Răspunsuri licență specializarea ISPM

1

UNIVERSITATEA „POLITEHNICA” DIN TIMIŞOARA

FACULTATEA DE HIDROTEHNICĂ

Strada George Enescu nr.1 A

300022 TIMIŞOARA - ROMÂNIA

Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093

ÎNTREBĂRI PENTRU EXAMENUL SCRIS

LICENŢĂ – PROMOŢIA 2012 (sesiunea iunie - iulie)

MATEMATICĂ

1. Prezentaţi Formula lui Taylor pentru funcţii de o variabilă şi modul cum se utilizează

în aproximarea funcţiilor prin polinoame.

Răspuns:

Fie f : I R R şi x0 I, f 1nIC . Are loc formula lui Taylor

f(x) = Tn(x) + Rn(x)

unde Tn este polinomul lui Taylor de ordin n, iar Rn este restul

)x(f!n

)xx(...)x(f

!

xx)x(f)x(T )n(

n

n 00

00

01

,

))((!)1(

)()( 00

)1(1

0 xxxfn

xxxR n

n

n

, 0 1.

Rezultă formula de aproximare pentru f(x) într-o vecinătate V a lui x0:

f(x) Tn(x) ,

cu eroarea )(sup xRnVx

n

.

2. Coordonate polare, cilindrice şi sferice.

Răspuns:

a). Trecerea la coordonate polare:

sin

cos

y

x

unde

[0, ); [0, 2),

stabileşte legătura între coordonatele carteziene (x, y) ale unui punct din plan şi coordonatele

polare (, ) ale aceluiaşi punct.

b). Trecerea la coordonate cilindrice:

2

zz

y

x

sin

cos

unde

[0, ); [0, 2); z R,

stabileşte legătura între coordonatele carteziene (x, y, z) ale unui punct din spaţiu şi coordonatele

cilindrice (, , z) ale aceluiaşi punct.

c). Trecerea la coordonatele sferice:

cos

sinsin

sincos

z

y

x

unde

[0, ); [0, 2); [0, ],

stabileşte legătura între coordonatele carteziene (x, y, z) ale unui punct din spaţiu şi coordonatele

sferice (, , ) ale aceluiaşi punct.

3. Mărimi geometrice sau fizice care se calculează cu ajutorul integralelor.

Răspuns:

Aria unui domeniu plan, volumul unui corp, masa, centrul de greutate, momentele de

inerţie, lucrul mecanic.

4. Care sunt unităţile de măsură ale unui unghi şi ce legătură există între ele?

Răspuns:

Gradul sexagesimal ( o1 ) este egal cu a 90-a parte dintr-un unghi drept .

Gradul centesimal ( g1 ) este egal cu a 100-a parte dintr-un unghi drept.

Atunci go 10090 , adică g

g

o

o

10090

cs .

O altă unitate de măsură este radianul, un unghi drept fiind egal cu 2

radiani.

Atunci o90 rad, adică rad

rad

180o

o

us .

5. Ce reprezintă derivata unei funcţii RR If : într-un punct a din intervalul I?

Răspuns:

)(' af este panta tangentei la graficul funcţiei f în punctul )(, afa .

3

6. Ce reprezintă numărul b

a

dxxfI |)(| ?

Răspuns:

I este aria domeniului plan mărginit de axa Ox, dreptele byax , şi de graficul

funcţiei f.

7. Ce rol are derivata întâia în studiul variaţiei unei funcţii RR If : ?

Răspuns:

'f ajută la determinarea intervalelor de monotonie şi a valorilor extreme ale funcţiei f.

8. Definiţi noţiunile de valori şi vectori proprii ai unui operator liniar.

Răspuns:

Fie V un spaţiu vectorial peste corpul K şi f : V V un operator liniar. Un vector nenul

v V se numeşte vector propriu al operatorului f dacă există un scalar din K a.î. f(v) = v.

Scalarul se numeşte valoare proprie.

9. Definiţi următoarele noţiuni: media aritmetică, media aritmetică ponderată şi media

geometrică.

Răspuns:

Fie {x1, x2, …, xn} o mulţime nevidă de date (numere reale) cu ponderile nenegative {p1,

p2, …, pn}.

Media ponderată este n

nnp

ppp

xpxpxpM

21

2211 , (elementele care au ponderi mai mari

contribuie mai mult la medie). Formula poate fi simplificată când ponderile sunt normalizate,

adică: 11

i

n

i

p . În acest caz ii

n

ip xpM

1

.

Media aritmetică Ma este un caz particular al mediei ponderate Mp în care toate ponderile

sunt egale n

pn

1 .

Avem n

xxxx

nM n

i

n

ia

21

1

1 (Ma indică tendinţa centrală a unui set de numere).

Media geometrică nng xxxM ,, 21 dacă xi 0, i = n,1 . Media geometrică are

următoarea interpretare geometrică. Media geometrică baM g , a două numere a, b R+ este

egală cu latura unui pătrat cu aceeaşi suprafaţă ca şi un dreptunghi cu laturile a şi b.

10. Definiţi noţiunea de procent.

Răspuns: Procentul este parte raportată la o sută de părţi dintr-un întreg şi este reprezentat prin %

(procent).

4

Fie a o mărime cu care se compară numită valoare de bază şi fie b o mărime care se

compară numită valoare procentuală. Mărimea p obţinută din proporţia

bază de valoarea

ăprocentual valoarea

100

procent

100

p

a

b

adică a

bp

100 se numeşte procent. În scriere se însoţeşte p cu semnul % (procent).

Aplicaţii:

a). Se caută procentul: Într-o întreprindere cu 1500 de lucrători lucrează 300 femei. Care

este procentul femeilor din totalul lucrătorilor ?

b). Se caută valoarea procentuală: Câte kilograme de titan sunt în 275 kg de aliaj dacă

conţinutul de titan este 4% ?

c). Se caută valoarea de bază: Printr-o mai bună planificare, pe un şantier cheltuielile de

transport pentru cărămizi pot fi reduse cu 48.999 lei sau 12%. La câţi lei s-au ridicat aceste

cheltuieli înainte ?

11. Definiţi derivatele parţiale pentru funcţii de 2 variabile. Scrieţi formula de

aproximare a unei funcţii cu ajutorul diferenţialei.

Răspuns:

Fie f : A R2 R de variabile x şi y şi (x0, y0) A, unde A este deschisă. Derivatele

parţiale ale lui f în raport cu x, respectiv y, în punctul (x0, y0) se definesc prin:

,),(),(

lim),(0

00000

0 xx

yxfyxfyx

x

f

xx

0

00000

),(),(lim),(

0 yy

yxfyxfyx

y

f

yy

,

dacă limitele sunt finite.

Formula de aproximare a funcţiei f, pentru orice pereche (x, y) dintr-o vecinătate a lui

(x0, y0), este

),()(),(),( 00),(0000

yyxxdfyxfyxf yx ,

unde

))(,())(,(),()( 00000000),(00

yyyxy

fxxyx

x

fyyxxdf yx

este diferenţiala funcţiei f în punctul (x0, y0).

12. Cum se defineşte compunerea a 2 funcţii reale de o variabilă reală şi care este

formula de derivare a funcţiei compuse ?

Răspuns:

Dacă u : I R J R şi f : J R R atunci există funcţia compusă ufh , h : I

R R definită prin )]([)()( )( xufufxh x .

5

Dacă f şi u sunt derivabile rezultă că şi h este derivabilă şi avem xd

ud

ud

fd

xd

hd . Se pune

în evidenţă operatorul de derivare care se foloseşte pentru derivatele de ordin superior:

xd

ud

ud

d

xd

od

2

2

2

2

,,

,,

ud

fd

ud

fdf

xd

hd

xd

hdho

13. Ce reprezintă logaritmul în baza dată a 0, a 1 a numărului N 0.

Răspuns: x

a aNxN log . Deci Nalog este puterea la care trebuie ridicată baza pentru a obţine

numărul.

14. Ce reprezintă partea întreagă a unui număr real x ? Definiţi funcţia parte întreagă şi

funcţia parte zecimală.

Răspuns:

Partea întreagă a numărului real x, notată [x], este cel mai mare număr întreg mai mic sau

egal cu x:

kxkkk,x ][Z[ ),1 .

Funcţia f : R Z, f(x) = [x], se numeşte funcţie parte întreagă.

Funcţia g : R [0, 1), g(x) = x - [x] se numeşte funcţie parte zecimală.

15. Definiţi pentru o variabilă aleatoare discretă următoarele caracteristici numerice:

valoarea medie, dispersia şi abaterea medie pătratică.

Răspuns:

Fie o variabilă aleatoare discretă cu distribuţia

n

iiii

n

nxPpp

ppp

xxx

121

21,1,

,,,

,,,:

Valoarea medie

n

i

ii pxM1

. Valoarea medie reprezintă o valoare în jurul căreia se constată

o grupare a valorilor variabilelor aleatoare.

Dispersia 222 MMD

Abaterea medie pătratică )(2 DD .

Dispersia şi abaterea medie pătratică sunt indicatori care caracterizează “împrăştierea”

valorilor unei variabile aleatoare dând o indicaţie asupra gradului de concentare a valorilor

variabilei în jurul valorii sale medii.

6





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



FIZICĂ

1. Enunţaţi principiul al doilea al dinamicii.

Răspuns – Acceleraţia imprimată unui corp de masă dată este direct proporţională cu

forţa care acţionează asupra corpului.

amF

unde mărimile au următoarea semnificaţie: m - masa corpului, a – acceleraţia corpului, F

– rezultanta forţelor ce acţionează asupra corpului.

În cazul mişcării circulare uniforme modulul vitezei tangenţiale se păstrează constant, iar

acceleraţia modifică direcţia vitezei. Principiul al doilea al dinamicii se exprimă prin

relaţia,

r

vmamF

2

unde F – reprezintă modulul forţei, a – modulul acceleraţiei, v – modulul vitezei

tangenţiale, r – cercului pe care se deplasează corpul. Vectorul forţă şi vectorul acceleraţie

au direţia razei de rotaţie şi sensul spre centrul de rotaţie.

2. Enunţaţi legea conservării energiei mecanice.

Răspuns – Energia mecanică totală a unui sistem izolat, asupra căruia acţionează numai

forţe conservative, rămâne constantă în tot timpul mişcării.

constantEEE Pc

unde Ec – reprezintă energia cinetică a sistemului izolat, iar Ep – reprezintă energia

potenţială a sistemului izolat.

Sistem izolat este cel care nu poate schimba cu mediul înconjurător (exterior) energie nici

sub formă de căldură nici sub formă de lucru mecanic.

O forţă este conservativă dacă lucrul mecanic efectuat de aceasta este independent de

forma traiectoriei, el fiind funcţie doar de poziţia punctelor între care are loc deplasarea.

7

3. Enunţaţi teorema conservării impulsului

Răspuns - Impulsul mecanic al punctului material este constant dacă asupra acestuia nu

acţionează forţe sau dacă rezultanta tuturor forţelor care acţionează asupra punctului

material este nulă.

0F → 0dt

pd → p constant,

unde p – reprezintă impulsul, F – forţa, iar t – timpul. Aceste mărimi sunt legate

prin relaţia,

dt

pdF .

4. Enunţaţi legea lui Arhimede

Răspuns - Un corp scufundat într-un fluid aflat în repaus, este împins pe verticală de jos

în sus de o forţă egală cu greutatea volumului de fluid dezlocuit de corp.

gVF fluidA

unde mărimile au semnificaţia: ρfluid - densitatea fluidului, g - acceleraţia

gravitaţională, V = volumul de fluid dezlocuit de corp.

5. Enunţaţi prima teoremă a lui Kirchhoff

Răspuns - In orice nod de circuit electric, suma algebrica a curenţilor electrici este egala

cu zero. (Suma curenţilor care intră în nod este egala cu suma curenţilor care ies din

nod).

Prima teoremă a lui Kirchhoff se exprimă prin relaţia,

0i

iI

unde curenţii care ies din nod se consideră cu semnul plus, iar cei care intră în nod se

consideră cu semnul minus.

6. Enunţaţi a doua teorema a lui Kirchhoff

Răspuns - De-a lungul oricărui ochi de circuit electric, suma algebrică a căderilor de

tensiune este egală cu suma algebrică a tensiunilor electromotoare.

