21
Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn Capitolul 2 SISTEME STRUCTURALE CU PEREŢI DIN PANOURI DE LEMN, CU STRUCTURI ÎN CADRE ŞI CU PEREŢI DIN GRINZI DE LEMN Sistemele constructive pentru structurile de rezistenţă ale caselor integral prefabricate din lemn pot fi realizate conform prezentării din capitolul 1 cu panouri portante, cu schelet portant sau cu pereţi şi planşee din bârne de lemn (grinzi ecarisate sau cioplitură). În tabelul 2.1 se prezintă valorile termice pentru pereţii din lemn masiv, utilizaţi la construcţiile civile (conform normei DIN 18910). Pereţi din bârne de lemn – valori termice Tabelul 2.1. Grosimea (m) Greutatea (kg/m 2 ) Rezistenţa la transfer termic (m 2 K/W) Coeficientul de transfer termic (W/m 2 K) 0,10 60 0,71 1,13 0,11 66 0,79 1,01 0,12 72 0,86 1,02 0,13 78 0,93 0,96 0,14 84 1,01 0,91 0,15 90 1,07 0,85 0,16 96 1,14 0,80 0,17 102 1,22 0,74 0,18 108 1,29 0,69 0,19 114 1,35 0,64 0,20 120 1,42 0,60 0,21 126 1,48 0,56 0,22 132 1,57 0,52 Conform normei C107 „Normativ pentru izolarea termică a clădirilorvaloarea recomandată pentru rezistenţa la transfer termic a pereţilor este 1,80 m 2 K/W. Se constată că această valoare este superioară celor date în tabelul 2.1, deci pentru asigurarea Structuri de zidărie şi de lemn 2.1

Capitolul 2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Capitolul 2

SISTEME STRUCTURALE CU PEREŢI DIN PANOURI DE LEMN, CU STRUCTURI ÎN CADRE ŞI CU PEREŢI DIN

GRINZI DE LEMN

Sistemele constructive pentru structurile de rezistenţă ale caselor integral prefabricate din lemn pot fi realizate conform prezentării din capitolul 1 cu panouri portante, cu schelet portant sau cu pereţi şi planşee din bârne de lemn (grinzi ecarisate sau cioplitură).

În tabelul 2.1 se prezintă valorile termice pentru pereţii din lemn masiv, utilizaţi la construcţiile civile (conform normei DIN 18910).

Pereţi din bârne de lemn – valori termice Tabelul 2.1.

Grosimea (m)Greutatea

(kg/m2)

Rezistenţa la transfer termic

(m2K/W)

Coeficientul de transfer termic

(W/m2K)0,10 60 0,71 1,130,11 66 0,79 1,010,12 72 0,86 1,020,13 78 0,93 0,960,14 84 1,01 0,910,15 90 1,07 0,850,16 96 1,14 0,800,17 102 1,22 0,740,18 108 1,29 0,690,19 114 1,35 0,640,20 120 1,42 0,600,21 126 1,48 0,560,22 132 1,57 0,52

Conform normei C107 „Normativ pentru izolarea termică a clădirilor” valoarea recomandată pentru rezistenţa la transfer termic a pereţilor este 1,80 m2K/W. Se constată că această valoare este superioară celor date în tabelul 2.1, deci pentru asigurarea rezistenţei termice necesară pentru pereţii din bârne de lemn apare necesară termoizolarea suplimentară a pereţilor exteriori.

6.1. Structuri de rezistenţă din panouri portante

Structurile verticale de rezistenţă realizate din panouri portante şi de contravântuire pot fi: cu panouri portante dispuse pe direcţia transversală a clădirii (fig. 2.1, a); cu panouri portante dispuse pe direcţia longitudinală a clădirii (fig. 2.1, b); cu panouri portante dispuse în sens transversal şi în sens longitudinal (fig. 2.1, c).În primele două variante, pe direcţia perpendiculară axelor structurale se dispun panouri

autoportante de contravântuire a clădirii.În toate cazurile, panourile de planşeu şi de acoperiş reazemă pe liniile structurale de

rezistenţă.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.1

Page 2: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Panourile prefabricate care intră în compunerea caselor din lemn variază în funcţie de: rolul static – portante, neportante, de contravântuire; dimensiunilor pe care le au: cu lăţimi reduse sau mari; modul de compunere în secţiunea transversală – ventilate, neventilate.

a b

cFig. 2.1. Sisteme structurale cu panouri portante[51]:

a – cu panouri portante dispuse transversal; b – cu panouri portante dispuse longitudinal;c – cu panouri portante dispuse pe ambele direcţii ale clădirii.

