
de grosime a unei unitdti de suprafalS dintr-un material supus unei diferenle de temperalurd egal5 cu unilatea. {conf.
GlVONl, B, L'homme, l'architecture et le climat. Edition du Moniteur, Paris 1978). Materialele {efmoizolante au
conduclivitale termice mlca.
riscd sd propage incendiul.

lrot:cJla
11 tf:: +Ulol-9g,gt"'
a) Cu beton
b) Cu pl5cide ipsos + finisaj
c) Cu tencuialS ipsos pe retea + finisaj
d) Cu argilS expandati + tablS obignuitd
sau inoxidabil6
Stilpi
profile H, h = 260 mm
w,,
Durata de rezistenli la foc (t) a stilpilor 9i plangeelor din otel, cu diverse proteetii
P_rolgctj3 lgJog? -g^Il
ztlo t gl n ote l
a) Cu beton
b) Cu pl5cide ipsos
c) Cu pldcide ipsos + lemn, la plangeu de
lemn pe grinzi metalice: 1 - grindd de
o!el; 2 - traverse la fiecare 50 cm; 3 -
rigle la fiecare 50 cm; 4 - pldci de ipsos
de 2.5, 4 sau 6 cm ffunctie de
rezistenta la foc cerutd); S - rigld dublS
la fiecare 50 cm
Plangee
grinzi profile l, h = 300 mm
Beton
t = 172 min
ArgiE expandatd +
tabE inox 3 mm
l=247 min
try-1
-rl--lllr-'lL- 3cm
l.3i=,r
Tencuial5 ipsos
t =7!.mi1
TencuialS
vermiculiti-ipsos
t = 116 min
Pldciipsos
t = 1Q7 gin
Plici vermiculitd
t = 117 min
TencuialS ipsos
t =q3[!l
Tencuia16
vermiculitd-ipsos
t=97min
l:.;77/a.,73,*'-itrtf '"
ii I ll ^
Lt+J-:,;'
Pldcide ipsos
t=!7-f!
PlSci vermiculitd
t=84min

CONSTRUCTIIDIN OTEL
Problema protecliei contra incendiilor trebuie avutd in vedere de la inceputul proiectirii, fiind,
inainte de toaie, o problemi de conceptie.
Se cunoagte din experienli faptul cI o structuri metalici igi reduce rezistenta sub efectul
cildurii;
9yp?_"9,_"Eqgr?t-us-old{gt
jlugg15!"- 5000 aceaslglgli-slgnt_e*$eyin9 insuricientd si
exrsra nscur praou$rnr Insranlanee a slrucluril.
l'p.,inprincipiu,pedouecdi,cepotficombinateintree|e
sau nu.
Cea mai simpl5 solulie este, evident, r9dqg9p31 riggr{'{i._de_plg_q"Ucqfg q" !n.c,e1{iului, respectiv
eliminarea materialelor inflamabile-sat care dqajd tum nociv sau Coroziv (cazul
materialelor plastice); astfel se reduce sarcina termici 9i pericolul de fum.
lzolarea componentelor vitale ale structuriicu o proteclie pasivi constituiti din imbricarea cu
un material ignifug gi izolant (de tipul celor ardtate anterior), ca gi realizarea unui sistem de
proteclie activi, ce presupune prevederea unei instalatii automate de stropire a structurii,
constituie o ahe categorie de misuri de avut in vedere.
Mdsurilel|e_pqgtqgtiq pasivi aldturi de caracteristici cum ar fi sistemul de_-alarmd,
tiifrBur.?6eSarffipartimenterile{v.risculdepropagare-aincenoiLtui;,
numdrul de etaje gi accesibilitatea, definesc riscul potential de incendiu efectiv care, in
ultimd instanle, determind vulnerabilitatea clidiriiin raport cu risculde incendiu.
In multe cazuri structura metalice poate rdmine aparente, deci neimbrdcatd in alte materiale, pe
baza determindrii riscului de incendiu efectiv sau prin realizarea unei protectii active.

I
I
coNSTRUCTil DtN OTEL
PROTECTTA CONTHA COROZIUN|I
Elementele din oleltrebuie protejate pentru prevenirea coroziunii, datoratd in principal umiditSlii
aerului, indeosebi atunci cind aceasta depigegte 60%. Functie de agresivitatea atmosferice gi
durata de viatd preconizati pentru construclie, aceaste proteclie va fi mai mult sau mai pulin
severS.
PRINCIPII DE BAZA:
' Curdtarea suprafelei
Se realizeazd de reguli prin sablare, cu grad diferit de acuratele (sablare semi-ingrijiti, ingrijiti
- cazulcurent, sau'la alb') funclie de exigenlele specifice fieciruicaz in parte;simpla periere nu
,qs!e in ggneral suficienti pentru a indepdrta calamina de pe profitele laminate. """
. Straturite de bazi {Srund)
lmediat dupi sablare se aplicd in mod curent unul din urm5toarele produse, in 1 - 2straturi:
- .miniu
de plumb (rareorifotosit astizi)
- fo_gla! saq 9!l!c-91oq 4ry
- pudr-5 de ziry {apllcatd ca vopsitorie din 1 sau 2 componente)
po-ud stratud de bazd fdrd tratament ulterior permit oblinerea unei proteclii suficiente pentru
elemente constructive iiiate ta addpost de umiditate gi de climaiul exterior.
' Straturile de finisare
Se aplici pentru qre--q!-e-Le?
F-zistgltei lq coroziune (in medii cu agresivitate crescute) sau din
ratiuni estetice; trebuie aplicate imediat dupd aplicarea grundului, acesta putindu-se altera
inaintea vopsirii definitive. Vopseaua de finisare trebuie si fie compatibild cu stratulsuport.
ALTE MTJLOACE DE PROTEG||E:
. Zincarea
. Tencuielilebituminoase
. Otelurileinoxidabile
' Olelurile patinabile

PRODUSE DE BAZA DrN OTEL
Plecind de la semFproduse (lingouri, blum-uri, muluri, etc) industria siderurgicd oferd 4 tipuri de
produse de-ba2a (semi-finite) din olel, ce diferi funclie de procedeulde fabricalie.
1. OTELURTLAMTNATE
Constituie principalele produse folosite in construcliile metalice.
Laminarea se efectueazd plecind de la seqippluse (lingouri) reincdlzite in cuptoare electrice
'ggurce|e.9e$.Dupioprim5fazaad@fivitprogresiv?ntredoisaumaimulticilindri de fontd sau otel, cu sensuri contrare de rotire. Se utilizeazi cilindri canelati pentru
profile gicilindri plali pentru table.
I r lYlareg_[ggr_t?te ? plgqg!*!_f?19_9ilg la structuri metalice sunt,oleluri laminate la cald.
O parte importanti a tablelor taminatEla cafO eite utterioi taminata A rece pentru reducerea
grosimii; se oblintable:gllil(q! : llr)
Laminarea la rece este utilizatd in principal pentru fasonarea tablelor subtiri gi obtinerea de
profile cu pereli subliri.
Otelurile laminate au caracteristici standardizate (la nivel national - STAS; la nivel european -
EURONORM)
2. OTELUHI TRASE sau TREFILATE
Prin tragere sau trefilare (la cald sau la rece) un produs laminat este adus la o sectiune mai
micd 9i la o lungime mai mare. Procedeul este utilizat ?n special pentru confeclionarea barelor
de armdturd gi a cablurilor din o!el, intrucit permite ameliorarea rezistenlei la intindere a
olelului.
3. OTELURT TURNATE
Prin turnare in forme refractare se pot obtine piese de forme complexe, dificil de realizat prin
suoriia. Procedeul nu este economic decif in masura in care costil tipaiutuiffiGTi"Emortizat
Trffio serie mare de piese identice. P_g&p=fn-"i_ry1are pleci4e a pieselor, o mai buni calitate
a suprafetelor sau pentru realizarea deJiiFe pentru asamblarb,pisele turnate potli uzinate.
4. OTELURT FORJATE
Prin fasonare la cald cu ajutorul unor prese hidraulice de mare putere, se oblin piese
{stilRi,
plScide bazd) de maridimensiuni.
. PRODUSE UZINATE
Plecind de la laminate de serie sau de la oteluri turnate, este posibile producerea unor piese
prin uzinare. Pot fi astfel realizate: geuri, filete, crestituri sau decupaje de mare precizie,
precum gi profile obtinute prin formare la rece gi/sau sudarea de produse plate (table). Uzinarea
(ca giturnarea) este economicd numai atuncicind cantitatea de piese identice este mare.
pline
*-?
10

I
I
i
t CONSTRUCTII DIN OTEL
tr PRODUSE LAMINATE
Simbol STAS: I
"ir E,r"p"
".
f"l".esc profile cu urmdtoarele simboluri:
- IPN - cu profil normal
- IPE - cu profil european
- IPER - cu aripi ranforsate; ine{imi 140 - 600 mm
Inatimile profilelor standardizate in RomAnia' (h) variaze intre 80 9i 400 mm
[inSllimile profilelor europene ajung la 600 mm]; Iatimile (b) sunt cuprinse intre 42
gi 155 mm; grosimea'inimii'{d) este cca 1/10 din ldlimea profilului (b).
lg$mi (l): 6 - 12 m.
Exemplu de notare pe desen: | 40 ...1250 {pentru h = 400 mm; | = 1250 mmi
Utilizare: grinzi; stilpi cu incdrcdri reduse.
Nu existd profile standardizale in RomAnia. In Europa se folosesc profile
slandardizate din aceastd categorie, cu urmatoarele simboluri:
- HEA - cu aripi ugoare
- HEB - cu aripi normale
- HEM - cu aripi groase
- HHD - cu aripi foarte groase
Pind la profile de 300 mm, ineltimea este egale cu ldlimea telpii; peste S00 mrn,
ldtimea nu depagegte 300 mm inditeren.t de ina[imea profilului care poale ajunge
pine la 1000 mm.
Utilizare: qrlz,i_il'coyo,_tale_9i stilpi comprimati: profitetete HHD sunt utilizate in
pnncipal ca sillpi.
Simbol9-!-4S-: U
ln Europa se folosesc profile cu urmdtoarele simboluri:
- UPN - profile normale cu margini inclinate
- UAP - profile cu margini paralele
Dimensiuni curente: inSllimile profilelor slandardizate in Romania" (h) variazd intre
65 gi 300 mm, pentru lalimi (b) cuprinse inte 42 gi 100 mm; grosimea ,inimii, (d)
variazeinte 5 gi 10 mm.
LgE[i(l):6-12m.
Exemplu de nolare pe desen: U 30...12S0 (pentru h = 300 mmi | = 12SO mm)
Utilizare: grinzi de bordaj, grinzi gi stilpi dubli, diagonale de contravintuire.
PIo_1_9f-49' r
Dimensiuni curente: in6[imile profilelor standardizate in Romania' (h) variazE inlre
20 9i 50 mm; (a) = (h); grosimea (g = t = r) variazd,intfe 3 Si 6 mm.
Lungimi (l): 4-8m.
Exemplu de nolare pe desen: T2 ...1250 (pentru h = ZO mm; l= 1250 mm)
' srAS E6s -go
'srAs so+ -Bo
'srAS s66 -68
OTEL I
blr
H
ffi*kHEM-HD
oTEL
@
H
.*fu*
HEB
TJHEA
uoTEL
yt
OTEL T
t1

Simbol STAS: L
Pentru profilele standardizale in RomAniao, Elimea aripilor {a) vaiaze de la 20 la
160 mm; grosimile (g) variazd de la 3 - 4 mm {la profilele mici), pini la 14 - 16 rnm
{la profilele cele mai mari).
Lungimi (l): 4 - 12 m.
Exemplu de notare pe desen: L 20x 20x 3 ...425 (penlru a=20 mmi g = 3 mm; I
= 425 mm)
Simbol STAS: LL
Pentru prolilele standardizate in RomAniau, ldlimile aripilor sunl 80 - 100 mm latura
lungd (a) gi 65 - 75 mm lalura scurtS (b); grosimile (g) sunl 8 - 9 mm.
Lungimi (l): 4 - 12 m.
Exemplu de nolare pedesen: LL60x 40x 5...675 {pentru a = 60mm; b = 40 mm;
g = 5 mm; l= 675 mm)
Latura sectiunii (a) variazd intre I gi 60 mm.u
Lungimi il): 2-6m
Exemplu de notare pe desen: E 25 ..2000 (pentru a = 25 mmi | = 2000 mm)
Diameirul {d) variaz d intre 10 gi 150 mm.?
Lungimi (l):2-6m
Exemplu de nolare pe desen: @ 20 ...WAO {pentru d = 20 mm; | = 5000 mm)
grosimea peretelui (t) variaze
oTEL CORNTER CU
ARIPI EGALE
oTEL CORNTER CU
ARIPI NEEGALE
TEVI
OTEL PATRAT
t ,
-t/
J%IVItl
t- q I
r-----t
oTEL ROTUND
t//A//a
f././/,/,/././././/1
wDiametrul exlerior (D variazd intre 25 gi 377 mm;
intre 3 gi 22 mfi."
Lungimi (l): 4 - 12.5 m
Exemplu de nolare pe desen: Jeavd 60 x 6 ...7520 (pentru D = 60 mm; t = 6 mm; I
= 7520 mm)
" STAS 424 -80
'srAS 425 -Bo
'STAS 334 -Bo
'srAS 3s3 -80
'srAs4o4/2-80
12