8

A doua teoremă a lui Kirchhoff se exprimă prin relaţia,

j

jei

i

i UIR

Tensiunile electromotore (Uej) se consideră cu semnul plus dacă sensul acestora coincide

cu cel de parcurgere al ochiului, respectiv cu semnul minus dacă sensul acestora este

invers celui de parcurgere al ochiului. Căderile de tensiune (termeni RiIi) se consideră cu

semnul plus dacă sensul curentului (Ii) coincide cu sensul de parcurgere al ochiului,

respectiv cu semnul minus dacă sensul acestuia este invers sensului de parcurgere al

ochiului.

7. Enunţaţi legea lui Boyle-Mariotte

Răspuns - La temperatura constanta, volumul unei mase determinate de gaz este invers

proportional cu presiunea sub care se afla gazul.

Matematic legea se exprimă prin relaţia:

1

2

2

1

p

p

V

V sau p1 V1= p2 V2 ,

in care V1 şi p1 reprezinta volumul si presiunea initiala a gazului, iar V2 si p2, noul volum

si noua presiune.

Deci, la temperatura constanta, produsul dintre presiunea si volumul unei mase anumite

de gaz este constant:

pV=k; k=const.

k este o constantă valabilă pentru o anumita temperatură şi o anumită cantitate de gaz.

8. Enunţaţi legea lui Gay-Lussac

Răspuns - La presiune constantă, volumul unei mase determinate de gaz se măreste (sau

se micşorează), pentru fiecare creştere(sau scădere) de un grad Celsius, cu 1/273 din

volumul pe care il ocupa la temperatura de zero grade Celsius.

Valoarea 1/273, mai exact 1/273,15, se numeste coeficientul de dilatare termică a gazelor

ideale.

Notand cu V0 volumul gazului la temperatura de zero grade Celsius, iar cu V1 volumul pe

care îl ocupa la temperatura t1, legea se poate scrie:

)273

1( 101

tVV .

Adoptand măsurarea temperaturilor în grade Kelvin: T=273+t, legea lui Gay-Lussac poate

fi exprimată într-o forma mai adecvată:

273

101

TVV .

9

Deoarece V0/273 are o valoare constantă pentru gazul respectiv, înseamna că la o

temperatură T2, volumul aceluiasi gaz va fi:

273

202

TVV .

Asadar:

2

1

2

1

T

T

V

V sau

2

2

1

1

T

V

T

V .

Deci, la presiune constantă, volumul unei mase determinate de gaz variază direct

proporţional cu temperatura absolută:

'kT

V ; k’ = const;

9. Să se definească lucrul mecanic

Răspuns – Se numeşte lucru mecanic elementar (dL) efectua de forţa F mărimea scalară

obţinută din produsul scalar dintre forţă şi deplasarea infinitezimală ld .

ldFdL

Dacă forţa se deplasează în lungul unui segment de dreaptă cu lungimea „b” şi forţa este

constantă lucrul mecanic se exprimă prin relaţia,

bFL

Atunci când forţa F este variabilă în raport cu deplasarea şi se deplasează între două

puncte notate cu 1, respectiv cu 2, în lungul traiectoriei notate cu C, lucrul mecanic

efectuat de forţă se defineşte prin relaţia,

2

1CldFL ,

ld este elementul de linie al traiectoriei.

Unitatea de măsură a lucrului mecanic, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte

Joule, notându-se J.

10. Să se definească energia cinetică

Răspuns – Energia cinetică (Ec) se defineşte ca fiind mărimea scalară egală cu

jumătatea produsul dintre masa „m” a corpului care se deplasază cu o viteză de modul

„v”şi pătratul vitezei acestuia.

2

2vmEc

Unitatea de măsură a energiei cinetice, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte


10

11. Să se definească energia mecanică

Răspuns – Prin definiţie, suma dintre energia cinetică şi cea potenţială a unui corp se

numeşte energie mecanică (Em).

Em = Ec+U

Unitatea de măsură a energiei mecanice, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte


12. Să se definească puterea mecanică Răspuns – Puterea mecanică se defineşte ca fiind egală cu viteza de variaţie a lucrului

mecanic.

dt

dLP

unde P– este puterea mecanică, L – este lucrul mecanic, iar t – este timpul.

Unitatea de măsură a puterii, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte Watt,

notându-se cu W .

Dacă puterea este constantă în timp lucrul mecanic devine tPL .

13. Să se definească momentul unei forţe (cuplul)

Răspuns – Momentul unei forţe care acţionează asupra unui punct material în raport cu

un pol se defineşte ca fiind rezultatul produsului vectorial dintre dintre vectorul de poziţie

al punctului material faţă de pol şi forţă.

amrFrM

unde M – este momentul forţei, r – este vectorul de poziţie al punctului material faţă de

pol, F – este forţa, m – punctului material, a - acceleraţia punctului material.

Momentul forţei indică capacitatea forţei de a rotii punctul material (corpul) în jurul unei

axe ce trece prin polul considerat.

Unitatea de măsură a momentului forţei, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte

Newton -metru, notându-se cu Nm.

14. Să se definească intensitatea curentului electric

Răspuns – Intensitatea curentului electric se defineşte ca fiind egală cu sarcina electrică

ce străbate secţiunea transversală a unui conductor în unitate de timp. Relaţia

matematică ce defineşte intensitatea curentului electric este,

dsJdt

dQi

S

unde Q – este sarcina electrică, ds – este elementul de suprafaţă al secţiunii transversale

prin conductor (S), J – este densitatea curentului de conducţie, iar t – este timpul.

Unitatea de măsură a curentului electric, în Sistemul Internaţional de unităţi, se numeşte

Amper, notându-se cu A.

11

15. Să se precizeze care este rolul unui transformator electric

Răspuns – Rolul unui transformator electric este de a modifica valorea tensiunii într-o

instalaţie electrică. Pentru un transformator ideal puterea aparentă de la intrare este

identică cu ce de la ieşire.

Raportul de transformare se defineşte prin relaţia,

2

1

2

1

N

N

u

uk

e

e

unde N1 – este numărul de spire al înfăşurării primare, N2 – este numărul de spire al

înfăşurării secundare, ue1 – este tensiune electromotore indusă în înfăşurarea primară, ue2

– este tensiune electromotore indusă în înfăşurarea secundară, k – este raportul de

transformare al transformatorului.

12





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



UNITĂŢI DE MĂSURĂ ÎN SISTEM INTERNAŢIONAL

Nr. crt. Denumire mărime Unitate de

măsură

Submultipli ai unităţii

de măsură

Multipli ai unităţii

de măsură

Unităţi practice

1. Masa [kg] - Kilogram 1 kg = 10 hg =102

dag =

=103 g=10

4 dg=10

5

cg=106 mg=10

9 μg

1 kg =10 -2

q =

=10 -3

t

2. Lungime [m] - metru 1 m = 10 dm =102 cm

=103 mm =10

6 μm

=109 nm =10

10 Å

=1012

pm

1 m = 10 -1

dam =10 -2

hm =10 -3

km = 10 -6

Gm =10 -9

Tm

3. Timp [s] – secundă 1 zi = 24 h = 1440

min = 86 400 s

1 min = 60 s; 1 h =

60 min = 3600 s

4. Temperatura

absoluta

[K] – grad

Kelvin

5. Intensitatea

curentului electric

[A] - Ampere 1A=103mA=

106μA=10

9nA

1A=10-3

kA=

10-6

MA

6. Cantitatea de

substanţă

[mol] 1mol=10-3

kmol

7. Puterea [W] – Watt 1W=103mW=10

6μW 1W=10

-3kW =

10-6

MW =

10-9

GW

[CP] – cal

putere

1CP =

735,49875 W

8. Presiunea [N/m2] –

Newton/ metru

pătrat sau [Pa] –

Pascal

1Pa=103mPa=10

6μPa 1Pa =10

-3kPa =

10-6

Mpa =

10-9

Gpa

bar

1bar = 105Pa

9. Rezistenţa electrică [Ω] – Ohm 1Ω=103mΩ=

106μΩ=10

9nΩ

1 Ω =10-3

kΩ =

10-6

MΩ =

10-9

GΩ

10. Tensiunea electrică [V] – Volt 1V=103mV=10

6 μV 1 V =10

-3kV =

10-6

MV =

10-9

GV

11. Intensitatea

câmpului electric

[V/m] – Volt pe

metru

1 V/m = 103mV/m =

106 μV/m

1 V/m = 10-3

kV/m

= 10-6

MV/m

12. Energia [J] – Joule 1J=103mJ=10

6 μJ 1 J =10

-3kJ =

10-6

MJ =

13

10-9

GJ

13. Forţa [N] – Newton 1N=103mN=10

6 μN 1 N =10

-3kN =

10-6

MN =

10-9

GN

14. Rezistivitate [Ω/m] – Ohm

pe metru

1 Ω /m = 103m Ω /m

= 106μ Ω /m

1Ω/m=

=10-3

kΩ/m =

=10-6

MΩ/m

15. Conductivitate [S/m] –

Siemens pe

metru

1 S /m = 103 mS/m =

106μS/m

1S/m=

=10-3

kS/m =

=10-6

MS/m

14





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



TOPOGRAFIE

1. Care este deosebirea dintre plan şi hartă?

La întocmirea planurilor nu se ţine cont de curbura Pământului, iar la întocmirea hărţilor

se ia în considerare şi aceasta.

2. Ce înţelegeţi prin orientarea unei direcţii?

Orientarea unei direcţii înseamnă unghiul orizontal pe care aceasta îl face cu direcţia

Nord.

3. Pentru ce este folosit nivelmentul geometric?

Nivelmentul geometric este folosit pentru determinarea diferenţelor de nivel şi a cotei

punctelor din teren.

4. Ce aparatură folosiţi pentru măsurarea unghiurilor orizontale şi verticale?

Pentru măsurarea unghiurilor orizontale şi verticale se foloseşte atât teodolitul, cât şi

tahimetrul.

5. Ce elemente se determină prin de nivelment geometric?

Cu ajutorul nivelmentului geometric se măsoară diferenţa de nivel dintre anumite puncte

din teren.

6. Câte cadrane are cercul topografic?

Cercul topografic are patru cadrane.

7. Care este aparatura folosită în nivelmentul geometric ?

Nivela optică clasică şi mira verticală gradată sau nivela digitală şi mira cu cod de bare.

8. Ce este tahimetria?

Tahimetria este un procedeu folosit pentru determinarea atât a cotelor, cât şi a

coordonatelor pentru punctele de detaliu din teren.

9. Ce este nivelmentul trigonometric?

Nivelmentul trigonometric este o metodă folosită pentru determinarea diferenţelor mari de

nivel şi pe distanţe mari.

15

10. Ce reprezintă retrointersecţia?

Retrointersecţia reprezintă calculul coordonatelor rectangulare ale punctului de statie.

BIBLIOGRAFIE

Nr.crt Denumire carte Autor Editura

1 Topografie Eleş Gabriel Editura MIRTON – 2000 -

ISBN:973-585-065-7

2 Topografie aplicată V. Doandeş Editura “Politehnica” Timişoara

– 2000-

3 Topografie. Aplicaţii numerice V. Doandeş

G.Eleş

Editura “Politehnica” Timişoara

– 2003-

4 Topografie cu elemente de

cadastru

Eleş Gabriel

Editura MIRTON – 2001 -

ISBN: 973-585-390-6

5 Initiere in Cadastru Eleş Gabriel Ed Mirton, Timişoara, - 2004 –

I.S.B.N. 973-661-553-7

6 Topografie Eleş Gabriel Ed Mirton, Timişoara, - 2008 -

I.S.B.N. 978 – 973 -52 – 0344 -3

7 Topografie cu Aplicatii

numerice

Eleş Gabriel Ed Mirton, Timişoara, - 2010 -

I.S.B.N. 978 – 973 -52 – 0768 - 7

16





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



MATERIALE PENTRU CONTRUCŢII

1. Definiţi densitatea (masa volumică) a unui material şi precizaţi unitatea de măsură a

acesteia în SI.

Definiţia: raportul dintre masa şi volumul unui material, sau masa unităţii de

volum a unui material

UM: kg/m3

2. Daţi relaţia pentru calculul rezistenţei la compresiune a unui material, definiţi

termenii relaţiei şi precizaţi unitatea de măsură a rezistenţei în SI.

Relaţia de calcul: A

Pf c ,

în care:

fc - rezistenţa la compresiune; P – forţa la care cedează proba;

A – suprafaţa pe care acţionează forţa

UM: N/mm2

3. Nisipul (agregat fin) şi pietrişul (agregat grosier) se utilizează la prepararea

mortarelor şi betoanelor. Care dintre acestea sunt folosite pentru mortare şi care

pentru betoane ?