În funcţie de dimensiunile şi alcătuirea în secţiune transversală, pot fi: panouri portante de dimensiuni reduse – 1,00…1,25 m, realizate cu sau fără strat de aer

ventilat, utilizate ca elemente pentru pereţi exteriori şi interiori; panouri portante de dimensiuni mari, cu lungimi până la 10,00 m, cu structură ventilată

sau neventilată, utilizate ca elemente pentru pereţi interiori şi exteriori, ca elemente de planşeu sau de acoperiş;

panouri portante de dimensiuni mari, preasamblate în elemente spaţiale; panouri portante de dimensiuni reduse, cu alcătuire compozită, utilizate ca pereţi

despărţitori interiori.

2.1.1. Sisteme de panouri

2.1.1.1. Panouri portante de dimensiuni reduse

Panourile portante sunt realizate în sistem modulat, cu lăţimea de 1,00…1,25 m şi înălţimea egală cu cea a etajului.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.2

Page 3: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Structura de bază a panourilor este realizată din: cadru de lemn, dispus la interior, alcătuit din:

montanţi dispuşi la distanţe de 50…60 cm; rigle amplasate la partea superioară şi la cea inferioară; rigle intermediare pentru rigidizarea montanţilor şi pentru delimitarea golurilor de

uşi şi ferestre; diagonale de contravântuire;

feţe portante sau neportante alcătuite din: scânduri în grosime minimă de 2,2 cm dispuse longitudinal şi transversal

(perpendicular pe cele două feţe ale panoului; placaj de construcţie în grosime de 10…12 mm; plăci din fibre de lemn (PAL) în grosime de 12 mm, încleiate cu răşini epoxidice,

rezistente la umiditate; plăci din boiscement; plăci din OSB; plăci din ghips-carton în grosime de 10 mm; combinaţii ale materialelor prezentate, dispuse diferenţiat pe cele două feţe.

a b

c

Fig. 2.2. Pereţi portanţi din panouri cu lăţimi reduse[51]:

a – cu feţe din placaj;b – cu feţe din betopan;

c - scânduri dispuse vertical.

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

Structuri de zidărie şi de lemn 2.3

Page 4: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Încărcările verticale sunt preluate de montanţi, care prin intermediul riglei de bază sunt transmise la fundaţii sau la panoul de la nivelul inferior. Încărcările orizontale sunt preluate de ansamblul cadru interior rigidizat cu feţele exterioare prin tije sau încleiere.

Soluţia cu panouri de lăţimi reduse prezintă o serie de avantaje: panourile respective sunt foarte facile a fi combinate pentru partiuri cu diferite destinaţii; poziţia grinzilor de la planşeu sau de la acoperiş poate fi corelată cu poziţia montanţilor

verticali ai pereţilor structurali; dimensiunile de fabricaţie a plăcilor de închidere a panourilor pot fi stabilite în funcţie de

lăţimea panoului (de exemplu plăcile aglomerate pe bază de fibre sau aschii din lemn cu lăţimea de 1220 mm, fiind utilizate la panouri cu lăţimea de 1200 mm);

subansamblele pentru circulaţie şi iluminare (uşi, ferestre), precum şi radiatoarele pentru încălzire pot fi uşor corelate cu lăţimea panourilor;

considerentele de ordin economic privind transportul şi montajul panourilor sunt corelate cu greutatea şi dimensiunile panourilor; panourile cu dimensiuni reduse pot fi stocate pe orizontală şi pot fi manevrate manual sau cu utilaje de ridicat de capacitate redusă.