CONSTRUCTIIDIN OTEL
Latura (a) variaTeintre 20 gi 42 mm; grosimea peretelui (g) variaza intre 1 - 1.s
mm gi 2.5 mm.'g
Lungimi (l): 3-7m
Exemplu de notare pe desen: Jeavd pdtratd 60 x 6 ...700 (pentru a = 60 mmi g =
6 mm; l= 700 mm)
Latura mare (a) are 30, 40, 50 mm sau 106 mm; latura micd (b) are 18, 20, 25, 80,
40 mm sau 60 mm; grosimea peretelui (g) variazd intre 2 gi 3.5 mm, pina la 6-9
mm in cazul levilor de 106x60. ]evile pind la S0x40 se execule prin {ragere la
rece. |evile 106x60 se execuld prin laminare la cald.'o
Lungimi (l): 3-7m
Exemplu de notare pe desen: Jeavd dreptunghiulard 50 x 40 x 3.S ...700 (pentru a
=50mm; b=40mm; g=3.5mm; l=700mm)
a=2A- 370mrn; b=2-5mm"
Livrare sub formd de rulouri de 18 - 100 kg.
Exemplu de notare pedesen: 50x3...120 (penlru a= S0 mm; b =B mm; I = 120
mm)
a= 2Q - 150 mm; b = 5 - 50 mm'"
Lungimi {l}: 3 - 12 m
Exemplu de notare pe desen: 80 x 16...120 ipentru a = g0mm; b = 16 mm; | =
120 mm)
Se realizeazd (la noii prin tSiere din table
a = 160 - 600 mm; b = 6 - 40 rnm
Exemplu de notare pe desen: 160 x 10 ...17S (pentru a = 160 mm; b = 10 mm; | =
175 mm)
Grosimi: 3-150mm; lelimi: 1-4m'3.
Lungimi (ll:4-12m
Exemplu de nolare pe desen: 15 x 1430 ...560 (pentru grosime = 15 mm, ldlime =
1430 mm; lungime = 560 mm)
'srAS 6086 -zo
'o srAS 6086 -70
" STAS 909 -g0
'" srAS 39s -Bo
" srAs 4s7 -go
TEVr
DREPTUNGHIULARE
OTEL LAT
PLATBANDA
TABLA GROASA
TEU PATRATE
BANDA DE OTEL
13

@NSTRUCTIIDIN OTEL
Simbol STAS: TS
Grosimi (al: 4 - 10 mm; lSlimi: 700 - 1500
mmto
Lungimi (ll:4-12m
Exemplu de notare pe desen: TS 7 x 500 x
4000 (pentru grosime = 7 mm; l5time = 500
mm; lungime = 4000 mm)
Grosimi (1): 0.75 - 1.5 mm; inSllimea ondulelor
{a): 20 - 40 mm; Elime tolaE (c): cca 800 -
&50 mm'u
Lungimi (l): 2 m
Exemplu de nolare pe desen: TO 100 x 3 x
1.0 ...2000 (pentru b = 100 mm; a = 3 mm; d =
1.0 mm; l= 2000 mm)
- TIP 35/187.5 [unde 35 = a; 187.5 = b]
- TtP 6012m
- TtP 60/12s
Grosimea tablei (t): 0.75 = 1.50 mm. Letimi
{B): 750; 600; 500 mm. Lungimi (l): pind la 6
m: la comandS.
Exemplu de notare pe desen:
TC35/187.5/1-O?SA - 2500 (penlru a = 35
mm; b=187.5mm; t=1.0mm; B=750mm;
l= 2500 mm)
PROFILE DIN TABLA CUTATA
Forma profilelor poale fi realizatd prin laminare la rece
sau prin presare la lece. O caracleristicd a profilelor
formale la rece este grosimea constanla a peretilor. La
profilele produse prin laminare la rece grosimea este in
general 0.4 - 8.0 mm; la cele produse prin presare la rece
grosimea poate sA ajungd pind la 20 mm.
u PRODUSE DtN TABLA SUBTTRE FORMATE LA RECE
BARE CU PERETT SUBT|RI
Secliuni slmple
L L LLI-t0DC0el
r r- F il-::11 rltL L- tL Jl tt J ru
ghi,==_ik
mJtSecliunicompuse
tr T= T _lrrr
A *,lt- ll "il J"=J c=]l-J GJ I: -:
.l"bdou
ilr Tlr rr rr trll ll ll il ilr ,,,
"l----ll= lL---quJl CJItJ JIL-
PLACI PROFILATE
Fn/n
"t7:== ,: fi=- nil //1 / ll
dJ r+r tL---Jl t
" STAS 3480 -80
" srAs 2029 -68
TABLA STRIATA
TABLA ONDULATA
't4

PROCEDEE DE ASAMBLARE
Constructiile metalice sunt realizate din elemente prefabricate (ferme, stilpi, grinzi,
contravintuiri, etc) asamblate intre ele; acestea sunt, la rindul lor, confectionate prin asamblarea
produselor laminate (profile, table, etc).
In conslructiile metalice se folosesc {oye ma! categorii de asambldri:
. mecanice: cu'tije'(nituri, buloane)
. coezive: prin sudare sau prin incleiere
Funclie de scopul urm6rit, se disting urm5toarele tipuri de imbindri:
, prinderi in atelier (fixarea unor piese de alte piese, de ex. prinderea unei console de stilp)
. innidiri (la confecfionarea unor elemente a cdror lungime depigegte lungimile de livrare a
laminatelor)
. solidarizdri (la elemente realizate din mai multe profile laminate, de ex. imbinarea talpd -
inimd la o grindi I din platbande)
La elementele cu lungimi relativ mici (sub 20 m), imbinirile se pot executa in atelier.
Elementele cu lungimi mari, care nu pot fi manipulate gi transportate la gabaritul final, se
executd ?n atelier pe tronsoane; acestea sunt ulterior asamblate tntre ele pe gantier.
Principalele procedee de asamblare au urmitoarele domenii preferentiale de utilizare:
. lmbindrile cu nituri sunt recomandate pentru:
- prinderide atelier
- innidiri
- solidariziri
(in prezent de reguld inlocuite cu suduri)
' lmbindricu suduri
- solidarizdri
- prinderi giinn5diri de atelier
- prinderi giinnidiri de gantier
. lmbindricu buloane
- prinderide gantier
- innddiride gantier
- imbindridemontabile
tr BULOANELE
Sunt fabricate din ttje de otel rotund gi cuprind un cap (hexagonal), un corp (parfial filetat) gi o
piulitd mobilS (tot hexagonald). Bulonarea permite montarea fird probleme a unor elemente in
prealabil trat'ate anticoroziv; constituie procedeul cel maijudicios a fi utilizat pentru asamblirile
realizate in gantier.
Existi doud tipuri de buloane, funclie de calitatea olelului:
' buloane (guruburi) obignuite: asiguri transmiterea eforturilor de la o piesd la alta a
imbindrii prin intinderea tuei sau prin contactul dintre tija gurubului gi peretele gdurii;
' buloane (guruburi) de inalti rezistenla pretensionate (lP): asigurd transmiterea
eforturilor de la o piesd la alta a imbinirii prin frecarea care apare ?ntre piese datoritd
strfngeriiexcesive a piulitei (cu cheidinamometrice sau cu aparate pneumatice)
15

tr NITURILE
Au fost mult timp singurul procedeu de asamblare in construcliile metalice; in prezent utilizarea
lor este foarte redus6, datoritd timpului lung gi mijloacelor de punere in operi complicate. Nitul
'clasic' este alcdtuit dintr-o tijd cilindrici din otel moale, avTnd un cap in formd de calotd sfericd
(cap de agezare). Inc6lzitin prealabil la cca 10000 C, nitul este introdus in gdurile prevdzute in
piesele de asamblat gi presat cu ajutorul unei prese hidraulice sau al unui ciocan pneumatic.
Prin aceasti operalie materialul plastic umple gaura, formind totodati cel de-al doilea cap;
capul existent este presat cu o piesi numitf,'contrabuterolS', in timp ce noul cap se formeazi
cu ajutorul unei piese similare, numite 'buterold'. Prin r5cire, nitul se contractd gi stringe
pachetulde piese.
ln afara niturilor cu cap semirotund, la imbinarea laminatelor din olel se mai folosesc nituri cu
cap inecat sau semiinecat, nituri cu cap tronconic, nituricu cap inalt, etc
La imbinarea profilelor din table subtirise folosesc:
. nituriobignuite (cu cap semirotund, plat, tronconic, semiinecat), fasonate la rece
. nituri speciale: nituri tubulare, nituri filetate, nituri-piulitd, nituri fasonate cu exploziv.
tr NITURILE AMERICANE
lmportate din SUA in Europa cdtre 1970, sunt fabricate din olel gi au aceleagi caracteristici ca gi
buloanele de inaltd rezistentS. Dupd ce a fost agezat in gaura care traverseazd piesele de
imbinat, nitul este fixat cu ajutorul unui pistol hidraulic. Fati de nituirea tradilionali, operaliunea
se efectueazd la rece 9i necesitd accesul ciocanului pneumatic doar dintr-o parte.
u SUDURA
Sudarea se realizeazd prin topirea localS a olelului, cu sau fird aport de metal, in aga fel incit
sE fie reconstituitd continuitatea materialului, importantd pentru transmiterea eforturilor.
Aceasti 'continuitate reconstituita' este vizibild pe suprafala structurilor aparente. Sudurile
efectuate pe gantier trebuie protejate contra coroziunii.
Tratamentul termic suferit de material provoacd deformalii, contraclii interne gi modificdri ale
structuriicristaline a otelului, deci modific5ri ale proprietdtilor sale mecanice.
Nu toate otelurile sunt sudabile; sudabilitatea depinde de compozilia chimici a aliajului: cu cit
otelulcontine mai mult carlron, cu atit sudarea devine maidelicatd.
Procedeul curent folosit in constructiile metalice este 'sudura cu arc' ce utilizeazd cildura
produsS de un arc electric pentru a aduce olelul la temperatura sa de topire. Metalul
suplimentar, care se prezinti sub forma unei baghete (electrod), se topegte sub efectul cildurii
gi umple golul dintre piesele de sudat. lmbinirile sudate se executi cu cuseturi in capete (in
adincime) sau de col! (?n relief).
Permit?nd asocierea pieselor fdrE discontinuitili, sudura reprezintd un mod ideal de asamblare;
oblinerea unor rezultate bune depinde insd esenlial de asigurarea unor condilii de execulie
foarte precise. Controlul calititii sudurilor se poate face prin mai multe procedee nedistructive,
cu grad diferit de precizie (control vizual, cu spray-uri, cu ultrasunete, cu taze xsau gama).
Din punct de vedere economic, este preferabil a se evita - pe cit posibil - realizarea de suduriin
gantier; sudurile se vor concentra astfel la un numdr limitat de piese realizate in atelier.
tr ADEZIVII
Incleierea constituie un mod de asamblare recent, in plind dezvoltare; teoretic este un mod de
asamblare ideal, care nu necesitd lucrdriample de pregdtire a pieselor gi nu produce deformalii
in cursul executerii. Existd numeroase tipuri de adezivi, in general din doui componente.
Incleierea este ince pufin folosite in construcliile metalice, lipsind verificarea practicS in timp.
16

,-rtt
F-+-{+
-ErFUr
-II
/1
E
#NITURI
NITURIAMERICANE
---lrr_
-:]C )C
---1r ll/-
-rc llcSUDURI
17