Pentru mortare: nisipul; Pentru betoane: nisipul şi pietrişul

4. Precizaţi 3 metode de stabilizare a pământurilor argiloase, în vederea utilizării

acestora la lucrări hidrotehnice.

Stabilizarea prin hidrofobizare; Stabilizarea cu ciment; Stabilizarea cu

compuşi macromoleculari

5. Care dintre cimenturile H I 32,5 şi CEM II/A-S 32,5R este un ciment unitar şi care

sunt denumirile complete ale acestor cimenturi ?

Ciment unitar: H I 32,5;

Denumiri complete: H I 32,5: ciment hidrotehnic unitar cu clasa de

rezistenţă 32,5 N/mm2; CEM II/A-S 32,5R: ciment portland cu adaos de

zgură, având clasa de rezistenţă 32,5 N/mm2 şi o rezistenţă iniţială mare.

17

6. Simbolizaţi o clasă de beton în funcţie de rezistenţa la compresiune şi explicaţi

semnificaţia termenilor care apar în simbol.

Ex. Clasa de beton : C16/20

Semnificaţia termenilor: C - beton; 16 - rezistenţa minimă la compresiune,

în N/mm2, pe probe cilindrice; 20 rezistenţa minimă la compresiune, în N/mm

2,

pe probe cubice

7. Ce condiţii trebuie să îndeplinească betonul din zona de variaţie a nivelului apei a

unui baraj ?

Grad de impermeabilitate, rezistenţă chimică si rezistenţă la îngheţ-dezgheţ cu

valori ridicate Pentru armăturile simbolizate OB37, PC52 şi TBP12 daţi

denumirile şi explicaţiile care rezultă din simbolurile respective.

8. Pentru armăturile simbolizate OB37, PC52 şi TBP12 daţi denumirile şi explicaţiile

care rezultă din simbolurile respective.

OB 37: oţel beton cu profil neted, având rezistenţa minimă la întindere de 37

daN/mm2; PC52: oţel (armătură) cu profil periodic, având rezistenţa minimă

la întindere de 52 daN/mm2; TBP12: toron pentru betonul precomprimat cu

diametrul de 12 mm.

9. Precizaţi materialele componente pentru: masticul bituminos, mortarul asfaltic

(bituminos), betonul asfaltic (bituminos).

Mastic: bitum şi filer;

Mortar: bitum, filer şi nisip;

Beton : bitum, filer, nisip şi pietriş

10. Denumiţi un produs pe bază de polimeri utilizat pentru construcţii hidroedilitare

(instalaţii sanitare: alimentări cu apă şi canalizare).

Ţevi/tuburi din pvc pentru apă/canalizări

Bibliografie:

1. I. Buchman, Materiale de construcţii, Partea I, Ed.Politehnica Timişoara, 2009.

2. I. Buchman, Materiale de construcţii, Partea II, Ed.Politehnica Timişoara, 2010.

3. Notiţe de curs.

18





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



STATICA CONSTRUCŢIILOR

1. Enumerarea şi schematizarea aparatelor de legătură la exterior ale structurilor in construcţii.

Un element de structura sau o structura in construcții este legat(ă) la o baza fixa de sprijinire (alte elemente de structura sau terenul) prin intermediul unor aparate de legătura numite rezemări, care împiedică tendințele de deplasare in punctele respective. Pentru calcul rezemările se schematizează, cele trei tipuri de rezemări fiind:

reazemul simplu (mobil) – împiedică translația secțiunii respective in lungul normalei la suprafața de contact lăsând libera posibilitatea de translație in planul tangent si rotirea in jurul muchiei de contact. In consecință in reazemul simplu apare o reacțiune forță pt care se cunoaște punctul de aplicație (punctul de contact) si direcția (normala la suprafața de contact), dar nu se cunoaște mărimea forței – necunoscuta introdusa in calcul.

schematizare reprezentare pendulară

reazemul articulat (fix) – împiedică translația secțiunii respective pe orice direcție lăsând libera posibilitatea de rotire in jurul axului articulației. In consecință in reazemul articulat apare o reacțiune forță pt care se cunoaște punctul de aplicație (axul articulației), dar nu se cunoaște direcția si mărimea forței – cele doua necunoscute introduse in calcul. In mod practic reacțiunea introdusă de reazemul articulat se considera prin componentele sale in raport cu direcțiile orizontală si verticală.


19

reazemul incastrat –împiedică toate deplasările translații si rotire ale secțiunii respective. In consecință in reazemul incastrat apare o reacțiune forță pt care nu se cunoaște nici punctul de aplicație, nici direcția si nici mărimea – cele trei necunoscute introduse in calcul. In mod practic reacțiunea introdusă de reazemul incastrat se considera prin componentele sale in raport cu direcțiile orizontală si verticală, respectiv prin momentul in raport cu centrul de greutate al secțiunii de incastrare.


2. Prezentarea

condiţiei determinării

statice. Structuri static

determinate /

static nedeterminate /

mecanisme.

Despre o structura se spune ca este static determinata atunci când numărul total al necunoscutelor (legăturile interioare si exterioare) este egal cu numărul de ecuații de echilibru static (cate trei pt fiecare element de structura): l + r = 3c. In mod practic, condiția de determinare statica se scrie sub forma: d = l + r – 3·c = 0

In cazul in care numărul necunoscutelor este mai mare decât numărul ecuațiilor de echilibru static posibil

a fi scrise l + r > 3·c, se spune despre structura ca este static nedeterminata: d = l + r – 3·c 0.

In cazul in care numărul necunoscutelor este mai mic decât numărul ecuațiilor de echilibru static posibil

a fi scrise l + r 3·c, se spune despre structura ca este mecanism (nu are asigurata stabilitatea si

indeformabilitatea in plan): d = l + r – 3·c 0.

3. Procedeul de punere in evidenta al eforturilor intr-un corp oarecare aflat in echilibru. Definirea

eforturilor. Unități de măsură.

Procedeul teoretic, comod si eficace, pentru punerea in evidenta a forțelor interioare intr-un corp oarecare este cel denumit al secțiunilor, având la bază ipoteza continuității structurii materialului. Procedeul secțiunilor conduce la concluzia ca mărimile rezultantelor forță Ri si moment Mi ale forțelor interioare de pe o fațeta a unei secțiuni se determina in funcție de forțele exterioare aflate de cealaltă parte a secțiunii respective:

Ri_st = Re_dr si Mi_st = Me_dr respectiv Ri_dr = Re_st si Mi_dr = Me_st

Rezultantele forța si moment ale forțelor interioare din secțiunea transversala a unei bare se considera prin componentele in raport cu axele 0x, 0y si 0z ale sistemului de referința atașat, componente care reprezintă eforturile in secțiunea transversala:

Nz – efortul forța axiala, care poate fi de întindere (trage de secțiune) sau de compresiune (apasă secțiunea), [kN], [daN];

20

Ty, Tx – eforturile forța tăietoare, care tinde sa translateze secțiunea perpendicular pe axa barei (in lungul axei 0y, respectiv al axei 0x), [kN], [daN];

Mx, My – eforturile moment încovoietor, care tinde sa rotească secțiunea transversala in raport cu axa 0x, respectiv 0y, [kN·m], [daN·m];

Mt (Mz) – efortul moment de torsiune (răsucire), cuplu care tinde sa rotească secțiunea in raport cu axa 0z, [kN·m], [daN·m].

4. Schematizarea încărcărilor (concentrate si distribuite din greutatea proprie, din zăpadă, din vânt,

din împingerea apei, parabolic).

Prin încărcare se definește orice forța, sistem de forte sau efecte a căror acțiune trebuie luata in considerare la dimensionarea unui element de rezistenta sau a unei structuri. In calculele statice încărcările se considera cunoscute, iar pentru o abordare simplificata a fenomenului se apelează la schematizarea lor.

In funcție de suprafața pe care acționează se disting încărcări concentrate (întreaga intensitate se aplica teoretic intr-un singur punct), respectiv încărcări distribuite (repartizate pe o suprafața de placa respectiv pe o lungime de bara). In ceea ce privește încărcările distribuite, acestea se considera in calculele statice prin rezultantele lor.

Corespunzător naturii încărcării, se considera următoarele schematizări ale încărcărilor pe bare:

forte concentrate, sarcini distribuite din greutatea proprie, sarcini distribuite din zăpada,

sarcini distribuite din vânt, sarcini distribuite din împingerea apei,

sarcini distribuite parabolic.→

21

5. Reprezentarea diagramelor de variație ale eforturilor in cazul unor grinzi drepte (articulat – simplu

rezemate, console) încărcate cu sarcini uzuale simple (concentrate, respectiv uniform distribuite).

Având in vedere modul de rezemare si modul de distribuție al încărcării, respectiv ținând cont de interpretarea relațiilor diferențiale intre acțiuni si eforturi, se prezintă diagramele de variație ale eforturilor in cazul câtorva grinzi drepte frecvent întâlnite in practica:

6. Definirea grinzii cu console şi articulaţii, respectiv a grinzii cu transmitere indirecta a sarcinilor.

Exemplificări.

Grinda cu console si articulații reprezintă o grinda dreapta având mai multe reazeme dintre care unul este fix (articulat sau incastrat) si celelalte simple, continuitatea barei fiind întrerupta de articulații in așa fel încât structura sa fie static determinata. Pentru calcul grinda se descompune in porțiuni secundare (nu își păstrează stabilitatea fără suportul porțiunilor alăturate) si porțiuni principale (prezintă un număr de reazeme suficient pentru păstrarea stabilității si după îndepărtarea porțiunilor alăturate). Exemple de grinzi cu console si articulații:

22

Grinda cu transmitere indirecta a încărcărilor este o structura considerata static determinata alcătuita in principiu din elementele secundare – longeroane – care preiau încărcările, elementele care susțin longeroanele – antretoaze – si transmit încărcările in mod concentrat asupra elementului de susținere al ansamblului – grinda principala – care descarcă in reazeme. Calculul se desfășoară prin descompunerea structurii, dinspre elementele secundare către cel principal. Exemple de grinzi cu transmitere indirecta a sarcinilor:

7. Enunțarea metodelor de calcul al eforturilor la grinzile cu zăbrele static determinate.

In funcție de modul de abordare al calculului grinzilor cu zabrele static determinate se disting:

Metoda izolării nodurilor – care consta in izolarea tuturor nodurilor grinzii cu zabrele si punerea in evidenta a eforturilor forța axiala din bare. Pentru fiecare nod astfel izolat vor fi scrise cate doua ecuații de echilibru static (in raport cu doua direcții ortogonale, principale), iar prin rezolvarea sistemului total de ecuații (2 x nr.noduri) se obțin forțele din bare (b) si forțele de legătura (r) din aparatele de reazem. In mod practic, forțele de legătura din aparatele de reazem (reacțiunile) pot fi calculate cu ajutorul a trei ecuații de echilibru static scrise pentru întregul ansamblu, iar apoi izolarea nodurilor se realizează in mod succesiv a.i. la fiecare etapa sa fie puse in evidenta maxim doua forte axiale necunoscute care vor putea fi calculate cu ajutorul celor doua ecuații de echilibru static avute la dispoziție pentru fiecare nod.

Metoda secțiunilor (Ritter) – care consta in secționarea grinzii cu zabrele astfel încât sa fie puse in evidenta cel mult trei forte axiale necunoscute, pentru fiecare porțiune de grinda scriindu-se trei ecuații de echilibru static distincte. In ceea ce privește forțele de legătura din aparatele de reazem (reacțiunile) acestea pot fi calculate cu ajutorul a trei ecuații de echilibru static scrise pentru întregul ansamblu.

23

8. Metoda Generală a Eforturilor: necunoscute, definirea structurii de bază, prezentarea ecuaţiei generale de compatibilitate.

Necunoscutele considerate la rezolvarea structurilor static nedeterminate prin intermediul Metodei Generale a Eforturilor sunt tocmai forţele şi/sau momentele (eforturile) din legăturile suplimentare. Pentru aplicarea Metodei Generale a Eforturilor structura reală, static nedeterminată, trebuie transformată într-o structură static determinată definita structură de bază sau schemă de calcul a structurii (So). Astfel, structura de baza se obţine prin suprimarea fictivă a unui număr de legături (exterioare si/sau interioare) egal cu gradul de nedeterminare statică.