2.1.1.2. Panourile portante de dimensiuni mari

Panourile portante cu structura de rezistenţă din lemn au înălţimea unui nivel şi sunt constituite, în principiu, din panouri de dimensiuni reduse, asamblate (fig. 2.3). În mod curent, panourile respective pot constitui pereţi prefabricaţi de dimensiunile lăţimii sau lungimii celulei funcţionale.

Lungimea totală a panourilor se alege în funcţie de distribuţia în plan a pereţilor, de posibilităţile de transport şi de limitele impuse de capacitatea de ridicare a utilajelor.

În funcţie de lungimea lor, panourile sunt realizate dintr-o serie de montanţi, rigidizaţi la partea superioară şi la cea inferioară prin rigle continue. Riglele intermediare şi diagonalele dispuse între montanţi asigură stabilitatea plană a panourilor. Similar panourilor de dimensiuni reduse, cele cu dimensiuni mari sunt fixate în fundaţii.

La interior, distanţa între montanţi se stabileşte în funcţie de trama de bază adoptată, poziţia pereţilor perpendiculari, dimensiunea plăcilor utilizate la feţele panourilor şi de sistemul ales pentru transmiterea încărcărilor de la planşeu. Prin utilizarea panourilor de dimensiuni mari se reduce numărul de îmbinări verticale dintre panouri şi, în principal, numărul rosturilor etanşate, operaţie care măreşte mult durata montajului.

Prin configurarea în fabrică a panourilor mari, soluţia se recomandă la ansamble de clădiri repetitive, cu variante reduse a planurilor de arhitectură.

Elementele spaţiale prefabricate sub formă de celule cu un număr variabil de feţe plane se montează cu un consum redus de manoperă pe şantier. Majoritatea manoperei, peste 90% se realizează în fabrică, elementele având montate conductorii şi ţevile pentru instalaţii şi fiind finisate pe feţe.

Cu acest sistem constructiv se pot realiza pavilioane şcolare, grădiniţe, clădiri de locuit, birouri, cămine pentru elevi şi studenţi etc (fig. 2.4).

Elementele spaţiale sunt transportate de la fabrică la şantier cu trailere speciale şi sunt fixate pe fundaţiile realizate în prealabil, respectiv pe celulele montate anterior.

La construcţiile din elemente spaţiale cu un grad mare de prefabricare, transportul este relativ simplu, montajul se face într-un timp redus şi există posibilitatea ca structura de rezistenţă să poată fi demontată şi remontată pe un alt amplasament.

Concepţia de stabilire a tipodimensiunilor elementelor spaţiale ia în considerare: limitele tehnologice de realizare în fabricile de prefabricate; suprafeţele şi volumele impuse de partiul de arhitectură; capacitatea mijloacelor de ridicare, transport şi montaj.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.4

Page 5: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

a b

c

Fig. 2.3. Pereţi portanţi din panouri cu lăţimi mari [51]:a – cu feţe din placaj; b – cu feţe din boisbeton; c – panou mare pentru planşeu

Structuri de zidărie şi de lemn 2.5

Page 6: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Fig. 2.4. Sistem constructiv cu elemente spaţiale:a – exemple de planuri de construcţie realizate din elemente spaţiale;

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

În figura 2.5. sunt prezentate patru variante de partiuri de arhitectură, realizate din elemente spaţiale. Partiurile prezentate folosesc module cu dimensiuni la 2,403,60 m, 2,404,20 m şi 2,404,80 m.

Fig. 2.5 Exemple de partiuri de arhitectură realizate din elemente

spaţiale

În figura 2.6 sunt prezentate diferite sisteme de realizare a unei celule spaţiale cu dimensiunile 2,407,20 m … 4,809,60 m şi sistemele de contravântuire ale acestora.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.6

Page 7: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Fig. 2.6. Sisteme conceptuale pentru celule spaţiale [51]

2.1.2. Alcătuirea panourilor

Panourile portante sunt realizate dintr-un cadru interior din lemn masiv sau din lemn lamelat încleiat şi feţe portante.