CONSTRUCTIIDIN OTEL
SUDURA CU PENETRARE COMPLETA, CAP LA CAP. SUDURA CU PENETRARE COMPLETA, iN K.
.+' lefectivb
SUDURA CU CONDON DE COLT Se considerd eficiente numai cordoanele cu I u,,,n > 8a
I
ll
H
n"aL
trs= 2
F"=
ns
IMBINARI BULONATE nr. sec!. rezistente ale unui bulon
+#,
.'rFr.
a) b)
Doui posibile mecanisme de rupere a
pieselor imbinate cu buloane: pdn forfecare
(a) gi prin intindere (b). Ruperea prin forfecare
se previne prin respectarea condiliilor privind
distanlele fald de margine giintre buloane.
Guseul de legdturd al unei structuri zabrelite
se executa admitind cd tensiunile induse de
buloane se distribuie sub un unghi de 300 de o
parte $i de alta fate de direclia solicitarii.
I8

cordon de contact
cu penetrare completa
NOD INTRE DOUA GRINZI I REALIZAT CU SUDURI.
u'= 3,375
-f4
L50x50x5
I
-r
i
8,
I
+-I
+l3
I
le
I
+l3
+
cornier de pozitionare
pentru montaj
NOD INTRE DOUA GRINZI I REALIZAT CU BULOANE.
19

,60 60 60 60 60 60 60
-f-1--ffi
t '---180
70
+'- l.
-
180.7.480
70.7.480
ou)
ra,
n
n
o
to
)/ r + Yt'30 60 60 60 '30
240
IMBINARE DE INNADIRE INTRE 2 GRINZII. REALIZATA CU BULONNE
N, r.r.rio
IMBINARE DE INNADIRE INTRE 2 GRINZII, REALIZATA CU SUOUNI
ee
ee
oe
o@
@@
@@
@@
o@
@@
7 .?.300
a
20

@NSTRUCTil ptN OTEL
CITEVA REGULI GENERALE ...
Prin caracteristicile sale, olelul oferi o mare libertate de conformare a elementelor structurale
(stilpi, grinzi) gi permite realizarea de structuri deosebit de svelte, cu gabarite reduse gi cu
punere in operi rapid6, prin metode de montaj 'uscat'. Ca atare, domeniul specific de utilizare a
olelului esie in general caracterizat de cerinte deosebite in ceea ce privegte solicitirile,
greutatea redusi, montajul rapid gilsau posibilitatea demonterii: construclii inalte, structuri de
acoperire a unor deschideri mari, supraetajdri ugoare, restaureri discrete gi reversibile,
construclii provizorii.
O construclie metalicd rezultd din asocierea de profile gitable standardizate, ca'bucdli' ale unei
'cutii' montate. Ca atare, a construi din otel presupune a stApini proeedeele de imbinare, ce
influenteazd in mod considerabil costul construcliei. lat5 deci unul din motivele pentru care, din
toate timpurile, sectorul constructiilor metalice a acordati o atenlie deosebiti tehnicilor de
asamblare.
In raport cu multitudinea formelor de utilizare pe care le permite olelul, este practic imposibild
realizarea unui 'repertoriu' exhaustiv de solutii constructive eficiente; este insd nu numai posibil,
cigi important a avea in vedere o serie de reguli generale ce permit realizarea structurilor din
otel in conditii economice.
Experienfa aratd cd autorii proiectului sunt cei care contribuie esenlial la realizarea in condilii
economice a uneiconstructii metalice; conceplia structurii portante 9i rezolvirile de detaliu pot
conduce la realizarea a cca 213 din economiile posibile. Metodele de preuzinare gi modul de
montaj Tn gantier oricit de ralional, nu pot reduce semnificativ costul unei construclii concepute
de o manierd oneroasd. Faptul cE pot fi realizate economii importante datoritd unor detalii
constructive bine studiate, constituie o caracteristicd a construcliilor metalice.
La proiectarea unei construclii cu structura din olel este necesar a line cont nu numai de
dimensiunile pe care trebuie sd le aibi elementele portante, ci gi de felul in care sunt realizate
'nodurile', respectiv felul in care elementele structurale se imbind intre ele. Alegerea tipului de
structuri gi a schemeistaiice asociate este strins legati de modul de imbinare intre elementele
structurale; pe de alt5 parte, dimensiunile diferitelor elemente structurale pot fi influenlate de
caracteristicile 'nodurilor', respectiv ale imbinirilor. In plus, o alegere judicioasd a profilelor gi a
asamblirilor contribuie semnif icativ la scdderea costului structurii.
Arhitectul gi inginerul stabilesc in comun conceplia construcliei gi sistemul portant: condiliile de
utilizare gi eventuale modificdri in timp ale construcliei, dispunerea stilpilor 9i grinzilor ?n raport
cu inchiderile 9i compartimentirile, alegerea unei trame economice gi stabilirea inSllimii
plangeului, alegerea profilelor gi dimensionarea lor. Existi totodate o multitudine de posibilitili
de ameliorare a proiectului prin contribulii ale divergilor parteneri implicali in realizarea
construcliei (arhitect, inginer de structuri, inginer de instalalii, tehnolog, atelier de construclii
metalice, constructor executant), in raport cu misiunile specifice fieciruia gi printr-o cooperare
interdisciplinat6 perrnanentd, in care este esenlial ca fiecare din specialigtii implicali si
posede cel putin notiuni elementare proprii celorlalte domenii. O colaborare eficienti ?ntre
parteneri este o condilie esentiali nu numai in ceea ce priveqte costurile, dar gi pentru
asigurarea calitatalii imaginiiobiectului arhitectural, indeosebiin cazulstructurilor aparente.
Sintetizind, se poate spune c6, in ceea ce privegte proiectarea unei construclii cu schelet din
otef , este necesar a avea in vedere - in mod corelat - urmitoarele aspecte:
' forma rationali a elementelor structurale ?n raport cu diversele situalii de utilizare;
' caracteristicile'nodurilor', respectiv modalitSlile de asociere a elementelor structurale;
. tipulde structur6 gischema static6 asociati;
. verificarea prin calcul a rezistenlei gi stabilitdtii structurii (exclusiv in sarcina inginerului);
' alcituirea inchiderilor gicompartimentdrilor, ca gi relalia lor cu structura portanti.
21

ELEMENTE STRUCTURALE
Unuldintre avantajele otelului ca material de ralizare a structurilor portante este marea liberate
pe care o permite in conformarea elementelor structurale, fie ele profile laminate utilizate ca
atare sau alcdtuiri compuse, gi, pe aceasti baz5, posibilitatea de a alege forme rationale in
raport cu solicitirile la care sunt supuse elementele structurale.
Alegerea rationald a formelor se bazeazd pe c?teva noliunifundamentale de statici gi rezistenta
materialelor.
STATICA
Orice element structural trebuie sd se afle in stare de echilibru sub acliunea forfelor exterioare
(incircdri utile, greutate proprie, vint, etc) gi a legdturilor care il menlin in pozilie (reazeme,
incastrdri).
soLrcrrAR| $ REZ|STENTA
Transmiterea incirc5rilor implicd 'mobilizarea' fortelor interne, numite solicitdri. Limitele lor
(rezistenla ultimd) sunt determinate de materialele gi secliunile utilizate; functie de solicitarea
specifici fiecdrui element structural (grindd, stilp, tirant, etc) vom avea: rezistenti la incovoiere,
rezistenti la compresiune, rezistenth la intindere.
f n toate aceste cazuri, existd o anumitd deformalie a elementului structural; aceaste deformatie
este in general reversibild (se anuleazd cind dispare incdrcarea). Materialuligi manifesti astfel
ELASTICITATEA gi RIGIDITATEA la deformare, prin doui caracteristici: modulul de
elasticitate al materialului gi caracteristicile secliunii solicitate, respectiv aria (A) gi
momentul de inertie {l).
Alte solicitdri care pot apdrea: forfecarea (ex. bulonul rezistd prin forfecare la efortul exercitat
asupra pieselor metalice imbinate); torsiunea (ex. grinzi curbe sau incdrciri excentrice)
Toate aceste moduri de a 'rezista'se pot combina pentru a echilibra forlele exterioare (spre
exemplu, intr-o grindd incovoiati o parte a incdrcdrilor este preluatd prin rezistentd la
forfecare).
INCARCARILE
Pot figrupate ?n mai multe categorii:
' lncdrcdristatice:
. lncircdridinamice:
' Incdrciriocazionale:
' lncdrcdrispeciale:
greutate proprie, ?ncircdri utile uniform repartizate sau
concentrate, presiunea pdmintuluisau a apei.
vint, trepidatii ale unor utilaje, vibraliidin trafic auto.
varialii de temperature, atacuri chimice, contractia
betonului
cutremur, impact, incendiu.
CARACTERISTICILE MATERIALULUI
Se poate demonstra experimentalcd pentru majoritatea materialelor, giin particular pentru otel,
deformalia este propo{ionalS cu incircarea atita timp c?t nu este depdgiti o incircare limite ce
definegte astfel LIMITA ELASTICA. Limita elastice a olelului se numegte gi limitd de curgere,
intrucit dincolo de aceastd limitd se mentin deformatii permanente chiar gi dup6 disparilia
incircdrii; dincolo de acest punct metalulse comportd decica un material plastic.
22

Este evident cd in structura unei clSdiri nu se admite incdrcarea elementelor pini la limita
elastice; este necesard pistrarea uneianumite marje de STGURANTA.
Principiile de bazi pentru dimensionarea unei structuri portante surit:
Aceste trei aspecte conditioneaz5 posibilitatea de utilizare a unei structuri; dacd una din cele
trei conditii nu este respectatd, constructia rezulti inutilizabil5.
Verificarea rezistenlei gi stabilitSlii (sau verificarea siguranlei structurale) presupune a
demonstra ci solicit6rile rezultate din incircdri, multiplicate cu un coeficient de sigurantd, nu
depdgesc rezistenla ultimd a structurii gi a elementelor sale.
Problema stabiftelii se referd la stabilitatea generald a structurii, la prevenirea flambajului gi a
rdsucirii elementelor comprimate gi respectiv incovoiate, ca gi la 'voalarea' (iegirea din planul
propriu) a unor pdrfi de secliune. Exemplul cel mai frecvent ?ntilnit il constituie barele
comprimate. (Problema stabilitdlii de ansamblu este tratatd intr-un capitol separat)
o Stabilitatea barelorcomprirnate. Flambajul,
ln cazul elementelor de structurd solicitate la compresiune, deformatiile nu joacd in general un
rol determinant; ?n schimb poate apare un alt fenomen: FLAMBAJUL, ca formi de instabilitate
proprie elementelor comprimate zvelte. Aceastd zveltete depinde de lungimea liberd a
elementului (lungimea de flambaj) 9i de 'imprigtierea' materialului in sectiune. Astfel, cu cit
elementul este mai zvelt (lungime de flambaj mare gi/sau material concentrat in centrul
sectiunii), cu atTt ?ncdrcarea la care elementul comprimat igi pierde stabilitatea va fi mai mic6.
Profilul ideal (cel mai economic) rezultb a fi teava rotundS, profilul care asiguri stabilitatea la
flambaj cu cel mai mic consum de material, 'imprAgtiat' radial in toate directiile. (v. fig - bare
comprimate: clasament aldiverselor sectiuni posibile, in ordinea eficienlei economice)
Verificarea 'aptitudinii de serviciu' presupune a demonstra ci deforma$ilor corespunzdtoare
incdrcirilor reale din exploatare nu vor depdgi valori acceptabile pentru utilizarea clSdirii, Este
cazul general al elementelor ?ncovoiate. Restrictia privind deformatiile trebuie avutd in vedere
cu atenlie special5 atunci cind elemente fragile dar rigide (ex. pereli din cSrimidi) reazemd pe
elemente incovoiate (grinzi, plSci).
. Deformarea barelor incovoiate. Sigeata,
Pentru un anumit material - in cazul de fale otelul - solicitat la ?ncovoiere, cu un anumit modul
de elasticitate, singurul factor care influenteaz6 deformalia este forma secliunii, respectiv
'imprdgtierea' materialului pe directia de incovoiere ('sdgeata' unei grinzi va fi cu atit mai micd
cu c?t materialul este mai'imprdgtiat'pe verticalS). Pentru aceeagi greutate (acelagi consum de
material), profilul de grindd cel mai rigid este cel la care materialul este plasat cel mai departe
de centrulde greutate alsecliunii. In condiliide rigiditdtiegale, cel mai economic profil de grindi
(cu cel"mai mic consum de material) este cel dezvoltat pe indllime. (v. fig - bare incovoiate:
comparatie Tntre diverse profile de grinzi)
23