Comportarea identică a structurii de bază cu structura reală, este impusă în Metoda Generală a Eforturilor prin condiţia de compatibilitate a deformatei structurii de bază cu cea a structurii reale. Această condiţie se poate pune sub forma unei ecuaţii de compatibilitate, denumită şi de condiţie sau de flexibilitate, care are următoarea formă generală:

02211 o

ipn

o

inj

o

iji

o

ii

o

i

o

ii XXXXX

in care i reprezintă deplasarea elastica a secțiunii i de pe structura reala, pe direcția necunoscutei

curente xi; o

ij reprezintă deplasarea elastica a secțiunii i de pe structura de baza, produsa de încărcarea

acesteia numai cu necunoscuta xj considerata unitara; oip reprezintă deplasarea elastica a secțiunii i de

pe structura de baza, produsa de încărcarea acesteia numai cu sarcinile curente P.

9. Metoda Deplasărilor: necunoscute, definirea structurii de bază, prezentarea ecuaţiei generale suplimentare.

Necunoscutele în Metoda Deplasărilor se consideră deplasările nodurilor structurii (rotiri şi translaţii), iar acestea se determină cu ajutorul ecuaţiilor de echilibru static al nodurilor. Din acest motiv, Metoda Deplasărilor este denumită şi “Metoda Echilibrului”. Întrucât necunoscutele deplasări definesc deformata structurii din punct de vedere geometric, acestea se mai numesc necunoscute geometrice.

O structură pentru care nu se cunosc deplasările constituie o structură geometric nedeterminată. În Metoda Deplasărilor se procedează la ridicarea acestei nedeterminări prin introducerea pe structura reală a unor legături suplimentare fictive ce împiedică deplasările rotiri şi translaţii ale nodurilor. Deplasările rotiri ale nodurilor rigide se împiedică prin introducerea unor blocaje, iar deplasările translaţii (dacă este cazul) se împiedică prin introducerea unor penduli. Gradul de nedeterminare geometrică n al unei structuri este egal cu numărul total al blocajelor şi pendulilor necesar pentru a deveni geometric determinată.

Structura geometric determinata astfel obținuta (deplasările nodurilor sunt nule) pe care urmează a fi desfășurat calculul in Metoda Deplasărilor este definita structură de bază (sau schemă de calcul).

Comportarea identică a structurii de bază cu structura reală, este impusă în Metoda Deplasărilor prin condiţia de compatibilitate a reacțiunilor din blocajele / pendulii de pe structura de bază cu cele din nodurile libere ale structurii reale. Această condiţie se poate pune sub forma unei ecuaţii suplimentare, care are următoarea formă generală:

0......2211 o

ipn

o

inj

o

iji

o

ii

o

i

o

ii RzrzrzrzrzrR

24

in care Ri reprezintă reacțiunea din nodul i de pe structura reala, pe direcția necunoscutei curente zi; ro

ij reprezintă reacțiunea din blocajul / pendulul i de pe structura de baza, produsa de încărcarea acesteia numai cu necunoscuta zj considerata unitara; Ro

ip reprezintă reacțiunea din blocajul / pendulul i de pe structura de baza, produsa de încărcarea acesteia numai cu sarcinile curente P.

10. Definirea grinzii continue si prezentarea ecuației generale a celor trei momente.

Grinda continuă este denumirea unei bare drepte, omogenă şi neîntreruptă de articulaţii interioare, ce sprijină pe mai multe reazeme simple (mobile), cu excepţia unuia care este fix (fie reazem articulat, fie încastrare de capăt). Gradul de nedeterminare al acestei structuri este egal cu numărul reazemelor simple intermediare (fără cele de capăt), iar în cazul în care unul dintre reazemele de capăt este încastrat, gradul de nedeterminare este egal cu numărul tuturor reazemelor simple.

Structura de baza a grinzii continue rezolvate cu ajutorul ecuației celor trei momente (aplicație a Metodei Generale a Eforturilor) se obţine prin introducerea fictivă a unor articulaţii pe bară în dreptul reazemelor intermediare (se întrerupe continuitatea barei), eliberându-se perechile de eforturi momente încovoietoare din cele două părţi (stânga – dreapta) ale acestor reazeme.

Astfel pentru o porțiune oarecare dintr-o grinda continua ecuația generala a celor trei momente (ecuația lui Clapeyron) scrisa pentru necunoscuta de pe reazemul curent m are forma:

in care Mm, Mm-1 si Mm+1 sunt necunoscutele momente încovoietoare pe reazemul curent m si pe reazemele adiacente m-1 si m+1; lm si lm+1 sunt deschiderile adiacente reazemului curent m; k’’m si k’m+1 sunt coeficienții de încărcare din dreptul reazemului curent m (primul corespunzător capătului din dreapta al deschiderii lm, cel de al doi-lea corespunzător capătului din stânga al deschiderii lm+1).

BIBLIOGRAFIE 1. Ivan, M., Vulpe, A., Bănuţ, V. – Statica, Stabilitatea şi Dinamica Construcţiilor, EDP Bucureşti, 1982. 2. Ivan, M., s.a. – Probleme de statica construcțiilor – Structuri static determinate si nedeterminate, I.P.Timisoara 1989 3. Dănilescu, A., Popescu, I., Nedescu, D. - Statica construcțiilor, Ed. Mirton, 1999. 4. Bănuţ, V., Teodorescu, M.E. – Statica Construcţiilor – Aplicaţii– Structuri Static Determinate, Ed.Matrix Rom Bucureşti, 2003. 5. Bănuţ, V., Teodorescu, M.E. – Statica Construcţiilor – Aplicaţii– Structuri Static Nedeterminate, Ed.Matrix Rom Bucureşti, 2003.

25





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



REZISTENTA MATERIALELOR

1. Definirea caracteristicilor geometrice ale unei secţiuni transversale de forma oarecare;

unităţi de măsură

Aria secţiunii transversale – caracterizează inerţia la translaţie a secţiunii:

[cm2], [m

2]

Momentele statice – caracterizează poziţia secţiunii transversale in raport cu axele acesteia:

[cm3], [m

3]

Poziţia centrului de greutate:

[cm], [m]

Momente de inerţie axiale – caracterizează inerţia la rotaţie a secţiunii transversale in raport cu

axele acesteia: [cm4], [m

4]

Momentul de inerţie polar – caracterizează inerţia de rotaţie a secţiunii transversale in raport cu

un punct (pol) din planul acesteia: [cm4], [m

4]

Momentul de inerţie centrifugal – caracterizează repartiţia materialului secţiunii transversale in

cele patru cadrane: [cm4], [m

4]

Raze de inerţie (giraţie): [cm], [m]

Module de rezistenta: [cm3], [m

3]

In aceste relaţii dA reprezintă elementul de arie infinit mic din secţiunea transversala, A

reprezintă aria secţiunii, si reprezintă coordonatele elementului de arie relativ la axele

sistemului de axe oarecare (iniţial), iar si reprezintă coordonatele elementului de arie relativ la

axele sistemului de axe central.

2. Definirea tensiunii si a componentelor acesteia; unităţi de măsură

26

Intensitatea forţelor interioare intr-un punct curent al unei secţiuni reprezintă tensiunea (efortul

unitar) din punctul respectiv si este definita de expresia:

[daN/cm2]

In cazul in care forţele interioare sunt uniform distribuite pe secţiunea transversala tensiunea este

definita de expresia:

[daN/cm2]

In aceste expresii dP reprezintă forţa interioara elementara distribuita pe elementul de arie infinit

mic dA, iar P este forţa interioara totala care acţionează uniform pe aria totala a secţiunii

transversale A.

Componenta tensiunii normala la secţiunea transversala poarta denumirea de tensiune normala –

σz, iar componenta din planul secţiunii transversale poarta denumirea de tensiune tangenţială – τz

(de componente τzy si τzx). 3. Definirea solicitării de întindere / compresiune centrică a barelor

Solicitarea de întindere / compresiune centrică apare când in secţiunea transversala eforturile se

reduc in axa barei la o singura componenta, si anume efortul forţa axiala:

Nz ≠ 0, T = Mi = Mt = 0 - expresia de definire in eforturi a solicitării la întindere /

compresiune centrică. 4. Scrierea expresiilor de calcul ale tensiunii si deformaţiei din întindere / compresiune centrică si

prezentarea mărimilor care intervin

Expresia cantitativa si calitativa a tensiunilor normale in secţiunea transversala a unei bare

solicitata la întindere / compresiune centrică este:

[daN/cm2]

iar formula de calcul a deformaţiilor totale (alungire / scurtare)

[cm]

in care: Nz – efortul forţă axială in axa barei, A – aria secţiunii transversale a barei, l – lungimea

barei, E·A – rigiditatea barei la întindere / compresiune centrică. 5. Definirea cazurilor de solicitare la încovoiere a barelor

Solicitarea de încovoiere apare când in secţiunea transversala eforturile se reduc in axa barei la

efortul moment încovoietor si efortul forţă tăietoare:

Mi ≠ 0, T ≠ 0, Nz = Mt = 0 - expresia de definire in eforturi a solicitării la încovoiere.

In funcţie de apariţia sau lipsa componentelor efortului forţă tăietoare T si a componentelor

efortului moment încovoietor Mi se disting următoarele cazuri:

încovoiere pura dreapta Mx ≠ 0, My = Ty = Tx = Nz = Mt = 0

încovoiere pura oblica Mx ≠ 0, My ≠ 0, Ty = Tx = Nz = Mt = 0

încovoiere cu taiere dreapta Mx ≠ 0, Ty ≠ 0, My = Tx = Nz = Mt = 0

încovoiere cu taiere oblica Mx ≠ 0, My ≠ 0, Ty ≠ 0, Tx ≠ 0, Nz = Mt = 0 6. Scrierea expresiei de calcul a tensiunii din încovoiere pura oblica si prezentarea mărimilor care

intervin

Expresia cantitativa si calitativa a tensiunilor normale in secţiunea transversala a unei bare

solicitata la încovoiere (formula lui Navier) este:

27

[daN/cm2]

in care: Mx – efortul moment încovoietor, Ix – momentul de inerţie in raport cu axa de încovoiere,

y – coordonata punctului din secţiunea transversala in care se calculează tensiunea normala. 7. Scrierea expresiei de calcul a tensiunilor determinate de tăierea din încovoiere oblica si

prezentarea mărimilor care intervin

Expresia cantitativa si calitativa a tensiunilor tangenţiale in secţiunea transversala a unei bare

solicitata la taiere din încovoiere (formula lui Juravski) este:

[daN/cm2]

in care: Ty – efortul forţa tăietoare, Sx(y) – momentul static in raport cu axa x pt porţiunea de

secţiune transversala corespunzătoare nivelului de calcul y, b(y) – lăţimea secţiunii transversale la

nivelul de calcul y, Ix – momentul de inerţie in raport cu axa de încovoiere. 8. Definirea solicitării de răsucire a barelor

Solicitarea de răsucire apare când in secţiunea transversala eforturile se reduc in axa barei la o

singura componenta, si anume efortul moment de torsiune (răsucire):

Mt ≠ 0, T = Mi = Nz = 0 - expresia de definire in eforturi a solicitării la torsiune

(răsucire). 9. Definirea solicitării de încovoiere cu forţă axiala

Solicitarea de încovoiere cu forţa axiala apare când in secţiunea transversala eforturile se reduc in

axa barei la componentele momentului încovoietor Mi, componentele forţei tăietoare T si la

componenta forţă axială Nz:

Mx ≠ 0, My ≠ 0, Ty ≠ 0, Tx ≠ 0, Nz ≠ 0, Mt = 0 - expresia de definire in eforturi a

solicitării la încovoiere oblica cu forţă axială. 10. Prezentarea cazurilor de comportare la compresiune excentrica in ipoteza cedarii zonei intinse si a

expresiilor corespunzătoare pt calculul tensiunii normale.

In funcţie de mărimea excentricităţii forţei de compresiune din secţiunea transversala ( )

relativ la limita sâmburelui central al secţiunii se disting trei cazuri de comportare:

- daca excentricitatea depăşeşte conturul sâmburelui central ( , forţa de compresiune are

punctul de aplicaţie in afara sâmburelui central) atunci in secţiunea transversala apare o zona

întinsă care cedează, iar tensiunea normala maxima se calculează cu expresia

- daca excentricitatea este la interiorul sâmburelui central ( , forţa de compresiune are

punctul de aplicaţie in interiorul sâmburelui central) atunci întreaga secţiune transversala este

comprimata, iar tensiunile normale extreme se calculează cu expresia

- daca excentricitatea este egala cu coordonata limitei sâmburelui central ( , forta de

compresiune are punctul de aplicaţie chiar pe conturul sâmburelui central) atunci are loc un caz

limita al celorlalte doua, adică secţiunea transversala este de asemenea comprimata in întregime,

dar valoarea minima a tensiunii normale este zero, iar valoarea maxima se poate calcula cu

oricare din cele doua expresii prezentate anterior.