Elementele cadrului interior – montanţi, rigle superioară şi inferioară, traverse de rigidizare, eventual diagonale de contravântuire se asamblează cu tije cilindrice (preferabil zincate şi cu spirală), prin încleiere sau cu plăcuţe metalice zincate (fig. 2.7):

tehnologia de asamblare cu tije cilindrice necesită manoperă mai multă decât celelalte soluţii şi se utilizează, în general, în atelierele tradiţionale;

îmbinarea elementelor de cadru prin încleiere sau cu plăci metalice se poate aplica în cazul producerii în fabrică a panourilor cu utilaje speciale.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.7

Page 8: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Fig. 2.7. Tehnologia de realizare a panourilor portante:a – îmbinarea elementelor de cadru interior cu cuie; b – prin încleiere; c – cu plăcuţe metalice; 1 – riglă superioară; 2 – riglă intermediară; 3 – riglă inferioară; 4 – montanţi; 5 – faţă interioară

din placaj; 6 – faţă exterioară din placaj.

Conectorii metalici se aplică concomitent în toate punctele necesare ale panoului prin presare hidraulică; se asigură în acest mod un ansamblu rigid.

În secţiune transversală panourile pot fi neventilate (fig. 2.8 a) sau ventilate (fig. 2.8 b). Faţa exterioară a panoului este prevăzută cu fante la partea superioară şi la partea inferioară pentru circularea curentului de aer pe faţa rece a termoizolaţiei.

a b

Fig. 2.8. Conceperea panourilor exterioare:a – neventilate; b - ventilate

2.2. Structuri de rezistenţă cu cadre din lemn

2.2.1. Sisteme constructiv-structurale

Structurile de rezistenţă cu cadre din lemn pot fi alcătuite în diferite moduri de realizare şi dispunere a elementelor portante şi a celor secundare, precum şi cu diferite sisteme de îmbinări.

Structuri de rezistenţă cu grinzi principale având secţiune simplă (fig. 2.9): pe cele două direcţii principale de inerţie ale structurii de rezistenţă, grinzile

principale sunt fixate pe stâlpi, care sunt continui, în acest mod înălţimea stâlpilor este constantă la interior şi la exterior;

grinzile secundare sunt dispuse între grinzile principale pe direcţii diferite în diversele panouri de planşeu astfel încât să se asigure o compartimentare similară pe direcţia transversală şi pe cea longitudinală a clădirii.

Structuri de rezistenţă cu grinzi principale având secţiune dublă (fig. 2.10): grinzile principale ale structurii de rezistenţă a clădirii sunt realizate cu secţiune

dublă şi sunt dispuse la cote diferite pe cele două direcţii principale ale clădirii; grinzile secundare se dispun pe o singură direcţie, în planul grinzilor principale

superioare;

Structuri de zidărie şi de lemn 2.8

Page 9: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

stâlpii cu secţiune simplă sunt continui printre grinzile principale.

Fig. 2.9. Structură de rezistenţă cu grinzi principale şi stâlpi dintr-un singur element;

grinzile principale dispuse pe direcţii ortogonale, în diferitele panouri

Structuri de rezistenţă cu stâlpi având secţiune dublă (fig. 2.11): grinzile principale pe una din direcţiile principale ale clădirii au secţiune simplă şi

sunt amplasate între stâlpii structurii de rezistenţă, care au secţiune dublă; grinzile principale pe direcţie perpendiculară au secţiune dublă şi sunt dispuse

peste grinzile principale anterioare, de o parte şi de alta a stâlpilor structurii de rezistenţă;

grinzile secundare sunt dispuse în planul grinzilor principale superioare.

Fig. 2.10. Structură de rezistenţă cu grinzi principale duble pe cele două direcţii

şi cu stâlpi cu secţiune simplă

Fig. 2.11. Structură de rezistenţă cu grinzi principale simple pe o direcţie şi cu grinzi

principale duble pe cealaltă direcţie, precum şi cu stâlpi dublii

Structuri de rezistenţă cu stâlpi şi grinzi dispuse la distanţe reduse (fig. 2.12): structura de rezistenţă este realizată în acest caz cu elemente structurale – stâlpi şi

grinzi – dispuse la distanţe reduse (60 cm); sistemul asigură o rigiditate sporită a structurii de rezistenţă verticală şi orizontală

ceea ce permite preluarea şi transmiterea în condiţii optime a încărcărilor gravitaţionale şi a celor orizontale din vânt şi seism;

Structuri de zidărie şi de lemn 2.9

Page 10: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

soluţia constituie un sistem intermediar dintre soluţia în cadre şi cea cu panouri.