BARE COMPRIMATE
CLASAMENT rN ORDTNEA EF|C|ENTEI
(penlru lungime de flomboj= 3.50 m; incdrcore 600 kN - 60 t; OL 37)
io/ xo.J 180 x 180 x 8 HEA 220 HEB 180 HEM I{O @ 120 tr 100
40.6 kg/m 43 kg/rn 50.5 kglm 51.2 kg/m 63.2 kgm 89 k/m 79 kg/m
oceeo$istobilitote lo flomboj/ consum diferif de motenor
BARE INCOVOIATE
PROFILE CU ACEEA$I RIGIDITATE / CONSUM DIFERIT DE MATERIAL
lI)tr l?n
O 160 mm E l40x 140 HEM t40 HEt] t80
@ W rere158 kg/m l5a kg/m 63 kg/m 5l kg/m
HEA 2OO
T-*i,*
42 kg/m
PROFILE CU ACEI.A$ICONSUM DE MATERIAL / RIGIDITATI DIFERITE
100 mm D 90 x 90 HEM t40 250x250x6,1
47.0 x
Consecin!5 practic5: in condiliieconomice, elementele incovoiate trebuie se fie cit maiinalte
(cca 1115 - il2A din deschidere).
Tf >-r
6.7 x
HEB 2OO
fl
J
ll.6 x
l80x l80x l0
53 kg/m
IPE 4OO
@
lx
%
l,l x
36 k/m
HEA 260

coNSTRUCTil prN OTEL
STILPII: VARIANTE DE ALCATUIRE
St?lpii sunt caracterizatiin principal de solicitarea la compresiune; ei sunt proiectali gi verificali
acordind atentie riscului de flambaj. Ca atare este oportund alegerea unor secliuni transversale
care, pentru aceeagi cantitate (arie) de material, se il distribuie cit mai departe de centrul
geometric al secliunii.
Stilpii pot fi obtinuti dintr-un unic profil laminat I (a) sau H (b - acolo unde existd astfel de
laminate), din teavd cu secliune circulard (c) sau rectangulard (d), sau din asocierea mai multor
profile gi/sau table pentru a forma secliuni compuse (e, f, g, h).
Utilizarea stilpilor cu sectiuni compuse se poate dovedi judicioasi in legiturd cu exigenle
privind trasee verticale de instalatii.
Alegerea tipului de stilp are la baz5 considerente de ordin static (arie necesard in raport cu
incirc6rile, stabilitate la flambaj), precum gi exigenle legate de execulie, respectiv facilitatea
realizdrii imbinirii cu grinzile gi contravintuirile.
25

MNSTRUCTIIDIN OTEL
GRINZTLE: VARIANTE DE ALCATUIRE
tr GRINZI CU INIMA PLINA
Grinzile sunt caracterizate de solicitarea compusi din incovoiere + forfecare; forma cea mai
rationald a secliunii este cea in I. Se folosesc profile laminate I {a) sau H (b - acolo unde existd
astfel de laminate), eventual ranforsate cu platbande sudate (c). Din profile I pot fi oblinute
grinzi cu inAltime majorati prin decuparea 9i sudarea decahte a inimii (d - grinzi 'expandate').
Pentru grinzi de bordaj sau de plangeu se folosesc Ai profile U, cite unul (e) sau cite doud
cuplate (f), eventual ranforsate cu platbande (g). Atuncicind nu se gesegte un profil adecvat, se
poate recurge la secliunicompuse din laminate sudate (h, i, D care, in cazul unei inAltimi mari,
trebuie si aib6 inima rigidizate cu nervurice ?mpiedicd'voalarea',
#te?g
26

GRINZILE: VARIANTE DE ALCATUIRE
o GRtNZt RETTCULARE (sau tN ZABRELE)
Greutatea grinzilor cu inima plind poate ajunge destul de mare atunci cind, din motive de
rezistenld sau rigiditate, grinda trebuie si aibi o indltime considerabilS. In acest caz este
prefereabili utilizarea de grinzi reticulare sau 'in zdbrele'.
Grinda reticulard (a, b) este constituiti in esentd din doui 'tilpi', una superioari gi alta
inferioari, asociate prin bare de inimd - 'montanli' gi/sau 'diagonale' - in dreptul 'nodurilot'.
lmbindrile pot fi realizate cu suduri, nituri sau buloane. Tdlpile gi barele de inimi sunt realizate
de cele mai multe ori din profile laminate (L, U - de reguli duble, pentru a obiine sectiuni
transversale cu cel putin o axd de simetrie) asamblate prin diverse modalititi. Nodurile sunt Tn
general realizate cu ajutorul unor'gusee' (c - i). Tdlpile gi barele de iniml pot fi realizate gi din
[evi, cu secliune circulard sau rectangular5, imbinate direct, prin suduri fi).
Nod fdrd guseu;
imbinare directe,
27

Din punct de vedere al comportirii, se poate considera cd tdlpilor le revine sarcina preluirii
incovoierii, in timp ce barele de inimd preiau forfecarea.
Grinzile pot avea tdlpi paralele sau talpa superioard poate fi inclinatd; barele de inimd pot fi
dispuse in diverse moduri, rezultind diverse scheme statice ft - q). In cazul schemeiin V (k),
barele de inimd au toate aceeagi lungime, dar, pentru o anumitd situatie de incircare, unele
rezultl intinse gi altele comprimate. In cazul schemei in N (l), pentru incErciri gravitationale
diagonalele (barele inclinate) sunt intinse iar montantii (barele verticale) sunt comprimate:
lungimea mai micd a elementelor comprimate este favorabil5 pentru asigurarea stabilititii
(prevenirea flambajului). Schema (m), cu diagonale in cruce, este folositd frecvent in structurile
de contravintuire (la ?nc5rcdri orizontale, diagonalele sunt alternativ intinse gi comprimate).
Dacd talpa superioari este inclinatS, structura reticulari este in general denumit5 fermd.
Fermele sunt folosite pentru realizarea acoperigelor (n - q).
Alegerea unui anumit tip de schemd gi a modalititilor de realizare depinde de cerintele
functionale $i statice ce trebuie ?ndeplinite. Schemele [n - q] sunt indicate pentru acoperige cu
planuriinclinate, in timp ce schemele [k - m] pot fifolosite nu numai pentru acoperige (plate) ci
gi pentru alte structuri: pasarele pietonale, poduri, etc. Din punct de vedere al exigentelor de
ordin static, tjpurite [a - b] gi [] sunt adecvate pentru grinzi reticulare ugoare; celelalte tipuri [k -
ql sunt potrivite pentru lucrdri mai ample. Prezenla guseelor in alcdtuirea nodurilor (c - i), chiar
dacd nu este necesari in cazul unor telpi cu inimi inalte 9i putin solicitate, este totugi oportund
din motive constructive.
nk
o
pm
q
Fermd tip englezesc
Fermd tip Polenceau
Fermd tip Mohni6
Fermd in shed

CONSTRUCTIIDIN OTEL
Oricare ar fitipul adoptat, trebuie respectate urmdtoarele CRITERII generalvalabile:
ce intervin intr-un nod trebuie sd fie
concurente intr-un unic punct; acest punct
constituie articulaliastructurii reticulare de
referintd; mai mult, imbinirile trebuie astfel
dimensionate incit centrul de greutate al
suprafetelor rezistente (buloane, nituri,
suduri) sd se gdseascd pe axa centrului
de greutate al profilului imbinat.
I
TN+H-
w+-d-1'
sudurd de colt 5x5
w.4
t101
'L
secliune S-S
fi
tl
flIl
7,F
cordoane de
Lungimea lolala a cordoanelor de sudurd, rezultald necesare din calcule, I
trebuie reparlizaldin 2 cordoane astfel incit centrul de greutate al secliunii I
rezislenle (sudura) sd cad5 pe axa centrului de greutate al cornierului.
dispuse ?n dreptul nodurilor, corespunzdtor punctului de intersectie a axelor profilelor
sectiunea transversalS este de regul5 simetrici fatd de un ax vertical; ca atare, pentru tehi
diagonale gi montanli, se preferd fie profile simetrice [f , l), fie profile duble (2 U,2 LJ.
lv
-
r'-l-';
f
ls"=o'soI
+ i'+'10 ,lw
-'ft
0f cn
29
l*
Nit'
I:fr-
tlIltr
iw
#Ofcm

Toto. l
*l
I
f
PANELE
Panele sunt grinzi secundare care transmit incircdrile din invelitoare cdtre fermele de acoperig;
se realizeazi de reguld din profile I sau U.
DaeF-grofilele sunt fixate cu axa principald perpendiculard pe talpa tnclinatd a fermei, ele sunt
solicitdte la o incovoiere deviatd in raport cu direclia normalS, cu o influentd semnificativd daci
panta acoperigului este mai mare de 100; aceastd solicitare particulari face necesari o
supradimensionare a profilului (este necesar un profil mai inalt decit in cazul unei grinzi
orizontale pe aceeagi deschidere).
Ca atare, in cazul unor deschideri importante, este oportuni adoptarea unor mdsuri menite sd
reducd influenta inclinatiei acoperigului, gi anume:
- montarea panelor cu axa principal5 verticalS, astfel incit sd nu existe incovoiere deviatd cel
pulin pentru incdrcirile verticale, de reguld cele maisemnificative; aceasti solutie complicd
insd mult problema imbiniriidintre pani gitalpa superioarh a ferme;
sau
- reducerea deschiderii panelor prin legarea lor cu tiranti dispugi in planul invelitorii;
reprezinti solutia cea mai simpli; tiranlii, realizali din bare filetate la capete gi fixate la
jumdtatea indltimii panelor, formeazd astfel reazeme intermediare care subimpart
deschiderea de calcul a panelor: in treipdrlisau, la deschideri mai mici, in doui pirli.
ffi2ffi
SCHEMA STATICA A FERMEI
PLAN STRUCTURA ACOPERT$
L::JI-=Jh*r +-+__
ft'ti,anlioin 1I
$
DETA,LII DE F1XARE A PANELOR PE FERME
a) Pand din prolil U; b) Pand din profit I.
Prindericu buloane gicomiere de mintaj.
b
bare filetate la capete,
fixate la jumetatea
indl!imii panelor
DETALTU DE FTXARE A nRANT|LOR
(v. plan structurd acoperig)
DETAUU COAMA
tiranti
t2ffit
30

NODURI INTRE ELEMENTE STRUCTURALE
lmbindrile (nodurile) intre elementele structurale (stipli, grinzi, fundalii) trebuie concepute in
raport cu doud categoriide exigenle:
. exigente de ordin static, privind corecta transmitere a solicitarilor;
. exigente de executie, privind facilitatea montajului.
u NoDuRt cRtNzt - sflr-pr
Din punct de vedere static, existd dou5 tipuri fundamentale: noduri de tip articulalie (capabile
si transmiti de la grind5 la st?lp numai forfecarea) gi noduri de tip incastrare (sau noduri
rigide, capabile si transmitd stilpului gi forfecarea, gi incovoierea); cele doui moduri de
comportare sunt conditionate de modul de realizare a nodului gi influenleazi schema statici de
ansamblu, deci alegerea unui anumit tip de structur5 a clddirii.
tr NODURI ARTICULATE - exempte
Asambl5ri realizate prin bulonare.
sEcTruNl
VERTICALE
SECTIUNI
ORIZONTALE
GRINDA ASAMBLATA pe INI[,R
srilpul-ur
GRINDA ASAMBLATA PE INIMA
sritpur-ur
z--
,J
31

CONSTRUCTIIDIN OTEL
tr NODURI RIGIDE - exemple
Asamblare realizatd cu buloane + suduri (a, b, c), numai cu suduri (d, g) sau numaicu buloane.
Stilp continuu gi grinda ?ntreruptd (9, i); grindi continui gi stilp ?ntrerupt (h); stilp gi grindi
continue (1, m). AsamblAricu flange (i, j, k).
o
q,

ln alcdtuirea nodului rigid (capabil sd transmitd stilpului incovoierea din grindi) este util a tine
cont de urmitoarele CRITERII:
. este oportund dispunerea majoritdtii buloanelor in vecinitatea telpii ?ntinse a grinzii,
in rinduri de cite dou5; buloanele din zona tilpii intinse trebuie dispuse simetric,
sub gideasupra t6lpii;
. trebuie prevezute coaste orizontale, de regul5 av?nd grosime egalS cu cea a tdlpilor
grinzii gi pozilionate la aceeagi coti cu acestea, pentru a impiedica deformarea
tdlpii st?lpului pe care se prinde grinda;
. in unele situalii, cind panoul delimitat in cadrul inimii stilpului de coastele orizontale
sus-mentionate nu poate prelua incovoierea transmisd de grindi, este necesard
prevederea unor coaste diagonale de rigidizare a respectivului panou.
II NODURI INTRE GRINZI
Se referd la imbindrile dintre grinzi secundare gi principale, gi trebuie si respecte aceleagi
categorii de exigente, de ordin static Ai de montaj, ca gi in cazul anterior. $i imbindrile intre
grinzi pot fi capabile sE transmitd numai forfecarea (noduri articulate) sau forfecarea +
incovoierea (noduri rigide, de tip incastrare). Nodul de tip articulatie transmite forfecarea de la
inima grinzii secundare cdtre inima grinzii principale.
tr NODURI ARTICULATE - exemple
33