In expresiile date Mx si Nz reprezintă eforturile moment încovoietor si forţă axială din secţiunea

transversala, b este lăţimea secţiunii, c este distanta de la punctul de aplicaţie al forţei excentrice

28

pana la latura cea mai solicitata a secţiunii, A este aria secţiunii transversale, Ix este momentul de

inerţie in raport cu axa de încovoiere, iar yi este coordonata punctului in care se calculează

tensiunea normala.

BIBLIOGRAFIE

1. Ciomocoş, F.D., Rezistenţa Materialelor în Ingineria Structurilor –Volumul I, Ed. Mirton,

Timişoara, 2003.

2. Ciomocoş, F. D., Nicoară, S.V., Constantin, A.T., Rezistenţa Materialelor, Aplicaţii –Volumul

I, Lito.U.P.T., Timişoara, 2004.

3. Hibbeler, R.C., Mechanics of Materials, Prentice Hall, New Jersey, 1997

29





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



HIDRAULICĂ

1. Princiliile mecanicii mediilor continue. Enunturi

1.1 Principiul conservarii masei

Variatia in timp a masei unui volum de lichid este nula.

1.2 Principiul conservarii impulsului

Variatia in timp a impulsului unui volum de lichid aflat in miscare este egala cu suma

fortelor exterioare.

1.3 Principiul conservarii momentului impulsului

Variatia in timp a momentului impulsului unui volum de lichid aflat in miscare este

egala cu suma momentelor fortelor exterioare.

1.4 Principiul conservarii energiei

Variatia in timp a energiei totale a unui fluid este egala cu puterea mecanica a fortelor

exterioare mai putin pierderea de caldura spre exterior

2. Ecuatiile de continuitate, impuls si energie pentru tuburi de curent

2.1 Ecuatia de continuitate pentru tuburi de curent

QvSvS 2211

2.2 Ecuatia impulsului pentru tuburi de curent

GnSgznSgzvvQFvvQF GGextS

221122112211

2.3 Ecuatia energiei pentru tuburi de curent

2122

2

221

1

2

11

22 rhz

g

p

g

vz

g

p

g

v

3. Hidrostatica. Ecuatia fundamentala

zgpp 0

4. Formula fortei hidrostatice pentru suprafete plane

SzgF G

5. Ecuatia Bernoulli pentru fluide reale, schema

2122

2

21

1

2

1

22 rhz

g

p

g

vz

g

p

g

v

30

6. Conducte. Formula pierderilor de sarcina locale

g

vhloc

2

2

2

7. Conducte. Formula pierderilor de sarcina longitudinale

g

v

d

lhlong

2

2

2

8. Formula Chezy

RICv

9. Formula debitului la canale

2

3

2 HgbmQ

10. Tipuri de regimuri de curgere in canale. Criterii: adancime, h, viteza v, panta i

Regim rapid h<hcr, v>vcr, i>icr

Regim critic h=hcr, v=vcr, i=icr

Regim lent h>hcr, v<vcr, i<icr

BIBLIOGRAF1E

1. David, I., Hidraulica, UT Timisoara, Timisoara, 1990

2. David, I., Sumalan I., Metode numerice cu aplicatii in hidrotehnica, Mirton 1998

3. Mateescu C, Hidraulica, EDP Bucuresti, 1963

4. David, I. Sumalan, I., Beilicci, R., Achim, C. Hidraulica aplicata. Teme exerimentale.Partea I-

a, Editura Politehnica, Timisoara, 2008

5. David, I. Sumalan, I.,Hidraulica aplicata. Teme exerimentale.Partea II-a, Editura Politehnica,

Timisoara, 2009

31





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



FUNDAŢII

1. Faceţi o clasificare a fundaţiilor construcţiilor. Fundaţiile construcţiilor se clasifică după mai multe criterii.

1. După adâncimea de fundare Df:

fundaţii de suprafaţă, la care Df/B<5, Df <5-6m ( B lăţimea tălpii fundaţiei);

fundaţii de adâncime, la care Df> 5-6m.

Fundaţiile de suprafaţă se clasifică, după alcătuire şi forma în plan , astfel:

fundaţii izolate sub stâlpi:

fundaţii continue sub pereţi;

fundaţii continue sub stâlpi;

fundaţii pe reţea de grinzi încrucişate;

fundaţii radier general.

Fundaţiile de adâncime, la rândul lor, se clasifică în:

fundaţii pe piloţi;

fundaţii pe coloane;

fundaţii pe barete;

fundaţii pe chesoane.

2. După modul de transmitere a încărcărilor la teren:

fundaţii directe, la care încărcările se transmit la teren numai prin talpă (ex. toate

fundaţiile de suprafaţă, fundaţiile pe chesoane);

fundaţii indirecte, la care încărcările se transmit de la fundaţie la teren atât prin

talpă cât şi prin frecare pe suprafaţa laterală (ex: fundaţii pe piloţi, coloane,

barete).

3. După materialul de execuţie:

fundaţii din lemn, zidărie de piatră, zidărie de cărămidă;

fundaţii din beton simplu sau beton ciclopian;

fundaţii din beton armat sau precomprimat.

32

4. După natura solicitărilor la care sunt supuse:

fundaţii supuse la încărcări preponderent statice;

fundaţii de maşini.

2. Enunţaţi criteriile de stabilire a adâncimii de fundare. Principalele criterii avute în vedere la stabilirea adâncimii de fundare sunt :

adâncimea de îngheţ;

adâncimea de afuire;

adâncimea la care sunt fundate construcţiile învecinate;

condiţiile funcţionale şi destinaţia tehnologică a construcţiei;

condiţii hidrogeologice locale (nivelul maxim al apei de suprafaţă, nivelul maxim

al apei freatice etc.);

criteriul stratului bun de fundare.

3. Stabiliţi ipotezele şi etapele necesare calculului tasării fundaţiilor prin

Metoda însumării pe straturi elementare (STAS 330/2-85).

A. Ipoteze:

deformaţiile terenului sunt date numai de tensiunea verticală σz, σx şi σy se

neglijează;

compresibilitatea diferitelor straturi din cuprinsul zonei active este definită prin

modulul de deformaţie liniară E.

B. Etapele calculului tasării probabile:

se reprezintă la scară, în secţiune, fundaţia, suprafaţa terenului şi limitele între

diferitele straturi geologice;

se împarte terenul de fundare în straturi elementare, grosimea unui strat hi ≤ 0,4

B, B fiind lăţimea tălpii fundaţiei;

se face distribuţia în adâncime a tensiunii verticale σz, indusă în teren de presiunea

netă pe talpa fundaţiei;

se distribuie, în adâncimea terenului de fundare, presiunea geologică σgz;

pe baza diagramelor σz şi σgz se delimitarea adâncimea zonei active z0;

se face calculul tensiunii verticale medii σzimed

pe fiecare strat elementar, din

cuprinsul zonei active;

se calculează tasarea totală s, prin însumarea tasării fiecărui strat elementar al

zonei active, aplicând legea lui Hooke σ = E · ε .

33

4. Enunţaţi fazele deformării terenului de fundare şi presiunile caracteristice.

Faza 1 - faza îndesării, în care există o dependenţă liniară între presiune şi

deformaţie, terenul de fundare se caracterizează prin compresibilitate.

Faza 2 - faza dezvoltării zonelor plastice, când în terenul de fundare apar

alunecări, începând de la colţurile fundaţiei, care se unesc formând zone plastice.

Presiunea caracteristică acestei faze este presiunea de plasticizare (ppl), presiune

acceptabilă pe talpa fundaţiei.

Faza 3 – faza cedării, în care terenul de fundare cedează prin refulare laterală.

Presiunea pe talpa fundaţiei, corespunzătoare acestei faze, se numeşte presiune

critică (pcr), sau capacitatea portantă a terenului de fundare (este o presiune

inacceptabilă pe talpa fundaţiei – va trebui afectată de coeficienţi de siguranţă).

5. Desenaţi şi enumeraţi etapele proiectării unei fundaţii izolate sub stâlp, tip

bloc şi cuzinet.

Etapele calculului:

stabilirea încărcărilor în gruparea fundamentală şi gruparea specială;

stabilirea adâncimii de fundare Df;

predimensionarea fundaţiei (stabilirea dimensiunilor tălpii, înălţimea blocului de

fundare, numărul de trepte, dimensiunile cuzinetului);

verificarea presiunii pe teren cu încărcări în gruparea fundamentală;

verificarea presiunii pe teren cu acţiuni în gruparea specială;

armarea cuzinetului;

calculul armăturii de ancorare a cuzinetului în blocul de fundare;

verificarea la strivire cuzinet-bloc de fundare;

desenarea fundaţiei la nivel de detaliu de execuţie.

34

6. Desenaţi şi enumeraţi etapele proiectării unei fundaţii elastice sub stâlp, tip

talpă din beton armat.

Etapele calculului:

stabilirea încărcărilor în gruparea fundamentală şi gruparea specială;

stabilirea adâncimii de fundare Df;

predimensionarea fundaţiei (stabilirea elementelor geometrice ale fundaţiei: L, B, H, h);

verificarea presiunii pe teren cu încărcări în gruparea fundamentală;

verificarea presiunii pe teren cu acţiuni în gruparea specială;

armarea fundaţiei;

desenarea fundaţiei la nivel de detaliu de execuţie

7. Stabiliţi ipotezele de calcul a fundaţiilor continue sub stâlpi. Ipoteze:

ipoteza grinzii rigide. Presiunea pe talpa fundaţiei se consideră ca având o

distribuţie liniară;

ipoteza Winkler - a deformaţiilor elastice locale. Presiunea pe talpă (p) este

proporţionarea cu deformaţia (z), , k fiind coeficientul de p

ipoteza grinzii elastice rezemate pe mediu elastic, a deformaţiilor elastice

generale. Terenul de fundare se consideră un mediu omogen, izotrop, liniar

deformabil. Tensiunile şi deformaţiile din teren se determină cu relaţiile din teoria

elasticităţii (Boussinesq).

35

8. Enumeraţi şi desenaţi principalele fundaţii continue sub pereţi.

fundaţii continue de beton simplu – fundaţii continue rigide;

fundaţii continue de beton armat – fundaţii elastice;

36

fundaţii continue sub ziduri, cu descărcări pe reazeme izolate;

9. Faceţi o clasificare a fundaţiilor radier general.

După modul de alcătuire, radierele generale pot fi:

radiere generale de greutate;

radiere generale tip dală (placă groasă), cu grosime constantă sau variabilă;

radiere generale tip dală cu vute;

radiere generale tip planşeu, cu grinzi pe două direcţii şi placa sus;

radiere generale tip planşeu, cu grinzi pe două direcţii şi placa jos;

radiere generale tip planşeu ciupercă;

radiere generale casetate.

10. Faceţi o clasificare fundaţiile pe piloţi şi a piloţilor.

Clasificarea fundaţiilor pe piloţi 1. După poziţia radierului fundaţiile pe piloţi pot fi:

fundaţii pe piloţi cu radier jos (radierul total sau parţial îngropat în teren);

fundaţii pe piloţi cu radier înalt ( radierul se află deasupra nivelului terenului). 2. După modul de solicitare a piloţilor fundaţiile pe piloţi pot fi:

fundaţii pe piloţi cu solicitări transmise prin intermediul radierului (cazul general);

fundaţii pe piloţi cu solicitări transmise de terenul din jurul piloţilor (împingerea pământului, frecarea negativă etc.)

Clasificarea piloţilor 1. După modul de transmitere a încărcărilor axiale, piloţii pot fi:

piloţi purtători pe vârf – încărcările se transmit la teren prin vârful piloţilor;

piloţi flotanţi – încărcările se transmit la teren atât prin vârf cât şi prin frecare pe

suprafaţa laterală.

37

2. După materialul de execuţie:

piloţi de lemn;

piloţi de metal;

piloţi de beton simplu;

piloţi din beton armat;

piloţi din beton precomprimat

piloţi compuşi (lemn-beton, beton-metal etc.). 3. După modul de execuţie:

piloţi prefabricaţi;

piloţi executaţi la faţa locului. 4. După efectul pe care procedeul de execuţie îl are asupra terenului înconjurător:

piloţi de îndesare – fără excavarea pământului din spaţiul ocupat de pilot, ci prin îndesarea laterală a acestuia;

piloţi de dislocuire – prin excavarea şi îndepărtarea pământului din spaţiul ocupat de pilot.