Fig. 2.12. Structură de rezistenţă cu grinzi principale şi stâlpi la distanţe reduse –

structură cu nervuri

Îmbinările la noduri se realizează astfel încât să se asigure continuitatea elementelor structurale – stâlpi, grinzi principale, grinzi secundare (fig. 2.13).

a b b

Fig. 2.13. Îmbinări la nodurile structurii de rezistenţă:a – grindă principală continuă, solidarizată de stâlp cu elemente metalice; b – stâlp şi grindă

principală continuă prin profilarea elementelor; c – stâlp, grinzi principale şi grinzi secundare amplasate decalat

În figura 2.14 sunt prezentate detaliile de rezemare ale grinzilor principale de planşeu de pe cele două direcţii, dispuse în acelaşi plan, pe stâlpi continui.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.10

Page 11: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

a b

Fig. 2.14. Detalii de îmbinare grinzi-stâlpi cu dispozitive metalice:a – cu sabot; b – cu furură

2.2.2. Soluţii structurale pentru planşee

În mod curent planşeele la casele din lemn integral prefabricate se realizează: cu grinzi din lemn dispuse la distanţe reduse (40…60 cm), care reazemă pe riglele

scheletului portant (fig. 2.15 a şi b) şi podini din scânduri pentru pardoseală şi pentru tavan;

cu grinzi cu inimă plină din placaj, încleiate (fig. 2.15, c); cu ferme din lemn realizate cu zăbrele metalice.La soluţiile curent utilizate de case prefabricate din lemn, existente în producţia diferitelor

combinate de prelucrare a lemnului din ţara noastră planşeul dintre parter şi etaj este rezolvat astfel: talpa inferioară a fermelor de acoperiş, dispuse la interax de 1,20 m constitute şi grinzile

de planşeu peste etaj; intermediar, între ferme, la nivelul planşeului peste etaj sunt dispuse grinzi transversale; atât talpa inferioară a fermelor de acoperiş, cât şi grinzile intermediare sunt realizate

dintr-un pachet de scânduri fixate cu cuie; planşeele peste parter şi peste mansardă, ca elemente de rezistenţă şi de închidere sunt

realizate din scânduri de pardoseală şi de tavan, fixate pe grinzi de rezistenţă; termoizolaţia şi fonoizolaţia la nivelul planşeului este rezolvată din saltele de vată

minerală semirigidă.

a b c

Fig. 2.15. Sisteme constructive la planşee:a – grinzi dese din lemn masiv, rigidizate cu distanţieri; b – grinzi dese din lemn, rigidizate cu

contravântuiri; c – grinzi cu inimă plină.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.11

Page 12: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

O soluţie modernă de grinzi de planşeu o constituie cea prezentată în figura 2.16, în care: grinzile de planşeu zăbrelite sunt realizate cu tălpile paralele, din dulapi, rigle sau grinzi

din lemn masiv sau din lemn lamelat încleiat, în funcţie de capacitatea portantă pe care trebuie să o asigure;

capacitatea portantă a grinzilor cu zăbrele dictează traveea de amplasare si deschiderea, în funcţie de intensitatea încărcărilor;

diagonalele sunt realizate din lemn, ţeavă metalică sau din profile metalice; în cazul utilizării diagonalelor din lemn, prinderile la noduri se realizează cu plăcuţe

metalice, cu dinţi sau poansonate; diagonalele din ţeava metalică sunt profilate la capete sub formă de plăcuţe poansonate,

cu dinţi.Avantajele principale ale acestor tipuri de grinzi cu zăbrele constau în: posibilitatea de modulare în secţiune transversală şi pe lungime, astfel încât să se poată

acoperi deschideri diverse, pentru forme oarecare în plan ale construcţiei şi pentru încărcări diferite pe planşee;

posibilitatea de uzinare a confecţiilor prefabricate şi creerea de stocuri astfel încât livrarea grinzilor să se facă imediat, la cerere;

posibilitatea de montare simplă pe şantier fără a se folosi utilaje de ridicare; având în vedere greutatea redusă a pieselor, ridicarea la poziţia de montaj se face manual sau cu scripeţi şi frânghii;

soluţia permite ca tubulatura şi conductele pentru instalaţii (electrice, apă-canal, ventilaţie, condiţionare) să se monteze în înălţimea grinzii, prin golurile existente.