Posibilititi de asamblare
tletaliu de nod afiiculat. Asamblare cu doud corniere + buloane.
o NODURI RIGIDE - exemple
Detaliu de nod rigid. Asamblare cu buloane.
-4-I'
t3
c
grindd principalE
grindd secundar6

tr NODURT STILP - FUNDATTE
Stilpii din olel sunt in general fixati ta bazd pe
fundatiidin beton.
Exigenla de a reduce eforturile de la valori
acceptabile pentru otel (de ordinul a 15-20
kg/mm') la valori acceptabile pentru beton (de
ordinul a 1 kg/mmJ, face indispensabild
interpunerea unei plicide distribulie (placi de
rezemare sau de ancorare).
O exigenld particulara in ceea ce privegte
ancorajele otel - beton, decurge din diferenla
de ordin de mdrime a toleranlelor acceptate in
cele doud sectoare de constructii, respectiv
fundalii gi structuri metalice. Problemele pot fi
rezolvate cu un sistem de placd dubld (sau
placd gi contraplacd): una dintre pldci este
ancoratd in fundatie, cea de-a doua este
asociate bazei stilpului.
Eventualele (probabilele) Jocuri' excesive din
punct de vedere al structurii din olel sunt
compensate prin modulde realizare a legdturii
dintre cele doud pl6ci, nu numai in plan
orizontal, ci gi pe verticalS, inclusiv inclinalia.
contraplace
buloane de ancorare
bare de ancorare

Din punct de vedere static, ancorarea stilpului la bazd este conceputi in raport cu solicitirile pe
care trebuie se le transmiti fundatiei; pot fi astfeldiferenliate doui categorii majore de ancoraje:
articulalii giincastriri, cu implicatii asupra schemei statice de ansamblu.
tr ARTICULATII
ln acest caz se consideri cd stllpul transmite fundaliilor numai incdrcdri verticale
(compresiune).
Modulcel mai simplu de ralizare este cel care conste in a suda labaza stilpului o placd din olel
prevdzutd cu doui (sau patru) gduri; aceastd placi este asociati la fundalii prin intermediul a
doud (sau patru) buloane cu tija specialconformatd pentru ancorare (v. imaginile de maisus).
DacS st?lpul transmile fundaliilor numai o fo45 normald de compresiune, tijele de ancorare ar
putea fi considerate inutile: ?n realitate ele sunt indispensabile atit pentru o mai bund legdturd
stilp'fundalie, cit gi pentru facilitarea pozilionirii stilpului in taza de montaj. In acesr caz,
dimensionarea tijelor de ancorare poate fi fdcuti in manieri empiricd (prin aproximarea
eforturilor de forfecare functie de incircarea verticald).
Dimensionarea suprafetei plicii se face in aga fel?ncit aceasta sd poati asigura o repartilie cit
mai uniformd a presiunii de contact pe betonul fundaliei; in acest scop placa trebuie si fie
suficient de rigidd gi uneorieste necesard prevederea unor nervuride rigidizare.
Grosimea minimd a plicii este determinati din considerente de rezistenle, respectiv in aga fel
incit valorile eforturilor rezultate din incdrcdri sd nu depigeasci rezistenla admisibild; orice
supliment de grosime a pl5cii este in avantajul rigiditdliisate.
O legiturd de acest tip este simplu de realizat, dar este, evident, departe de a fi o articulalie
ideal6; se considerd totugi acceptabili (intrucit eforturile din incovoiere care pot aparea sunt
neglijabile) gi reprezintd solutia cel maifrecvent folositi.
In cazuriparticulare, se poate recurge la dispozitive care reproduc mai bine articulalia ideald.
tr TNCASTRARI
ln acest caz stilpul transmite fundaliilor o forld normali de compresiune gi un moment de
risturnare (Tncovoiere). Funclie de raportul dintre cele doud ccomponente, la nivelul plicii de
rezemare pot apirea, ?n afara eforturilor de compresiune, eforturi de intindere (tracliune) care
tind sd desprindi placa de blocul de beton; aceste eforturi de tracliune trebuie si poatd fi
preluate de tijele de ancorare precum gi de partea din suprafala de contact a plicii pe beton
care rezultd comprimatS. Ca atare este necesari o dimensionare atente a tfielor de ancorare gi
a suprafetei pldcii de rezemare; grosimea minimd a pldcii se stabilegte din considerente de
rezistenti (analog cazului stilpului comprimat centric) gi, dupi cum s-a mai aratat, este
oportund rigidizarea sa suplimentar5, inclusiv cu nervuri.
U..:.
/-1''
wp"7l-v
sectiune de rezistente
36

In ceea ce privegte ancorarea tijelor, daci eforturile de tracliune (?ntindere) nu sunt foarte
importante, este suficientd aderenta intre suprafala tijei (dimensionat5 corespunz5tor) gibeton.
In situalii de importanle majore, cind nu se pCIate conta numai pe aderenla dintre tfia de
ancorare gi beton, eforturile din tiji sunt transmise masei de beton prin intermediul unor
dispozitive speciale: ancoraje cu profile din otel inglobate in beton (a, b) sau cu tuburi ondulate
(c) care, mdrind suprafala de contact, cresc valoarea eforturilor transmisibile.
:0
o
(!
)E
o
'c
o
E(l)
6
E
c
37

coNcEPTrA DE ANSAMBLU A STRUCTURTI
Alegerea structurii portante influenleazi considerabil conceptia globald a unei clidiri. Structura
majord a cl6dirii nu va putea fi deci valabil determinat6 decit simultan cu definirea poziliei
fatadei, a compartimenteribr, a nodurilor de circulatie gi a instalatiilor, in raport cu elementele
portante. Astfel, trameistructurale - definiti prin deschiderile gi pozitiile stilpilor - i se va integra
sau suprapune o tramd secundari determinind pozitiile elementelor de inchidere, de
compartimentare, a tavanelor suspendate gi a spatiilor necesare pentru trecerea instalafiilor. De
alegerea judicioasi a acestei trame secundare va depinde nu numai aspectul arhitectural, ci gi
executia ralionalS gi economici a construcliei.
Structurile clSdirilor au in general mai multe nivele (cu exceplia halelor) iar grinzile vor trebui si
suporte incircirile plicilor, pe care le transmit elementelor portante verticale; acestea, la rindul
lor, transmit in mod cumulat incdrcdrile cdtre fundatii.
Din punct de vedere al modului de preluare a fo{elor orizontale (vint, seism) se pot distinge
doud mari categorii de constructii cu structurd metalicd:
- Constructiicu cadre rigide;
- Construclii cu cadre articulate, asociate unor sisteme specializate de 'contravintuire'.
tr CONSTRUCTII CU CADRE RlclDE
Sunt constructii la care nodurile dintre stilpi gi grinzi sunt rigide, putind prelua incovoierea gi
transmite astfel de la grindd cdtre stilp solicitdrile apdrute din actiuni orizontale; practic toate
elementele portante, orizontale gi verticale, participi deopotrivi la preluarea eforturilor din
incdrcdri verticale 9i orizontale.
Construcliile cu noduri rigide reprezintd un tip de structurd folosit frecvent in SUA gi care
permite realizarea unor clidiri-turn foarte zvelte, fdri contravintuiri. Absenta contravintuirilor
constituie un avantaj de ordin arhitectural; in schimb nodurile sunt relativ 'incomode' intrucit
includ de multe ori o serie de piese suplimentare de rigidizare; ?n acest caz este convenabild
prelungirea stilpilor metalici in subsol pentru ca nodul voluminos sE nu incomodeze rezolvarea
pardoselii parterului.
tr CONSTRUCTII CU CADRE ARTICULATE
Structurile din otel au particularitatea de a fi structuri 'montate', respectiv realizate prin
asamblarea in gantier a unor elernente produse in prealabil in altd parte decit locul de execulie
a clddirii. De reguli se urmdregte ca operatiunile de asamblare sd fie cit mai simple, atit din
motive economice, cit gi din motive tehnologice; conditiile normale de lucru in gantier fac si fie
costisitoare gi nu intotdeauna sigure ca efect, procedee ce tind sd realizeze noduri complicate
menite si refacd in operi continuitatea unor elemente produse separat (noduri rigide). Pe de
alti parte, nodurile simple, ce pot fi realizate in mod convenabil Tn gantier, fac ca structura in
ansamblul siu si fie pufin stabild: in situalia - ideali din punct de vedere al execuliei - in care
toate imbinerile ar fi de tip articulatie, constructia ar rezulta de-a dreptul instabild.
Pentru a nu renunla la avantajele simplitdliiconstructive a nodurilor de tip afiiculalie gi a asigura
totugistabilitatea de ansamblu a constructiei, se practici utilizarea unor elemente cu functiune
specificd de'contravintuire', menite s5 impiedice deplasirile relative intre noduri gi deformatiile
excesive. In raport cu rolul particular indeplinit, aceste contravintuiri se impart in doui categorii:
contravintuiri verticale gi contravintuiri orizontale.
Contravintuirile verticale au rolul de a prelua forfele orizontale, datorate v?ntului sau
cutremurelor, gi de a le transfera la nivelul fundatiilor. In acest mod, celelalte elemente portante
din otel (grinzi gi stilpi) trebuie si suporte doar incdrcirile verticale, iar imbindrile dintre ele pot
38

avea simplitatea dorite. Contravintuirile verticale pot fi realizate in diverse moduri:
. Cu elemente rigide plane (diafragme):
- pereti din b.a. (sau eventual din ziddrie, la constructii mici);
- panouricu structuri reticulari din ofel.
In plan sunt necesare cel putin trei contravintuiri, in plane neconcurente, dintre care
doui pot fiparalele gi altreilea perpendicular pe primele dou5.
' Cu elemente rigide spatiale, numite 'tuburi', ce grupeazd de reguld circulatiile verticale
(scdri, ascensoare); acestea pot fi:
- tuburidin b.a. (eventualdin ziddrie, la constructii mici);
- tuburicu structurd reticulari din otel.
Este de remarcat faptul cd in cazul altor tipuri de structuri (din beton armat, din zid5rie) nu este
necesari prevederea unor elemente cu functir.rne specifici de contravintuire, aceasti functiune
putind fi indeplinitd de insigi elementele portante (cadre, pereti), rigide prin natura lor; Tn
schimb probleme similare apar in cadrulconstructiilor cu schelet din lemn.
Pentru ca elementele de contravintuire sd nu devind'un rdu necesar' cu efecte perturbatoare
asupra compozitiei arhitecturale, alegerea sistemului trebuie fdcuti incd de la inceputul
studiului structurii clddirii.
Zdbrelele din otel, cu geometrii diverse (in X, K, A, etc) avind ca regulS comuni crearea de
triangulalii nedeformabile, reprezinte elementul de contravintuire cel maifrecvent utilizat; pot fi
integrate iatadelor (v. IBM - Pittsburg, World Trade Center - New York, etc), ceea ce face
indispensabil studiul integrat, incd de la inceputul conceptiei clSdirii, al problemelor structurale,
estetice, de izolare termicd gifonicd.
Contravintuirile orizontale au rolul de a limita deformatiile structurii metalice gi de a permite
transmiterea fortelor orizontale cdtre contravintuirile verticale. Sunt structuri rigide plane
(diafragme sau'gaibe' orizontale) gi pot fi realizate din:
- dale de b.a. sau dale cu elemente ceramice 9i b.a. (reproducind astfel ceea ce
exist5 de la sine in structurile de b.a. 9i ziddrie);
- structuri reticulare orizontale (sau inclinate, in cazul acoperigelor cu pante) din otel,
in general cu elemente dispuse in cruce; de regul6, in cazul plangeelor, aceste
structuri reticulare au ca 't5lpi' gi 'montanti' grinzile principale gi, respectiv, cele
secundare; ?n cazul acoperigelor inclinate, 't5lpile' gi 'montanlii' sunt constituiti de
pane gi, respectiv, tilpile superioare ale fermelor.
DTVERSE MODALITAT! DE PRELUARE A FORTELOR ORTZONTALE
llustrare schematice a comportamentului unor diverse tipuri de structuri metalice: a) Cu pereti
rigizidin b.a.; b) Cu contravintuiri reticulare; c) Cu noduri rigide.
(Pentru simplificare, reprezentarea ia in considerare o unicd directie de acliune a fo4ei orizontale, inlr-un singur plan)
39