38





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



INGINERIA ORGANIZĂRII ŞANTIERELOR

1) Ce este procesul de muncă ?

R : Este o activitate omenească, compusă din mai multe operaţii, efectuate de o formaţie

de lucru, pe un front de lucru dat, într-un interval de timp, prin care se obţine un bun material

sau ideal care are întotdeauna valoare de întrebuinţare (prepararea, transportul şi punerea în

opera a betonului; săpatul şi evacuatul pământului; achiziţionarea, transportul, montarea şi

punerea în funcţiune a unei pompe etc.). Un process de muncă poate fi compus din una sau mai

multe operaţii, de aici o relativă apropiere între noţiuni.

2) Ce este categoria de lucrări ?

R : Este un grup de procese de muncă care au acelaşi specific de execuţie (specialitate

inginerească) şi care sunt cuprinse în acelaşi indicator de norme de deviz (Ts, C, D, P, If, Ac, I,

S... ).

3) Care sunt relaţiile volumelor de muncă activ şi pasiv şi care este relaţia dintre ele ?

R : Volumul de muncă pasiv (necesar) al procesului j : Vmn (j) = C(j) x NT(j) mn;

Volumul de muncă efectiv (activ) al procesului j : Vma (j) = e(j) x D(j);

Vma (j)≥ Vm

n (j)

4) Care sunt noţiunile de bază ale metodei drumului critic ?

R : programarea activităţilor, programarea resurselor, evenimentele, Durata activităţii,

Durata de realizare a proiectului, Rezervele de timp (evenimente, activităţi), Drum critic,

Restricţii, Aşteptări (întreruperi tehnologice sau organizatorice), Condiţionări, Activităţi şi

evenimente critice.

5) Definiţi metoda în lanţ ?

R : Metoda în lanţ este o combinaţie între metoda succesivă şi cea paralelă de eşalonare

a execuţiei lucrărilor în care procesul tehnologic este împărţit în mai multe “Lanţuri”, iar

lucrarea în sectoare, cu scopul folosirii efectului pozitiv al reluării aceloraşi activităţi în fiecare

sector.

39

6) Ce este un grup de maşini de construcţii ?

R : Este un număr de utilaje care execută un proces de muncă complex. Alcătuirea

grupurilor se face cu respectarea principiilor mecanizării, studiind separat utilajele

conducătoare şi separat utilajele auxiliare.

7) Enumeraţi principiile mecanizării.

R : 1. Trebuie asigurată corelaţia dintre natura lucrărilor de executat, dimensiunea

fronturilor de lucru, sorto-tipo-dimensiunile şi caracteristicile utilajelor.

2. Utilajele vor lucra pe cât posibil în grup, adică vor realiza procese prin

mecanizare complexa, fiind plătite (tot grupul) pentru cantitatea totala realizata pe

ansamblul grupului.

3. Utilajele sau grupurile de utilaje vor fi planificate sa lucreze exclusiv în lanţ.

4. Se vor elimina "locurile înguste" (acele sorto-tipo-dimensiuni din grup care au

capacitate mai mică decât restul grupului).

8) Ce rol are subsistemul Cercetare-Dezvoltare (C-D) într-o întreprindere de construcţii ?

R : Subsistemul C-D are rolul de a asigura atât întreaga informaţie ştiinţifică cât şi toate

documentaţiile tehnico-economice necesare realizării capacităţilor de producţie ale

întreprinderii, inclusiv realizarea efectivă a acestor capacităţi.

9) Care sunt criteriile care stau la baza determinării capacităţii de producţie ?

R : Orice sector de producţie trebuie să aibă capacitatea de a satisface cererea cel puţin

în condiţiile prevăzute în graficele de eşalonare. În acest scop trebuie asigurate trei condiţii :

1. Să existe un anumit prag de încredere sau probabilitatea că orice cerere poate fi

satisfăcută;

2. Să existe o corelaţie între capacităţile şi resursele care pot să fie asigurate;

3. Să existe o corelaţie între resurse şi programul de producţie care trebuie realizat.

10) Care sunt atribuţiile subsistemului de producţie ?

R : a) Programarea Lansarea Urmărirea operativă a producţiei (PLU)

b) Asigurarea şi evidenţa capacităţii de producere

c) Producţia propriu-zisă

d) Gospodărirea resurselor

e) Controlul tehnic de calitate

Bibliografie :

1. P. Alan, Ingineria organizării şantierelor de construcţii – Ed. Eurobit, 2000

2. P. Alan, Ingineria organizării şantierelor de construcţii – Note de curs – în format electronic

40





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



TEHNOLOGIE

Bibliografie:

1. Preluschek Ervin: Tehnologia lucrărilor de construcţii hidrotehnice – Curs, volumul I.

Lucrări pregătitoare şi auxiliare – Litografia UTT Timişoara, 1995

2. Preluschek Ervin: Tehnologia de execuţie a lucrărilor de construcţii – Curs pentru

studenţii anului III . – versiunea în redactare electronică – 2004

1. Pregătirea terenurilor pentru execuţia lucrărilor de terasamente 1.2. Pregătirea terenurilor pentru execuţia lucrărilor de terasamente 1.2.1 Lucrări de defrişare a amprizei construcţiilor hidrotehnice

Defrişarea este operaţia de curăţire a terenului de arbori, arbuşti şi tufişuri, pe întreaga suprafaţă unde urmează

să se amplaseze construcţia.

Alegerea metodei de defrişare se face în funcţie de diametrul

vegetaţiei şi densitatea ei. Astfel, pentru arbori izolaţi şi puţini, sau

situaţi pe versanţi, defrişarea se face manual. În acelaşi fel se

procedează şi cu tufişurile, dacă sunt mai mici şi răzleţe.

Dacă arboretul şi tufişurile sunt compacte şi ocupă suprafeţe

mari (peste 0,4 - 0,5 ha), tăierea lor se poate face mecanic cu un

echipament defrişor montat pe un tractor S1300. Acest echipament

(fig. 1.16) este format dintr-un scut triunghiular cu cuţite, montat în

locul lamei de buldozer, cadrul de susţinere şi cadrul de protecţie al

cabinei. Echipamentul are o lăţime de lucru de 3,6 m şi o

productivitate de 0,6 - 0,8 ha/oră; se foloseşte în zone cu diametrul

arboretului sub 10 cm.

Pentru zonele acoperite cu arbori având diametrul tulpinei

mai mare de 10 cm, în funcţie de necesitatea de a valorifica masa

lemnoasă şi în funcţie de densitatea şi mărimea arborilor, sunt folosite

următoarele tehnologii:

A. În cazul în care tulpinile arborilor sunt valorificate imediat în industria lemnului, ele sunt tăiate la o înălţime

de circa 50 - 70 cm faţă de teren, cu ajutorul fierăstraielor mecanice, operaţie executată numai de către personalul silvic.

După curăţirea tulpinilor de crengi, acestea sunt expediate la fabricile de prelucrare, urmând ca defrişarea rădăcinilor să se

facă de către constructor. Această operaţie se poate executa prin următoarele metode:

legarea rădăcinilor cu cabluri şi tragerea cu buldozerul (fig. 1.17);

săparea şi dezrădăcinarea cu buldozerul (fig. 1.18);

dezrădăcinarea cu tractoare puternice, prevăzute cu o gheară la partea posterioară a maşinii (fig. 1.19 – ca la

scarificare);

Fig. 1.16. Schema utilajului

defrişor

41

rădăcinile izolate, cu diametrul mai mare de 1 m, se scot cu ajutorul explozivilor, folosind astralita.

B. Când arborii nu sunt tăiaţi în prealabil şi urmează a fi scoşi împreună cu rădăcinile, se poate folosi buldozerul

sau se aplică metoda dezrădăcinării prin folosirea concomitentă a tracţiunii cu cablu şi împingerii cu buldozerul. Pentru

dezrădăcinarea arborilor cu excavatorul hidraulic cu cupa inversă, se sapă o tranşee pe latura unde trebuie să cadă

arborele, şi două tranşei

laterale, secţionându-se

astfel rădăcinile

superficiale. Excavatorul

cu cupa ridicată cât mai

sus, va împinge trunchiul

până la căderea lui.

1.2.2. Lucrările

de scarificare a terenului

După eliberarea

terenului de vegetaţie, se

execută de obicei lucrarea

de scarificare. Această

lucrare are rolul de

mobilizare şi afânare a

terenurilor înţelenite şi

compacte, de categoria a

III-a şi a IV-a, pentru

asigurarea unor

productivităţi normale utilajelor ce urmează să execute lucrările de săpare. Afânarea se poate face cu ajutorul plugurilor,

scarificatoarelor sau a explozivilor (fig. 1.19; 1.20 şi 1.21).

Pentru a reduce timpul consumat cu întoarceri neproductive,

scarificarea trebuie să se execute pe sectoare cât mai lungi. În general

adâncimea săpăturilor depăşeşte adâncimea scarificării şi de aceea

operaţia de scarificare trebuie executată în straturi, ori de câte ori este

necesară. Efectuată după defrişare, operaţia de scarificare are şi rolul de a

scoate resturile lemnoase din teren, evitând astfel distrugerea organelor

de lucru ale maşinilor de săpat folosite ulterior.

Fig. 1.19. Scarificarea terenului a,b - utilaje scarificatoare; c,d - dinţi de

scarificator

Fig. 1.17. Sceme pentru extragerea rădăcinilor

42

1.2.3. Lucrări de descopertare a stratului vegetal

Operaţia de descopertare (decapare) are rolul de a îndepărta stratul vegetal de pe amplasamentul lucrşrilor

(diguri, baraje, canale în rambleu, ca şi a altor construcţii) şi de pe suprafaţa gropilor de împrumut şi a carierelor în

vederea evitării amplasării umpluturilor peste stratul vegetal, sau a amestecării materialelor din cariere cu acesta. Prezenţa

resturilor vegetale, care constau din crengi, ramuri sau alte materii organice, într-un strat de pământ compactat în corpul

umpluturii sau în fundaţia acesteia, periclitează construcţia şi mai ales exploatarea ei, deoarece vegetaţia, în lipsa luminii

şi aerului putrezeşte, formând galerii prin care apa se infiltrează şi circulă cu uşurinţă, prin secţiunea sau fundaţia lucrării.

Stratul vegetal, pe o adâncime de 10 - 15 cm pe amplasamentul digurilor, este îndepărtat şi depozitat la distanţe

minime de axa lucrării, fără a împiedica circulaţia utilajelor, astfel incât să poată fi utilizat după terminarea lucrării la

umplerea gropilor de împrumut sau la încărcarea taluzurilor şi coronamentului, materialul organic contribuind la procesul

de înierbare (fig. 1.22.).

În cazul barajelor din pământ, îndepărtarea stratului vegetal în zona amplasamentului se face pe o adâncime de

până la 50 cm, cu depozitarea în cavaliere.

Pentru acestă operaţie poate fi folosită o gamă largă de utilaje. Metoda economică de îndepărtare a stratului

vegetal este cea cu dispoziţia transversală, întrucât distanţele de transport sunt cuprinse între 60-100 m.

Detalii privind execuţia acestor operaţii în cazul lucrărilor hidrotehnice specifice se vor prezenta în capitolele

următoare.

43

2. Executarea săpăturilor 2.2.1. Executarea săpăturilor

Fundaţiile construcţiilor se pozează la o anumită adâncime, astfel încât pentru realizarea lor este necesară

excavarea (săparea) terenului până la adâncimea respectivă, prevăzută în proiect.

La executarea săpăturilor pentru fundare trebuie să se aibă în vedere următoarele:

menţinerea echilibrului natural al terenului în jurul gropii de fundare, sau în jurul fundaţiilor clădirilor

învecinate existente, astfel încât să nu pericliteze rezistenţa şi stabilitatea acestora;

atunci când turnarea betonului de fundaţie nu se face imediat după terminarea lucrărilor de săpare,

săpătura trebuie oprită la o cotă mai ridicată decât cota finală, iar stratul rămas de 15 - 25 cm se îndepărtează doar cu

puţin timp înainte de betonare. Se procedează în acest fel pentru ca terenul de fundare să nu-şi reducă capacitatea

portantă datorită înmuierii în perioadele cu precipitaţii.