a b

Fig. 2.16. Grinzi cu zăbrele pentru planşee [21]:a – detaliu grindă; b – perspectivă planşeu

Pentru îmbunătăţirea comportării construcţiilor integral prefabricate din lemn la solicitări seismice sau la solicitări climatice deosebite (vânt cu intensitate mare) se pot utiliza ca soluţie de planşeu şaibe antiseismice, prin intermediul cărora să se realizeze o transmitere echilibrată a solicitărilor seismice la elementele structurale de pereţi.

Grinzile planşeului sunt realizate din dulapi sau din grinzi de lemn, dispuse la interax de 50...60 cm (fig. 2.17).

Structuri de zidărie şi de lemn 2.12

Page 13: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Fig. 2.17. Detaliu de rigidizare a planşeului cu podină din scânduri încrucişate

Şaiba rigidă, care are şi rol de podină pentru circulaţie, este formată din două rânduri de scânduri cu dimensiunile minime de 152,5 cm, bătute încrucişat la 45 faţă de linia pereţilor. Fixarea podinei de grinzi se face cu cuie, care trebuie să preia eforturile de lunecare în plan orizontal. Se recomandă ca faţa superioară a podinei să fie rindeluită, iar scândurile să fie prelucrate pe cant pentru îmbinarea longitudinală cu lambă şi uluc. Dispunerea acestor dulapi s-a prevăzut la 45 faţă de direcţiile principale ale pereţilor, astfel încât transmiterea solicitărilor seismice să se realizeze prin compresiune în planul podinei. Îmbinările în lambă şi uluc dintre dulapii de planşeu au şi rol de eliminare a deformaţiei relative în timpul circulaţiei sau la montarea unor piese grele de mobilier.

Stratul de fonoizolaţie şi/sau de termoizolaţie dispus între grinzi este susţinut de plăcile sau scândurile de tavan, fixate cu şuruburi pentru lemn, la partea inferioară a grinzilor de planşeu.

2.2.3. Soluţii structurale pentru acoperiş

Structura de rezistenţă a acoperişului se rezolvă în diferite variante constructive: cu ferme din lemn, cu consum redus de metal, îmbinările fiind cu cuie sau cu plăcuţe

metalice (fig. 2.18 a); cu şarpantă pe scaune (fig. 2.18 b); cu căpriori şi pane rezemate pe pereţii transversali, spaţiul fiind până sub panele

acoperişului (fig. 2.18 c).

Structuri de zidărie şi de lemn 2.13

Page 14: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

a b

Fig. 2.18. Soluţii constructive pentru structura de rezistenţă a acoperişului:

a – cu ferme cu zăbrele; b – cu şarpantă pe scaune; c – cu tavan în pantă.

c

În figura 2.19 se prezintă în detaliu structura de rezistenţă a acoperişului realizat cu ferme cu consum redus de metal, barele fermei fiind realizate cu secţiune simplă, iar îmbinările fiind din plăci metalice cu dinţi.

a bFig. 2.19. Fermă de acoperiş cu consum redus de metal, îmbinări cu plăci cu dinţi:

a – perspectivă fermă; b – elevaţie fermă

2.2.4. Stabilitatea spaţială a construcţiilor de lemn

Structuri de zidărie şi de lemn 2.14

Page 15: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Stabilitatea spaţială a construcţiilor din panouri de lemn se asigură prin dispunerea unor panouri rigide pe cele două direcţii principale de rezistenţă ale clădirii (fig. 2.20 şi 2.21).