MNSTRUCTIIDIN OTEL
CADRE RIGIDE
NODURI RIGIDE intre elementele structurale principale: transmiterea eloilurilor din elementele orizontale
cdtre cele verticale se face prin Tncovoiere.Toate elementele (orizontale $i verticale) participd la preluarea
incdrcdrilor verticale gi orizontale (vint, seisrn). Sunt structuri relativ scumpe (cu cca'1'5 - 20 % mai scumpe
ca cele cu contravintuiri), dar cu o comportare mai bund in caz de seism.
CADRE ARTICULATE ASOCIATE CU UN TUB DE B.A.
Tubul de b.a. preia incircdrile orizontale. DouE variante fundie de modul de execulie:
[aJ Tub de b.a. tumat inaintea monterii scheletului metalic. Solulie economich, in
folosirii de cofraje glisante.
[b] Tub de b.a. tumat dupi montarea scheletului metalic. Permite inchiderea rapidii
faladelor simultan cu tumarea tubului). Necesitd contravintuiri provizorii,
VARIANTA CU STILPI CONTINUI VARIANTA CU GRINZI CONTINUI
special in conditiile
a clSdirii (montarea
+
Y
lt tl
n- - r
il tl
il ll
-ll---rLr-
[a1] Solulie cu goluride montaj
ldsate la tumare
[a2] Solutie cu pldcule de ancorare
inglobate la tumare + reazeme sudate

CADRE ARTICULATE + CONTRAVINTUIRI RETICULARE
FoRME oe conrneviNTutRl
VAFIANTA CU STILPI CONTINUI
convenabild pentru deschideri mlci
VARIANTA CU GRINZI CONT]NUI
convenabild pentru deschideri peste 8 m
[]
:-'-
VARIANTA CU GRINZ DUBLE

CONTRAVINTUIRE CU TUBURI DIN BETON ARMAT
Schema statice bngitudinali
in dreptul tuburilor
Schema statici
transversali
42

coNTRAv1NTUTRE vERTtcALA RETIcULARA cu enne ilN oTEL
Schemd de dispunere a contravintuirilor verticale
Schemi statici longitudinali
(pentru 1/z din sectiune)
Schemd statici transversald
.moolem!
43

ScHEMA DE FUNcTIoNARE A coNTnAvirwurRrloR
Dispunerea barelor ?n cruce face posibild utilizarea unor profile cu secliuni foarte mici: oricare ar
fi directia forfei orizontale, una din diagonale rezult6 intinsi; capacitatea portanti a rigidizdrii
este data de rezistentala intindere, care constituie criteriul de dimensionare a barelor.
ContraVintuiri orizontale
Contravintu i ri verticale
SCHEMA DE DISPUNERE A CONTRAvINTUIRILoR LA o sTRucTuRA DE AcoPERIRE
conlravintuiri
in planul
invelitorii
contravintuiri
verticale
44

DETALII DEIMBINARE tA CONTRAVINTUIRILE VERTICALE - CXEMPIE
lmbinare intre bare de conlravintuire gi stilp (a, b); imbinare intre barc in cruce (c, d); imbinare intre stilp, grindi gi bard
de contraviniuire {e)
DETALII DE IMBINARE LA CONTRAV1NTUIRTLE ORIZONTALE - CXEMPIC
lmbinare inlre grinde principatd, grindd secundard gi bard de contravintuire (a); imbinare intre stilp, grinzi gi bard de
conlrav?ntuire (b); imbinare intre bare de contravintuire 9i grinda (c); imbinare intre grinde principald, g-rindd secundard
9i bard de contravintuire (d).
d
+c

SGHEME STRUCTURALE
1-i
.,-a''
,,,
[1] SCHELET ARTTCULAT CU
PLAN$EE STMPLU REZEMATE.
. i rir r ill |Ll_lil"
iiirilirliIill
"luiriiIliIl
[2]SCHELET AFITICULAT CU GRINZI
PLAN$EE SIMPLU REZEMATE.
CONTINUI;
tor ,ar,rrrr AR'cuLA, ?, ,r,.pr sr cRrNZr
CONTINUI / GRINZI DUBLE; PLAN$EE SIMPLU
REZEMATE.
l: I
ll?!l
ril'r
h.i."t
r!-
t! |
I--i_.1
ill fl
nlI
I Ei FJ"l.r '
i ls' la-l! I
i i*'iidl :
i I l'4'
ll t]{
ti,tl
lt il filJl-'Lll I I I
"-=l;;iii;it-* lSTl
;-(|;iF--+lllqj=.'1b:--+hr-j=j F+L-.J
*:t:l]:l-" t,r.ij
li ,li l-Il[ - t_l] L_t_]
[3] SCHELET
CONTINUI I
REZEMATE.
ART'TCULAT CU STTLPT 9r GR|NZT
STILPI DUBLI; PLAN$EE SIMPLU
I F&llr I il' li
A Atlr,lN
id} €11'*$"'=;i+#,
Yr-
STILPI CONTINUI;
ffiffi$i rulf
11 ' 4l Secliunile gi sdgelile grinzilor rezuhi mai mari decit ?n cazul nodurilor rigide (cu rezemare prin
incastrare). Sediunile stilpilor sunt mai mici decit cele necesare in cazul imbindrilor cu incastrare" Atunci
cind rapoftul UH este mic (L = deschiderea grinzilor 9i l-l = indllimea de etaj), scheletele articulate rezufta
mai ugoare decit cele cu noduri rigide. Variantele [2], t3l Si t+j cu grinzi continui sunt mai economice decit
varianta [1]. Avantaje: montaj simplu; calcul de stabilitate a stilpilor simplu (static determinali).
Dezavantaje: profilele grinzilor cu indltime mai mare determind indtlimi mai mari de etaj; ca atare
incdrcarea totald a construcliei devine mai mare.
46

SCHEME STRUCTURALE
tuta"*=aff RtGtD PLAN, CU Snlpt $t cBtNZt
CONTINUI; PLAN$EE StMpLU REZEMATE.
ill lil rl
lli ill ril
ltl ill lrl
[6] SCHELET RIGID TRIDIMENSIONAL, CU STILPI,
GRINZT $r PLAN$EE CONTTNUT.
t5 - 6l lmbinirile intre grinzi gi stilpi sunt rigide (incastrdri); stilpii sunt incastrali in fundalii. Ansamblul
sistemului rezultd multiplu static nedeterminat, ca aiare calculele de stabilitate sunt complicate. Atunci cind
rapoftul UH este mare (L = deschiderea grinzilor gi H - inellimea de etaj), scheletele rigide rezultd mai
ugoare decit cele adiculate. Sectiunea grinzilor e mai micd decit in cazul scheletelor afticulate, deci
inillimea de etal 9i incdrcirile totale rezultd mai mici. Varianta [6] este mai econornicd decit varianta [5];
implicd insd calcule foarte cornplicate.
47

CONSTRUCTIIDIN OTEL
PLAN$EE
PLAN$EE CERAMICE
PLAN$EE CU NERVURT DtN BETON ARMAT PRECOMPR|MAT
PLAN$EU CU PREDALA gt SUPRABETONARE
r- belon monolit
placa metalice de suslinere
penlru faza de monta.i
48

, OONSTRUQTII DIN OTEL
PLAN9EE cu PLAcA oe BEToN AHMAT
Profilul de otel al grinzii poate fi complet inglobat in beton, sau poate iegi Tn afara pir[ii
inferioare a plScii; conlucrarea dintre placa de b.a. 9i grinda metalici se realizeazd prin
prevederea unor legituri cu gujoane metalice care sd impiedice lunecarea reciproci ?ntre cele
doud elemente.
Placd turnatd in situ Plac6 prefabricatd
Rezemare ?n cimpul plicii Rost intre prefabricate
PLAN$EE CU TABLA CUrnrA
Sunt constituite din tabld de olel cu grosimi de 0.5 - 1.5 mm, formati la rece, gi o dald de beton
turnatd peste tabld;funclie de deschidere, tabla cutatd reazemd fie direct pe grinzile principale,
fie pe grinzi secundare (v. schema de maijos). Tabla este zincate, ceea ce ii asigurd o proteclie
suficientd in condilii de umiditate normald.
Pentru forme, inillimi, lungimi, accesorii, finisaje, precum gi deschideri admise, trebuie de
reguli consultate documentalia producitorului.
sensul cutelor tablei
principale
ScHEMA plANgEU cu rABLA cunrA
49
SORTIMENTE DE TABLA CUTATA

FLAN$EE CU TABLA CUTATA
eutarea cregte rigiditatea tablei gi deschiderea
pe care o poate acoperi; tabla cutatd servegte
ca platformd de lucru in timpul executiei gi drept
eofraj pentru turnarea betonului.
Panourile de table sunt fixate de grinzile suport
prin puncte de sudurd pdtrunse prin table.
Panourile se imbind Tntre ele de-a lungul
rHarginilor, eu guruburi sau suduri.
DacE placa trebuie sd serveascfi drept
diafragmd (rigidizare) orizontal5, perimetrul
tableiirebuie sudat de reazemele din o1el.
Existd 3 variante:
A. Flaci de b.a. eu c'o{raj pierdut din tabli
Tabla cutatS servegte drept cofraj pierdut pentru
o placi de b.a.; inaintea turnErii betonului, se
disFuHe peste tabld o relea de bare sudate;
tabla cutat6 susline betonul pfn5 c?nd acesta se
f ntdregte gi dobf ndegte capacitate portanta.
B. Flaci mixti olel - beton
Tabla eutate servegte ea arrngtur5 (eaBabil5 se
preia intinderile) a pldcii de beton; aderenla
fntre tablt gi beton trebuie asiguratfi mecanic
(striuri in tabl6, gujoane). Conlucrarea cu
grinzile metalice se reallzsaze cu gujoane cle
olelsudate prin tabl6 de profilulgrinzii.
e. Flaci alveolari
Sunt plSci foarte ugoare, relativ scumpe, ce pot
aeoBeri desehideri ping la 4.50 rTt. Rielie5
probleme fn cazul unor inc6rc5ri concentrate
peste 300 kg. Se realizeazd prin sudarea unei
table cutate de una planit, sau a doufl table
eutate ?Rtre ele. sBaliul ereat Boate fifolosit €a
traseu peniru cablurielectrice gi de comunicalii;
in anumite cazuri alveolele pot fi folosite drept
canale de ventilatie. NecesitS de regulS un
plafon susBenclat absorbaff fonie.
H
(cm)
DESCHIDERI
(m)
4 1.80 - 3.60
5 1.80 - 3.60
T5 3.00 - 5.00
NOTA: Dimensiunile date au caracter orientativ;
valorile exacte se oblin din document4ia produc{toru,ui.
*Gomier
continuu Dentru
rczemar ea margi nii tablei,
ancoral cu buloane in perete
Grindd principald sau secundard
H
{cm}
DESCHIDERI
(m)
1.4 0.45 - 0.90
2.5 0.90 - 1.50
5.0 1.50 - 3:60
H
{cm)
DESCHIDERI
lm)
4 1.20 - 2.40
5 2.40 - 3.60
t-5 2.40 - 4.50

MNSTRUCTIIDIN OTEL
Plangee cu table cutati pentru acoperige:
In cazul plangeelor de acoperig, betonul poate fi suprimat gi izolalia termicd agezatS direct pe
tabla cutatS, rezult?nd o alcdtuire foarte ugoard dar cu slabd iner[ie termici gi izolare acustici. In
general necesiti contravintuire orizontal5 complementarE.
Alegerea grinzilor secundare esie dictatd pe de o parte de considerente de ordin static
(deschideri, incdrciri, sdgeati admisibili) gi, pe de altd parte, de exigente privind traseele
instalatiilor gi finisajele (grinzi aparente sau tavan suspendat).
Pot fi realizate din:
. profile laminate
. profile de tabld subtire
. grinziin zlbrele
tr GRINZI DIN PROFILE LAMINATE
- Profile eu inillimea minimi
Grinzi H (profil unic sau compus din table groase sudate)
Posibilititi limitate de realizare a unor strdpungeri prin 'inimd' (max hl3). Existenla unor trasee
orizontale de instalalii presupune de reguld prevederea unui spatiu sub grinzi, mascat de un
tavan suspendat.
Deschideri recomandate: max 6 - 7 m.
- Prcfile inalte
Grinzil (profil unic sau compus)
Posibilitilide decupare a sistematicd a'inimii'cu goluri hexagonale sau circulare (max h/2), sau
grinzi 'expandate'. Golurile ugureazi plangeul gi permit trecerea unor trasee de instalalii.
Tavanul suspendat poate fi pozitionat la limita tdlpii inferioare, cu prevederea unor profile
speciale (tabld zincati, lemn) pentru fixare.
Deschideri recomandate: max g m la plangee curente de clddirietajate
max 16 m la plangee de acoperig
o GRTNZT DtN PROF|LE DE TABLA SUBTTRE
Sunt profile deschise, obiinute prin formarea la rece a tablelor subtiri. Pot avea inima perforati,
ceea ce reduce greutatea grinzilor gi permite trecerea cablurilor electrice gi a unor tevi de
instalatiicu gabarit redus. Schema de plangeu este foarte asemenetoare plangeelor cu grinzide
lemn. Plangeele rezultate sunt economice, ugoare, necombustibile giprotejate anticoroziv.
Deschideri recomandate: max 6 - 7 m.
tr GRTNZ| ir{ ZAeneLe
Permit trecerea instalaliilor printre montanligi diagonale; sunt suficient de rigide dacd inillimea
grinziiatinge 1/10 din deschidere; plangeele rezultate sunt ugoare gi economice.
Deschideri recomandate: peste 10 m.
51