Atunci când în aceeaşi incintă se execută mai multe construcţii apropiate între ele, atacarea lucrărilor se face

astfel încât să se asigure executarea fundaţiilor începând cu cele care sunt situate la adâncimea cea mai mare, iar

săpăturile respective să nu influenţeze nici construcţiile sau instalaţiile executate anterior, şi nici pe cele ale

viitoarelor lucrări învecinate.

În cazul săpăturilor de lungimi mai mari pentru fundaţie, fundul săpăturii (în orice fază a execuţiei) trebuie

să fie înclinat spre unul sau mai multe puncte de colectare a apelor în caz de ploaie.

Prezenţa apei subterane constituie cea mai dificilă problemă în timpul execuţiei lucrărilor de excavaţii

pentru fundaţii.

Trebuie avut grijă ca lucrările de epuismente (vezi cap. 5.) să nu producă modificări ale stabilităţii masivelor

de pământ din zona lor de influenţă şi să pericliteze rezistenţa şi stabilitatea clădirilor existente în vecinătate.

Când săpăturile se execută cu excavatoare, nu trebuie să fie depăşit profilul proiectat al săpăturii. De aceea

săpătura se opreşte cu circa 20 - 30 cm deasupra cotei profilului proiectat al săpăturii, diferenţa urmând a se executa

cu alte mijloace mecanice sau manual.

În cazul terenurilor nesensibile la acţiunea apei (pietrişuri, terenuri stâncoase etc), săpăturile se execută de la

început până la cota stabilită prin proiect.

În cazul terenurilor (pământurilor) sensibile la acţiunea apei (PSU), săpătura trebuie oprită mai sus decât

cota prevăzută în proiect, şi anume:

pentru nisipuri fine..................................................0,20 - 0,30 m

pentru pământuri argiloase......................................0,15 - 0,25 m

pentru PSU (loessuri, pământuri macroporice).......0,40 - 0,50 m

Atunci când la cota de fundare pe fundul gropii apar crăpături în teren, trebuie chemat proiectantul care

stabileşte măsurile ce trebuie luate în vederea fundării.

Dacă înainte de începerea lucrărilor de turnare a betonului în fundaţii fundul gropii este umezit superficial în

urma unei ploi de scurtă durată, el trebuie lăsat să se zvânte, iar atunci când umezirea este mai puternică, se

îndepărtează stratul respectiv de noroi ajungându-se în acest fel la majorarea adâncimii de fundare.

Schimbarea cotei de fundare se poate face numai cu acordul proiectantului, şi orice modificare în acest sens

se consemnează în registrul de procese verbale de lucrări ascunse.

La executarea săpăturilor lângă construcţii existente, şi mai ales atunci când se coboară sub cota fundaţiilor

acestor clădiri, proiectul trebuie să prevadă măsuri speciale pentru asigurarea stabilităţii acestor construcţii (sprijiniri,

subzidiri etc). Chiar dacă aceste lucrări au fost omise din proiect, constructorul nu este absolvit de obligaţia de a lua

imediat măsuri de asigurare a stabilităţii, sesizând beneficiarul şi cerând proiectantului să stabilească soluţiile de

adoptat pentru acestă nouă situaţie.

În cazul unor lucrări de terasamente cu volume mari, de importanţă, sau de tehnicitate ridicată, la care se

aplică tehnologii noi şi se cere precizie mare în executarea lucrărilor, acestea se execută numai pe bază de caiet de

sarcini, fişe sau proiect tehnologic.

A. Săpăturile cu pereţi verticali nesprijiniţi - se pot executa cu adâncimi până la următoarele adâncimi

(normativ C 169-83):

0,75 m în cazul terenurilor necoezive şi slab coezive;

1,25 m în cazul terenurilor cu coeziune mijlocie;

2,00 m în cazul terenurilor cu coeziune foarte mare.

În cazul săpăturilor cu pereţi verticali nesprijiniţi trebuie luate următoarele măsuri pentru menţinerea

44

stabilităţii malurilor:

terenul din jurul săpăturii să nu fie supraîncărcat şi să nu fie supus la vibraţii;

pământul rezultat din săpătură să nu fie depozitat la o distanţă mai mică de 1 m de la marginea gropii de

fundare; în cazul săpăturilor până la 1 m adâncime, distanţa de depozitare se poate lua egală cu adâncimea săpăturii;

trebuie luate măsuri de înlăturare rapidă a apelor din precipitaţii sau provenite accidental;

dacă din cauze neprevăzute, turnarea fundaţiilor nu se efectuează imediat după săpare şi se observă

fenomene ce indică pericol de surpare, se iau măsuri de sprijinire a pereţilor în zona respectivă, sau de transformare a

lor în pereţi cu taluz.

Normativul C 169-83 menţionează: "constructorul este obligat să urmărească apariţia şi dezvoltarea

crăpăturilor longitudinale paralele cu marginea săpăturii, care pot indica începerea surpării malurilor, şi să ia măsuri

de prevenire a accidentelor".

B. Săpăturile cu pereţi verticali sprijiniţi - se utilizează în următoarele situaţii:

când adâncimea săpăturii depăşeşte limitele menţionate la săpăturile cu pereţi verticali nesprijiniţi;

când nu este posibilă desfăşurarea taluzului;

când, pe baza unui calcul economic rezultă mai eficientă executarea sprijinirilor, faţă de săpătura

executată cu taluz.

Sistemul de sprijinire se stabileşte în funcţie de natura terenului şi dimensiunile săpăturii (vezi 2.2.2).

În cazul executării unor săpături cu adâncimea mai mare de 5,50 m, dimensiunile şi elementele necesare

executării sprijinirilor se stabilesc prin proiectul de execuţie al lucrării.

Atunci când condiţiile locale nu permit săparea cu taluz pe întreaga adâncime, sau când acest lucru nu este

indicat din punct de vedere economic, se pot utiliza săpături de fundare cu pereţi parţial sprijiniţi pe o anumită

adâncime a părţii inferioare a gropii, iar partea superioară să se execute în taluz. Între aceste două părţi se lasă o

banchetă orizontală de 0,50 - 1,00 m lăţime, în funcţie de înălţimea porţiunii în taluz.

C. Săpăturile cu pereţi în taluz - se pot executa în orice fel de teren, cu respectarea următoarelor condiţii:

a. Pentru adâncimi până la 2 m:

săpătura de fundare nu stă deschisă mult timp;

pământul are o umiditate naturală de 12 - 18 , şi se asigură condiţiile ca această umiditate să nu crească;

panta taluzului săpăturii nu trebuie să depăşească valorile maxime admise pentru diverse categorii de

pământuri, şi anume:

nisip, balast.........................1:1

nisip argilos.........................1:1,25

argilă nisipoasă....................2:3 (1:1,5)

argilă....................................1:2

loess.....................................4:3

rocă friabilă.........................2:1 - 4:1

stâncă...................................4:1

b. Săpături manuale cu adâncimi mai mari de 2 m: în acest caz taluzurile trebuie executate în trepte,

prevăzându-se pe înălţime banchete care să permită evacuarea pământului prin relee. Aceste banchete au lăţimea de

0,60 - 1,00 m şi sunt prevăzute la o distanţă pe verticală de 2,00 m. În funcţie de condiţiile locale, se fac calcule de

stabilitate a pereţilor săpăturii.

Săpăturile nesprijinite cu pereţii în taluz prezintă avantajul că elimină sprijinirile, însă volumul de săpătură

este mult mai mare; adoptarea acestei soluţii trebuie să se facă numai în baza unui calcul tehnico - economic

comparativ.

D. Săpături sub nivelul apelor subterane sau în terenuri cu infiltraţii puternice de apă se execută sub

epuismente. Îndepărtarea apei în asemenea situaţii se poate efectua prin una din următoarele metode:

Epuismente directe (fig. 2.1.) executate prin pomparea apei din groapa de fundare. Se foloseşte în cazurile

în care afluxul de apă subterană este mic, când diferenţele de nivel între fundul săpăturii şi nivelul apelor subterane

sunt mici, şi când sub fundul săpăturii nu există un strat permeabil sub presiune care să pericliteze stabilitatea

săpăturii.

Epuismente indirecte - acestea constau în coborârea nivelului apei subterane cu ajutorul unor puţuri

filtrante, puţuri de adâncime, puţuri vacuumate sau filtre aciculare, amplasate în afara conturului excavaţiei.

De regulă în proiectul de execuţie al lucrării respective se prevede schema de evacuare a apei din groapa de

fundare.

45

Detalii privind execuţia lucrărilor de epuismente se vor trata în cap. 5.

3. Sprijinirea pereţilor săpăturilor 2.2.2. Sprijinirea pereţilor săpăturilor

Sprijinirea săpăturilor pentru fundaţii trebuie făcută mai ales în cazul săpăturilor relativ înguste şi adânci, la

pământurile caracterizate prin taluzuri naturale cu înclinări line (mâluri, argile şi prafuri nisipoase moi etc) sau în

cazul celor supuse pericolului de afuiere.

Sprijinirile obişnuite, simple sunt lucrări cu caracter provizoriu care se execută pentru susţinerea verticală a

malurilor, şi care sunt de obicei alcătuite din dulapi, bile de lemn şi şpraiţuri metalice de inventar. Ele se

dimensionează astfel încât să reziste la împingerea pământului.

Deşi sprijinirile sunt lucrări cu caracter provizoriu, nu trebuie să se uite că prin cedarea lor se pot produce

accidente grave, cu pioerderi de vieţi omeneşti şi pagube materiale. Din această cauză, atât dimensionarea cât şi

execuţia lor trebuie făcută cu grijă şi în mod corespunzător.

A. Sprijinirile cu dulapi orizontali - se folosesc în cazurile în care pământul din săpătură se poate menţine

cu perete vertical nesprijinit pe o anumită înălţime până la executarea sprijinirii. Pe măsură ce se execută prin săpare

peretele vertical, se introduc dulapii orizontali care sunt sprijiniţi şi stabilizaţi cu filate (rigle verticale).

Filatele, la rândul lor sunt susţinute fix prin şraiţuri orizontale în cazul în care pereţii săpăturii sunt suficient

de apropiaţi pentru a sprijini cu acelaşi şpraiţ ambii pereţi (fig. 2.2), fie cu şpraiţuri înclinate în cazul săpăturilor în

spaţii largi (fig. 2.3). În fig. 2.4 sunt prezentate schiţat diferitele posibilităţi de sprijinire cu dulapi orizontali, folosind

şpraiţuri metalice de inventar.

46

În terenurile cu umiditate naturală de 12 - 15 se folosesc sprijiniri orizontale cu interspaţii (fig. 2.5), până

la adâncimea de 3 m. Pentru adâncimi de maximum 5 m se folosesc sprijiniri continue, fără interspaţii (fig. 2.6). În

terenuri umede şi friabile se folosesc sprijiniri fără interspaţii indiferent de adâncime.

În cazul săpăturilor cu lăţime mai mare de 5 - 6 m, acestea nu mai pot fi sprijinite transversal cu şpraiţuri

simple, întrucât lungimea de flambaj ar deveni prea mare, şi atunci se creează puncte intermediare de rigidizare (fig.

2.7).

B. Sprijinirile cu dulapi verticali (fig. 2. 8) - se folosesc în general în cazul pământurilor cu consistenţă

redusă (nisipuri curgătoare etc).

Pentru o mai bună susţinere, atunci când condiţiile locale impun acest lucru, filatele şi şpraiţurile se

înlocuiesc cu cadre din lemn (fig. 2.9).

47

De obicei adâncimea săpăturilor sprijinite cu dulapi orizontali ajunge până la circa 4,00 m, iar a celor cu

dulapi verticali până la circa 5,00 - 6,00 m. În cazul adâncimilor mai reduse de săpătură (până la 3.00 m) şi pentru

lăţimi cuprinse între 1,00 şi 3,00 m, dimensionarea sprijinirilor se face constructiv, alegând dulapi de 3,80 cm

grosime, filate de 8x14 cm. Pentru adâncimi şi lăţimi mai mari, dimensionarea sprijinirilor se face prin calcul.

În cazul în care condiţiile locale nu permit săparea în taluz pe toată adâncimea, sau când condiţiile tehnico -

economice o impun, se adoptă soluţia cu pereţii sprijiniţi parţial, pe o anumită adâncime şi parţial în taluz (fig. 2.10).