Panourile de contravântuire sunt rigidizate cu diagonale duble şi pot fi dispuse: pe pereţii exteriori şi interiori, acolo unde partiul de arhitectură permite (pereţi plini, fără

goluri de uşi sau ferestre) se recomandă dispunerea unor panouri de contravântuire la colţurile clădirii (fig. 2.20);

în cadrul unui nucleu central, care constituie o zonă rigidă, iar panourile de pe contur sunt legate de zona centrală prin intermediul planşeului rigid (fig. 2.21).

Cadrele exterioare şi interioare se tratează în acelaşi mod în ceea ce priveşte preluarea încărcărilor orizontale.

Fig. 2.20. Asigurarea stabilităţii spaţiale a unei construcţii din lemn prin dispunerea de contravântuiri la colţurile clădirii şi intermediar, pe pereţii exteriori şi pe cei interiori [51]:

1 – contravântuiri verticale, 2 – panouri rigide de planşeu.

Structuri de zidărie şi de lemn 2.15

Page 16: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

Fig. 2.21. Asigurarea stabilităţii spaţiale a unei construcţii din lemn prin realizarea unui nucleu central contravântuit şi panouri de planşeu rigide în plan orizontal, care asigură stabilitatea

pereţilor exteriori [51]:1 – contravântuiri verticale, 2 – panouri rigide de planşeu.

Conform normei germane DIN 1052 construcţiile din lemn cu un etaj sunt considerate rigide dacă:

pereţii exteriori şi pereţii interiori care au un rol portant au lungimea maximă de 12,0 m, au prevăzute minimum trei elemente rigide cu lăţimea de 1,00 m, iar distanţa dintre contravântuiri este de maximum 6,00 m (v. fig. 2.20);

la pereţii exteriori elementele de contravântuire să fie dispuse la intersecţia acestora (colţurile clădirii, v. fig. 2.20);

pentru asigurarea stabilităţii globale a clădirii, îmbinările panouri-fundaţie sunt dimensionate la rezultanta forţelor orizontale care acţionează pe întreaga clădire;

panourile de planşeu şi/sau cele de acoperiş constituie prin modul lor de conformare şi prin legăturile cu elementele structurale verticale un ansamblu rigid la forţe care acţionează în planul lor.

2.3. Structuri de rezistenţă din bârne de lemn

În paragraful 2.1.1 s-au prezentat soluţiile de principiu privind realizarea structurii de rezistenţă verticală la casele alcătuite din bârne de lemn.

Pereţii acestor categorii de construcţii trebuie să răspundă următoarelor cerinţe: să asigure rezistenţa şi stabilitatea clădirii, la încărcările din exploatare; în mod curent

pereţii cu grosimea de 18…22 cm, dispuşi în sistem fagure satisfac această cerinţă; îmbinările la colţurile, intersecţiile şi ramificaţiile clădirii să asigure preluarea eforturilor

de lunecare în plan orizontal; această condiţie poate fi satisfăcută prin profilarea capetelor grinzilor conform detaliilor din figura 2.3;

să asigure preluarea unor eforturi de lunecare în secţiunea transversală a peretelui; această condiţie se poate satisface prin profilarea grinzilor cu lambă şi uluc (fig. 2.22 a), cu dornuri plasate între grinzi (fig. 2.22 b) sau prin încleierea grinzilor;

să asigure rezistenţa termică necesară (condiţie impusă la pereţii exteriori), în funcţie de zona climatică de amplasare a clădirii şi de condiţiile de microclimat interior; în cazul în care peretele din lemn nu poate satisface această cerinţă, aceasta se plachează cu un strat de termoizolaţie eficientă (polistiren expandat sau vată minerală semirigidă).

Structuri de zidărie şi de lemn 2.16

Page 17: Capitolul 2

Capitolul 2 Sisteme structurale cu pereţi din panouri de lemn, cu structuri în cadre şi cu pereţi din grinzi de lemn

a b

Fig. 2.22. Detalii de pereţi exteriori realizaţi din bârne de lemn:a – cu bârne profilate; b – cu dornuri pentru împiedicarea deplasării laterale a grinzilor

Structuri de zidărie şi de lemn 2.17