coNsrRucTil DrN oTEL
PLAN$EE CU GRINZI SECUNDARE DIN PROFILE DE TABLA SUBTIHE
Sugort d€ pardoseaE din table cuhta cu
suprabetonare sau pleci pe baza de lemn
* tezemate
pe grinde meialic5:
- grinde principala
- grinde de bordaj
Suport de pardoseala:
table cutata + suprabelonare.
sau
oleci pe baze de l€mn
in mod similar plange€lor
cu grinzi de lemn
$unt necesare rigidizeri ale inimii
acolo unde existe lnclrcari
concentrate, de ex. la capetele
grinzilor sau la reazeme intermediare
Golurile reduc greutatea
grinzii 9i permit lrecerea
unor tevi cu gabarit redus
gi a cab!urilor electric€
* rez€mare pe Perete:
- cu schelet metalic
- din beton sau zidarie
Interax grinzi:
0.40 m, 0.60 m sau 1.20 m
funclie de ?ncerciri 9i tipul
d€ suport pentru pardoseale
lmbinerile pot fi bulonate,
ingurubate, sau sudate
Rezemare:
- min 4 cm la margine
- min 8 cm la reazeme int€rmeo€re
Plalbanda de legeture la 1.50 - 2.40 m
functie de deschiderea grinzilor
GRINZI DIN TABLA SUBTIRE
Profil penlru Profil 'C' Profil de bordaj
prinderi cu , ld, tl
Suruburi +br,Itl
autofiletante 5h 22
hetimi (H): 15 cmi 20 cmi 22.5 cm; 25 cm; 30 cm
Lilimea tSlpilor:4 cm; 4.4 cm; 4.7 cm; 5 cm; 6.2 cm.
Tabelul urmetor poate fi folosit pentru o dimensionare preliminard, orienlalive. Pentru dimensiunile exac{e, detalii specifice, deschideri
disponibi16 9i incercdri admisibile, trebuie consultati documenlalia producelorului-
NOTA: Peniru un anumit profil, cu cit cre$te interaxul grinzilor qi deschiderea, se rsduc ?ncarcerile admisibile. Spre exemplu,
ca bazd de comparalie un plan$eu cu profile de 20 cm la interax de 0.40 m gi deschideri de 3.00 m, lncercarea capabile se r€duce la cca
lt4incazul maiorerii deschiderii la 5.40 m; in cazul in care se maioreaze interaxul la 1.20 m, pestrind deschider€a de 3.CE m,lncircarea
capabile se reduce la cca 1re; in cazul in care se majoreazi gi interaxul gi deschiderea la 1.20 m gi respecliv 5.40 m, incercarea capabile
se reduce la cca 1/1 4.
q"""::K<Consolele gi golurile-1x:
din plan$eu sunt bordate
JZ

nLAN$EE cu cRtNzr SECUNDARE DtN pRoFtLE DE TABLA suaTlne
z'firistorinaa I llll
' cornier de montaj
de plang6uf- Perele cu
" ' schelet meialic
REZEMARE INTERIOARA
REzEMARE ITTERIoRnA
/'^ z" Rezemare
4.1 min 7.5 cm
Grinda secundare
continue peste grinzi
sau pereti interiori
REZEMARE EXTERIOARA
ry"%.
PROEMTNENTE $t GOLURT tN PLAN$EU
/^ Prr';n d€ bordaj
REZEMARE EXTERIOARA
53

PLAN$EE CU GRtNZt SECUNDARE iN ZABRELE
Sunt prefabricate in ateliere gi, de reguli, sunt standardizate ca
lungimi. indllimi 9i capacitdli portante.
Standardizarea dimensiunilor impune utilizarea unei trame regulate.
Sistemul functioneazi cel mai eficient in conditii de incircare
uniform distribuite.
Conditiile de rezemare a tilpiisuperioare limiteazd consolele.
La deschideripeste 10 m constituie o alternativd economic5.
Permit trecerea traseelor de instalaliiprintre barele de inim5.
Suportul pardoselii reazeme
r: p€ d€Echiderca dinlre gdnzi
-{=*:-==*_--_-
Instalaliile pot
ti€c printre bar€
Tavanui poaiefi adosaitelpii inferioarc ---/
sau poate fi suspendat, dace e$€ necesar
un sBatiu srlplimeRiat pentfl.i insl.latii;
tavanul poate Iipsi, lesind aparenle grinzile
Euportul pardos€lii e€te realizat
de regule din beton tumai peste
tabie cdatli; pot fi foiosite gi pteci
prefabricalg din beton, pleci pe
bazi de lemn. sau €cirdufi
Sunt posibile consoie
lirnitate, prin prelungirea
telpii super'ioare
6 cm pt. grinzi curent€; 12 (17) cm pentru
tii,iii"i-/ LUNGIMEA MIN. DE REZEMARE
functie de tioul de orindl (L)
TIPDEREMEM L curente L mari / f.mari
P.r€t6 d€ zidlri€ 10- 15crn 15-30cm
Perete de belon 10 cm 15-22cm
Grinda melalice 6cm 10 cm
* razemate
pe PERETE
Distanla dintre grinzi depinde de:
- incircld
- deschiderea suponului de pardoseale
- capsitat6a portante a grinzkx
- initimea doritd a plangeului
Interax: 0.60 - 3.00 m; curent 1.20
distanla dintre legituri, 3 - 6 m, depinde de
deschiderea grinzii $i dimensiunea talpii.
TIPURI DE GFIINZI DESCHIDERI
(L)
TNALFMI
(H)
Gurente pine la 1€ m 0.20 - 0.75 m
Pt. deschideri mari oine la 30 m 0.45 - 1.20 m
Pt. deschideri foarte mari oind la 45 m 1.3O-1.80m
.T-
7t/
folosiie variaza fiJnclie de producaiof
tf i[ T ']'r
illrilil1ll, il I
o grindd cu o anumite inetime poate fi folosfte la diverse deschideri - de €x. o grinde de 25 cm poate li tolosRe h deschidefi intre 3.60 m
9i 6.00 m - dar capacitatea portante a planqeului se reduce progresiv (in general se folqsesc tabele de oredim€nsionare - ctate de
producetor - ce cuprind ln5llimea grinzii, deschiderea gi incercaroa admise)
Plan plan$eu (scheml)
grinzi cu d€schideri mari €i {oarte mari
|
-
i
---
------ tt t
i---_Tr_
i--f-*l-. Iutl 1 - 1.5 cm ;t
,</
./
ll i^ Posibile rezefiarc
;i I mtelminfnri#rt
/// rl | :; /^l-oslollafezelna(g
.... ... _il i ii / p€ratpainturioare
;:l | .--JLJ-
-----d{r I L___-_J
54

PLAN$EE CU GRTNZ| SECUNDARE iN ZABRELE
Variante de rcalizarc
a suportului de oardGeald
* Sc?nduri sau pleci pe baze de lemn;
fixare cu guruburi aulofiletante; talpe
supedoera din profile de table sau pl6fit
(
GOLURI IN PLAN$EU:
Golurile mici pot fi realizate
cu bordai din carniere rezemate
pe grinzile invecinate.
Golufile mai mari necesitd
borda, din 6lement€ 6tructural€.
Aria de rezemare trebuie dimensionata
astfel incil eforturile unitare sd nu depageasci
vaiorile acceptabile p€niru materialul p€ care
reazeme grinda (se interpun plAci de distribulie)
Anc$ri la fiecare 3 grinzi,
din bare de otel @ A, | =?O cmi
pentru deschideri mari $i f.mari,
ancorare la fiecare grinda cu
O 16, l= 3O cm.
Lungimea minima
de rezemare funqie
de d€schidere 9i tipul
de reazem (v. tabel)
Perete de ceramide
Gdnde de olel
Fixare cu sudurd sau buloane
CONSOLE:
Prelungirea profilelor L sau U permite realizarea
unor mici consoie. Pentru grinzile curenle, consola
poate atinge 1.50 - 1.80 m, cu incdrcdri limitate.
ll -- suplimenlar tixat cu buloane de ta
+ iaci ain oeron prefabricat- )

* Beton turnat
peste table cuhte
'/rt
"R--> Piese d-e legeture sudate sau bulonate,
. l{ pentru fixarea comierelor de peretele de zidarie
')U sau gnnda de margine
cornior pe care reazeme
55

PLAN$EE DE ACOPER|$ CU cRtNZt SECUNDARE iN ZABRELE
Sistemul de acoperig plat (?n terasd) cu grinzi in zdbrele este similar ca schemd generalS cu
sistemul de plangeu curent ce foloseqte grinzi in zdbrele.
Pentru a rezista la o potenliald acliune ascendenti a vintului, fiecare grindd trebuie asigurati
prin ancorare la suport. De asemenea, tabla cutati ce realizeazi suportul continuu al invelitorii
trebuie asigurati prin fixare de suport cu suduri in puncte sau prinderi mecanice.
Peste tabla cutate se poate turna beton (eventual beton ugor, termoizolant) sau se poate
dispune direct o termoizolalie in pl6ci rigide, inaintea aplicirii hidroizolaliei. Pentru a oferi o
suprafatd cit mai mare de rezemare a termoizolatiei rigide, este bine ca tabla sd aibd cutele cu
fata superioari lati gi netedd; dacd tabla are striuri de rigidizare, termoizolatia trebuie fixate cu
prinderi mecanice.
Table cutate
Grinzile pot rezema inir-un perete de zidarie
care se inarya formind aticul terasei
sau
poate rezema la partea superioara a zidului
in cazul unei terase cu rebord sau cu consola
Prelun girea talpii superioare
p€ntru acoperig in consola
Cornier continuu de tezemarc
tabla cutate,
'"**1:"*J}V
Perete din zidarie
Sunt necesare legeturi de
rigidizare la 3.0 - 6.0 m, funclie
de deschiderea grinzii gi
dimensiunile t5loii
Bigidizari orizontale pentru grinzile curente
Rigidizdri diagonale pentru grinzile cu deschideri mari
qi foarle mari
Grinde principali
TALPI PARALELE TALPASUPERI0AHAcU o PANTA
Panta de scurgere poate fi oblinde prin
inclinarea grinzilor sau prin variatia grosimii
termoizolatiei
TAPLA SUPERIoARA CU DOUA PANTE
Produclia standardizata include grinzi cu deschideri mari $i foarte mari, cu una sau doue pante.
Panta standard: 1 cm / m
fixat cu buloane in zidirie
Legelurile de rigidizare
lrebuie asigurale prin
ancorars in oeretsle de caoal
56

nLANSEE DE AcopERtg cu cRtNzt SEcUNDARE iN zAeReLe
La rezemari p€
grinzi de otel,
fixare cu
buloane O 12 mm
sau cordoane de
sudurdl=25mm
(la grinzi cu
deschideri mari,
2xQ18 sau
suduri 2x50mm)
Rezemare min 6 cm
(m;n 10 cm la deschideri mari)
de atic, ancorare
a fiecirei grinzi
cubarc OB
l= 20 cm imin);
Profil de proteqie Hidroizolatie + proteclie
peste termoizol4ie rigida
Table cutate Cornier de rezemare a lablei,
la grinzi cu deschideri ancorat ?n perete
man,bare A 16
l=30cm
'Talpa inferioare poate fi Rigidizirile orizontale sunt
sudale sau bulonat€ la comiere
de capel ancoEte in perete
min 10 - 15 cm
{min 15 - 30 cm
pentru grinzi cu
deschideri mari)
PERETE DE REZEMARE PERETE DE MARGINE
2xO 12mm:
(la grinzi cu
deschideri mari,
2xA 18,
REBORD PERETEDE REZEMARE PERETE DE MARGINE
Cornier de rezemare
pentru marginea tablei
Legaturi diagonale de ngidizarc
pentru grinzi cu deschideri mari
Rigidiz5ri orizontale fixate de
Cornier de rezemare
Panou din oiatre
sau beton grefabrical
REZEMARE PE GRINDA PRINCIPAI.A
57
PANOU DE ATIC

coNSTRUCTIr DrN OTEL
SCARI
scARA cu RAMPE $t poDEsTE DrN pLAc| DE B.A.
Golulscdrii este delimitat de grinzi de bordaj (grinzi curente sau grinzi suplimentare). a) Podest
intermediar suspendat {scard liberd). b) Podest rezemat pe patru stilpi; rampele reazemd pe
podeste. c) Ansamblul rampe - podeste reazemd pe patru stilpi ce delimiteazd nodul de
circulatie; rigidizare verticalS cu contravintuiri metalice in x.
NOD DE CTRCULATTE CU PERETT Rtctzl
lntregul nod de circulatie verticald este realizat din b.a. gi are rol de contravintuire verticald
(preia solicitdrile din forfe orizontale) in cadrul ansambluluistructuralalclddirii.
58

scAH cu STRUCTURA PoRTANTA uN oTEL
Scheme structurale
Plan struc'turi pentru varianta (a) gi detalii de imbinare
Fiecare rampd este constituitd din doud grinzi laterale, numite grinzide vang, care reazemd pe
grinzi orizontale ale plangeului curent gi ale podestului intermediar. Detalii de imbinare intre
grinzile de vang gi grinzile orizontale (a1, a2, a3).
o+*f
I
ol(tI
-l
TotnlI
-l
+
de alcituire a rampelor
59

STRUCTURI DIN OTEL (tabel de sintezi)
tr ELEMENTE PORTANTE VERTICALE
60
Dupd ORTON, Andrew, The way we built now: form, seale and technique. Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Ltd. 1988.
ELEMENT sEcTruNE oRTzoNTALA
9I ELEVATIE
Indl!imi
uzuale
thl
(m)
h/d
intre
reazeme
laterale
Factori
eritici
pentru
dimensionare
Observatii
Laminate
cu s$liune
deschisd
)un nivel
)mai mulle
nivele
2-8
2-4
20-25
7-18
Flambaj
(h/d >14)
Flambaj gi
compresiune
(h/d <14)
ln general
laminale
slandardizate
Secliuni
speciale prin
sudare. lmbindri
mai simple cu
sectiuni
deschise
Laminate
cu secliune
inchisd
)un nivel
Fmai multe
nivele
tro-r.-+. .l*
dd
tl
rlFhiltl
+&
2-8
2-4
20-35
7-28
Flambaj
(h/d >20)
Flambaj gi
compresiune
(hid <20)
Sect.inchise au
supraf.expusd
mai micd 9i
rigiditate la
torsiune mai
mare decil
secl.deschise
cu aceeagr
greulale,
Stilpi reliculari
T
h
+
Ffl
4-10 20-25 Flamba.i Pentru stilpi mai
mari pol fi
folosile alcdtuiri
reticulare
Stilpi cu
alcdluire
mine otel +
beton
-i.-
I ^t. r I
l:f,l lf "il rt1 h
l6l lao,, A I
t:i:-J i
-H+ #'d d cl
2-4 6-15 Flambaj 9i
strivire (h/d >10)
Betonul cre$ie
rigiditatea $i
rezistenla la toc
Panouri din
otel cu
schelet din
profile de
tableformate
la rece
2-B 15-50 Flambaj Montanlii din
labE de olel pot
forma scheletul
portant gi pentru
pleci de ipsos,
BAFS, sau pldci
pe baze de
lemn.
Tiranli din olel
de inaltd
rezistenle
a
-t
I
h
+
1-40 Rigiditate axiaE De reguE din
bare pline,
toroane sau
cabluri. Barele
au rezistenla
rnai micd la
iniindere decil
cablurile, dar
sunt mai rioide.

i
coNsTRuclllprN ofEL
I PLAN$EE INTERMEDIARE: GRINZI 9I ELEMENTE DE SUPRAFATA
61
Dupd ORTON, Andrew, The way we built now: form, scale and tehnique. Van Nostrand Reinhold (UK) Go.Ltd. 1988.
ELEMENT sEcTruNE 9r ELEVATTE Inillimi
uzuale
tdl
(mm)
Deschideri
uzuale
TLl
{m)
Ud
uzual
Factorieritici
pentru
dimensionare
/ Observalii
Elemente de
suprafat6 din
tabE
-!
J rr tr L +q --f---r
-}-r-*
50-75 2-3 35-40 Deformabilitate
(sdgeata)
Tabldcdala
cu
suprabelonare @;'-a tr-'l-
a=cca40-80mm
100-150 2-4 2$30 Deformabilitaiea
(segeala) tablei
- cofraj.
Grosime beton
penlru proteclie
lafoc.
Profile
laminale cu
tdlpi late I [ il ld*EJ.
100-500 4-12 'r8-28 Deformabililale
(sdgeata)
Profile
larninate inalte
T TJ, tr-+
200-500 6-30 15-20 Sdgeala
Elorturi din
incovoiere
Grinzi in
z6brele din
Iaminate
=-Ft
u1' +- [ --{-
100H000 1z45 8-15 Compresiunea
axiald a barelor
Noduri
Sdgeala
Grinzi
Vierendeel Ttll ldFL -1-
100G3000 &18 4-12 Elorturi din
?ncovoiere in
bare in zona
reazemelor
SAgeaia
Sectiune
mixte olel
+beton -f=t,-_'+
+- t_-f
30G1000 7-15 2*25
Mizeaze pe
conlucrarea profil
olel - betonul din
plac5. Economie
de otel cca 25%
fala de sectiunile
ce nu conteza pe
aoortul betonului.

tl ACOPERI$E: GRlNzl 9l ELEMENTE DE SUPRAFATA
62
Dupd ORTON, Andrew, The way we built now: form, scale and technique. Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Ltd. 1988.
ELEMENT sEcTruNE 9r ELEVATTE Inil!imi
uzuale
tdI
(mm)
Deschideri
uzuale
IL1
(m)
ud
uzual
Factoricritici
pentru
dimensionare
/ Observalii
Elemenle de
suprafald din
bble cutatd
-rJa.r ,r rd
-r
t.-r-+
25-120 2-6 4+70 Deformabilitate
(sageala)
Panouri
sandwich cu
fete din table
-71
2-3 25-30 Panourile au
izolalie termicd
din spumd pe
baze de re$ini,
injectate.
Segeata
Rezislenta
Panouri
chesonate
ranlorsate, pe
bazi de fibre
lemnoase
::f,f-F--td
-r
+- l-+
50-150 2-4 20-25
Profile din
tabE de olel
fasonatd la
rece
T I- i-l taLJ rJ J L+
12&300 3-12 25-35 Sdgeala
Frecvent foarte
tlexibile dupd axa
minore
Grinzi in
zdbrele din
profite de
tabld fasonate
la rece
'h" T
lt IJl.+ nTl+-. t ---f
300-1000 *20 15-25
Segeata
Flambaj
Profile
laminale cu
tdlpi late
-I
-l
Tf f:ilTa lr--l# H1F
'i {--+-
L
1 00-500 &14 20-30 Sdgeata
Profile
laminate inalte
It lt ta
Jllr=+
ffi
lt-tl
#- r-+
200-1000 G60 18-26 Sdgeata.
Eforturile din
incovoiere
Voalarea tdlpii
er rmri6arp
Grinzi
'expandale'
din prolile
laminate
TT
lllor+
+- L --"F
6-18 1G18 Voalarea inimii
Forfecare
Grinzi in
zdbrele din
laminate
12-75 10-18 Elorturile din
incovoiere.
Sdgeala
Grinzi arcuite pt.
L >25m
Ferme din
laminate
ill
t
ldf
+- I --+-
8-20 5-10 Frecvenl
realizale din
corniere

n ACOPERI$E: SUPRAFETE CONTINUI
63
Dupd ORTON, Andrew, The way we buift now: form, seale and tehnique. Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Ltd. 1988.
ELEMENT sEcTruNE 9r PLAN Desehideri
uzuale
tLl
(m)
Ud
Uh
uzual
Observdii
Retea spatiald
pland, in 2 slraturi
ra ffii*- rt-l-
s = cca 5-12% din L
+- L-+
s=cca1.4xd;
L<L1 <1.4L
30-150
Ud
15-30
Noduri articulate sau
semirigide; lucreazd ca o
slructurd reticular6
tridimensional6. Geometria in
plan se bazeaze pe o retea
rectangulare, triunghiulard
sar r hevananali
Boila
din relea de bare
f
lh
+-
1
I.
+
+- L-+
2G100
ud..
.-55-60) Bo[ile pot fi abetuite din 1
sau 2 slraturi de relea
BohE cu suprafald
ondulale
t
Ir
30-45
Uh
4-5 Doud straturi de tabE
ondulatd cu iermoizolalie
intre ele
Grinzi de acoperig
sustinute de
cabluri
tn
f
r- L'-?
6&.150
t/h
5-10 Sustinerea grinzilor cu cabluri
permite cre$terea
deschiderilor tLI
Acoperige pe
cablud suspendate
+h
+'L-+
+- I ---+
Tn
ftr
ffii
50-180
L/h
8-15 Acoperi$ele au curburd pe o
directie (formd de Jgheab)
sau pe ambele directii (forme
de'tarfurie')
Retea de cabluri
cu bordaje rigide
t
+
3&.180
Uh
6-12 Acoperigele au dubld curburd
(formd de'9a')
Gupold din relea
de bare intr-un
stral
+
lh
f-r.- L -+
15-100
L/h
*7 Cupolele cu relea in 2 straturi
acoperd deschideri pind la
20O m.
Pleci cutate din 2
slraluri de foi
+- L -"r-
930
Llh
1G.20 Posibil foi intr-un stral cu
deschideri pind la cca 25 m
Deficienle de reguE generaie
de imbindri sau voalare
Paraboloid
hiperbolic din 2
slraturi de foi
9-30
Lth
6-12 Foile de table sunl agezale
pe supralata paraboloidului
de-a lungul generaloarelor
rectilinii $i sunt usor rasucite
in sectiunea transversaH
Membrane de olel
inoxidabil
suslinute de vint
tr,
J"
+*- L--+
B0-300
Lih
25-30 O valoare mica a raportului
L/h determina $ubpresiunea
vintului asupra ac$perigului gi
irnplicd puline modificSri de
forme fate de forma olate

CONSTRUCTII DIN OIEL
B SISTEME STRUCTURALE
_t 64
ELEMENT sEcTruNE 9r PLAN Deschideri
uzuale
ILI
(m)
ud
uzual
Observ4ii
Cadre rigide cu un
nivel
*--.-.- I
Llill f.+- t-*
+- I -+-
$60 3$40 Cadrul este rigid in planul
sau
Distanla uzuald intre cadre:
U4-U6
Arce rlr,
t
Uh
J.
I't-
+- L --+
= cca 5-15
60-150 40-50 Voalarea consliluie f recvent
un aspect crilic.
De regulS arcele au imbindri
arliculate labazd; uneori au
articulalii si la cheie
Sisteme cu stilpi gi
grinzi pe un nivel
-+- L --+-
'+- L --f
6-40 12-20 Cadrul nu esle rigid in planul
sau, ca alare sunl necesare
rigidizdri verticale
Cadre rigide
multietajate
6-20 20-35
Deplasarea la virf 9i intre
nivele conilituie lrecvent un
element critic.
Noduri rigide intre slilpi Si
grinzi obtinute prin sudare
sau sudare + bulonare.
Sislem economic oine la cca
25 nivele
Contravintuiri
reticulare gi cadre
simple (articulate)
+I f-----r-l
H lttlJt 1
I
inSllimea
uzuald IH]:
5-20 nivele
H/W
6-8
Cadrele nu sunl legale rigid
de slruclura reliculare. care
are rol de conlravintuire
Conlravinluiri
reliculare gi cadre
rigide
1 r-----l t
ilriry
-*
H
t
H
10-40 nivele
H/w
3-4 Cadrele sunt legate rigid gi
interactioneaz5 cu structura
relicularA. Cadrele asiguri
ductilitatb in zone seismice.
Contravinluiri
reticulare gi cadre
rigide +
suprastrudufa
orizontalS
IH
l
m*
| ' r r I I tez
l: :.: : 1 | 'r
H.
40-60 nivele
H/vV
5-7 Sdprastructu ra reticulara
orizonlaE reduce deplaserib
orizonlale,
Tub periferic din
stilpi degi
I r-r+tr"tWH t"t
|
*t-
I
H
30-80 nivele
H/VV
5-7 Secllunile alungite ale
stilpifor gi grinzilor rigidizeazzi
schelelul in aga fel incil se
compode ca un tub perforal.
Tub perileric eu
zabrele diagonale
I +
il.l
H t lw
I l*'----.1 +
H
6S110 nivele
H/lV
5-7 Diagonalele preiau incdrcdri
orizontale gi verticale $i
rigidizeazA scheletul.
Dupd ORTON, Andrew, The way we built now: form, scale and technique. Van Nostrand Reinhold (UK) Co.Lld. 1938.

Crisan, rodica constructii din otel

Crisan, rodica constructii din otel

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

More from Robin Cruise Jr.

More from Robin Cruise Jr. (20)

Crisan, rodica constructii din otel