În cazul în care săpăturile sunt mai adânci de 5,00 - 6,00 m şi lungimea dulapilor verticali nu mai este

suficientă, se procedează la amplasarea dulapilor în etaje succesive pe verticală (fig. 2.11), montându-se pe şpraiţuri

platforme de lemn, cu ajutorul cărora pământul poate fi evacuat succesiv pe înălţime, până la suprafaţa terenului.

Acest sistem prezintă însă dezavantajul că săpătura se îngustează progresiv spre adâncime. Pentru remedierea acestui

inconvenient, se poate folosi sistemul marciavanti, la care dulapii se bat înclinaţi şi se împănează (fig. 2.12).

În cazul săpăturilor largi şi adânci sprijinirile devin sisteme spaţiale complexe, fiind alcătuite din elemente

orizontale, verticale şi înclinate (fig. 2.13)

48

C. Sprijinirile cu palplanşe - aceste elemente speciale de sprijinire se folosesc la susţinerea săpăturilor

adânci, cu pereţi verticali, executate sub nivelul apei subterane. Se confecţionează din lemn, metal sau beton armat.

Alegerea materialului din care urmează a se executa pereţii de palplanşe se face în funcţie de natura lucrării şi de

importanţa solicitărilor.

Palplanşele se înfig în teren şi se asamblează sub forma unor pereţi continui, care trebuie să fie etanşi,

rezistenţi şi să asigure stabilitatea necesară atât la împingerile exterioare, cât şi faţă de pericolul de afuiere.

De cele mai multe ori palplanşele servesc la sprijinirea malurilor excavaţiilor pentru fundaţii, ele constituind

lucrări provizorii.

Execuţia pereţilor de palplanşe se va trata în capitolul 6.

Metodele folosite la realizarea excavaţiilor pentru fundaţiile construcţiilor hidrotehnice de diferite tipuri

(baraje, diguri, canale, reţele de conducte etc) se vor trata în capitolele referitoare la execuţia respectivelor

construcţii.

4. Epuismente. Drenarea prin puţuri filtrante şi puţuri de adâncime 5.1. Drenarea prin puţuri filtrante

În cazul terenurilor alcătuite din nisipuri fine, cu coeficienţi de permeabilitate cuprinşi între K = 1x10-1

- 1x10-4

cm/s, iar fundamentul impermeabil se găseşte la cel puţin 3 m sub cota excavaţiei, se foloseşte metoda de drenare prin

puţuri filtrante (fig. 5.3).

49

Metoda constă în săparea prin foraj tubat (1) a unor puţuri cu diametrul de 400 - 500 mm, aşezate la distanţe

de 6 - 12 m pe conturul incintei de construcţie. În fiecare puţ se introduce câte un tub filtrant (2) din conductă

galvanizată 250 - 300 mm, care, în zona cu infiltraţii este perforat în găuri circulare 5 - 6 mm sau cu şliţuri lungi

de 20 - 30 mm şi de 3 - 4 mm lăţime, a căror suprafaţă totalizează 30 - 35 din suprafaţa coloanei filtrante aflate în

stratul acvifer. Porţiunea filtrantă este înfăşurată cu o sită metalică cu ochiuri foarte mici. Tubul filtrant este închis la

capătul inferior cu un dop de lemn (3) sau flanşă oarbă sudată. Între tubul filtrant şi peretele puţului se introduce

material filtrant (4) (filtru invers) concomitent cu extragerea tubului exterior care s-a folosit la forare. În interiorul

tubului filtrant se introduce conducta de aspiraţie (5) prevăzută cu un sorb (6), legată la un colector comun (7) la care

sunt racordate 10 - 15 puţuri. Prin intermediul unor pompe aspirante, apa din puţuri este evacuată în exterior.

Funcţionarea puţurilor filtrante trebuie astfel reglată, ca la începerea epuismentelor, în primele 12 ore, denivelarea

apei subterane să nu fie mai mare de 1,0 - 1,2 m. În continuare viteza de coborâre a nivelului trebuie să fie uniformă,

pentru ca depresionarea maximă să nu fie atinsă decât după 8 - 12 zile. Prin aceste restricţii se urmăreşte

împiedicarea colmatării filtrului invers, precum şi formarea unui filtru natural în jurul coloanei forate.

Coborârea nivelului apei subterane cu puţuri forate este de cel mult 3 - 4 m. Dacă această adâncime nu este

suficientă, procedeul se poate aplica în 3 - 4 trepte, obţinându-se o cumulare a efectelor (fig. 5.4)

50

5.2. Drenarea prin puţuri de adâncime

Drenarea se poate realiza şi cu puţuri de adâncime, construite în acelaşi mod cu cele filtrante, numai că sunt

echipate fiecare cu câte o pompă submersibilă care poate realiza într-o singură treaptă 10 - 15 m depresionare. În ţară se

execută puţuri de adâncime cu pătrunderi mari în stratul acvifer, cu coloane perforate în lungime de 15 - 30 m, în care se

coboară pompe cu ax vertical, cu rotor înecat, submersibile, de tip Hebe (fig. 5.5).

Pompele submersibile sunt alcătuite dintr-o pompă centrifugă (1) cu ax vertical, rotor radial, în partea

superioară, sita filtrantă (2) pentru admisia apei în partea de mijloc, şi motorul electric asincron (3) tip S, trifazat, de tip

umed (capsulat) în partea de jos.

Puţurile de adâncime nu sunt recomandate pentru drenări de scurtă durată. Pot fi folosite în mod eficient

numai la obiecte de importanţă deosebită, care prezintă un grad mare de dificultate.

5. Epuismente. Drenarea prin puţuri vacuumate 5.3. Drenarea prin puţuri vacuumate

În cazul pământurilor prăfoase-argiloase, cu permeabilitate redusă (K = 1x103

- 1x107

cm/s), care nu cedează

apa cu care sunt saturate, sau o cedează greu şi în timp îndelungat, drenarea gravitaţională fiind ineficientă, se foloseşte

drenarea prin puţuri vacuumate. Acestea sunt realizate cu ajutorul unor coloane speciale (fig. 5.6.), care servesc atât la

înfigerea hidraulică cât şi pentru funcţionarea ca puţuri. Coloanele sunt formate dintr-un tub central (1), coloana perforată

(2) acoperită cu o ţesătură metalică, şi un cap hidraulic alcătuit din sabotul (3), discul găurit (4) şi bila de cauciuc (5).

Modul de funcţionare a coloanei combinate este următorul:

În prima fază (fig. 5.6.a) se realizează înfigerea hidraulică a coloanei prin forare cu apă sub presiune. Pentru

aceasta coloana se racordează la refularea unei pompe centrifuge care trimite apa în coloană la o presiune de 15 - 20 at

prin tubul central (1). Datorită presiunii, discul (4) este ridicat în sus, închizând circulaţia dintre tubul central şi coloana

perforată, iar bila de cauciuc (5) cade în jos, deschizând orificiul central, şi jetul de apă iasă din sabot spălând pământul.

După atingerea cotei de lucru, se toarnă în foraj, între coloană şi peretele săpăturii, un pietriş mărgăritar, pe înălţimea

coloanei perforate, iar la suprafaţa terenului se realizează pe o înălţime de 1,5 m un dop de argilă compactă, care să

51

asigure puţul împotriva accesului aerului.

În faza a doua (fig. 5.6.b) puţul se racordează la o pompă de vacuum şi datorită depresiunii create de

aceasta, discul (4) cade pe lăcaşul său deschizând legătura dintre coloana perforată şi tubul central, iar bila de

cauciuc ridicându-se, închide orificiul frontal. În această situaţie, apa este împinsă de presiunea atmosferică prin

coloana perforată în tubul central, iar de aici este aspirată de pompă într-un rezervor de separaţie, de unde apa este

evacuată în spaţii amenajate, sau emisari naturali, iar aerul este refulat în atmosferă.

6. Epuismente. Drenarea prin filtre aciculare 5.4. Drenarea cu filtre aciculare

Instalaţiile cu filtre aciculare dau rezultate foarte bune în cazul pământurilor prăfoase şi al nisipurilor fine cu

granule mai mici de 0,05 mm.

Instalaţia cu filtre aciculare (fig. 5.7) este alcătuită în principiu din următoarele părţi: capul hidraulic (1), coloana

perforată (2) care împreună formează acul în sine, coloana prelungitoare (3), furtunul flexibil (4), colectorul (5), un

rezervor cu trei camere: de separaţie (6), de refulare (7), şi de apă de răcire (8), pompa de vacuum (9), motorul electric

(sau termic) (10) şi pompa de apă (11).

În mod similar cu coloana combinată a puţurilor vacuumate, acul filtrant este alcătuit din;

mantaua exterioară filtrantă, realizată din material plastic, având diametrul exterior egal cu diametrul coloanei

prelungitoare, cu fante longitudinale lungi de 50 - 100 mm şi cu o lăţime de 0,2 - 0,5 mm. Mantaua poate fi realizată şi

din două rânduri de site metalice suprapuse;

coloana interioară, pentru acţionarea capului hidraulic de înfigere, formată din ţeavă metalică de 1";

capul hidraulic montat pe coloana interioară prin înşurubare.

Acele se introduc în teren de-a lungul excavaţiei sau pe un contur închis, la distanţă de 0,5 - 2,0 m şi la o

adâncime maximă de 8 m. Procesul de înfigere se realizează ca în cazul puţurilor vacuumate. După înfigere coloana şi

acul se racordează prin furtun armat sau racorduri din elemente de ţeavă la ştuţurile colectoarelor. Colectoarele sunt

formate din tronsoane de ţeavă de 6 - 10", lungi de 6 - 10 m, confecţionate de obicei din aluminiu, cu îmbinare prin

cuplaje rapide sau înşurubare. Reţeaua de colectoare trebuie să fie cât mai etanşă pentru a se putea realiza obţinerea şi

apoi menţinerea unui vacuum ridicat, de 0,2 - 0,1 at, iar pierderile de sarcină să fie cât mai reduse.

După montarea instalaţiei se porneşte pompa de vacuum, iar în momentul în care apare apa în rezervorul de

separaţie, se porneşte şi pompa de apă. Dacş montarea instalaţiei s-a făcut corect, asigurându-i o etanşeitate

corespunzătoare, la circa 2 - 3 ore de la pornire se obţin 0,2 - 0,1 at. În caz că nu se obţine un vacuum sub 0,5 at, instalaţia

nu a fost corect montată şi este necesară demontarea şi verificarea ei.

Efectul maxim de depresionare cu filte aciculare se obţine funcţie de natura terenului, după 5 - 15 zile de

funcţionare. Eficienţa globală a instalaţiei se apreciază după debitul de apă refulat, care trebuie să fie cuprins între 0,3

l/s.ac pentru nisipuri foarte fine şi 1 l/s.ac pentru nisipuri grosiere.

52

7. Lucrări de turnare a betonului hidrotehnic

13. Punerea în operă a betonului hidrotehnic

Punerea în operă a betonului hidrotehnic este una din operaţiile principale în realizarea construcţiilor

hidrotehnice din beton şi beton armat. Modul de punere în operă a betonului diferă în funcţie de obiectul care se

betonează. Problemele de detaliu se vor trata la tehnologia de execuţie a fiecărui obiect.

Pentru ca lucrarea de betonare să se poată desfăşura în cele mai bune condiţii, este necesar ca în prealabil să se

ia o serie de măsuri pregătitoare, şi anume:

se controlează dimensiunile şi calitatea cofrajelor, precum şi sprijinirile acestora;

se curăţă cofrajul de resturi lemnoase, pământ, moloz etc. Cu 2 - 3 ore înainte de turnarea betonului se udă de

mai multe ori suprafaţa cofrajului din lemn care va veni în contact cu betonul, pentru a se evita absorbţia apei de hidratare

a cimentului şi pentru închiderea rosturilor cofrajului prin umflarea acestuia. Cofrajele metalice se ung cu decofrol, pentru

ca betonul să nu adere la ele;

se verifică montarea elementelor de instalaţii şi aparate care se vor îngloba în betonul turnat;

se verifică starea podinelor de circulaţie pentru mijloace de transport şi muncitoril. Se verifică şi starea

mijloacelor de transport, de turnare şi de compactare a betonului.

13.1. Lucrări de turnare a betonului

Turnarea betonului se face de preferinţă direct din mijlocul de transport, deoarece fiecare transbordare

favorizează segregarea. Această operaţie se execută astfel încât betonul să umple perfect cofrajele în care a fost turnat,

urmărindu-se să se acopere complet armăturile.

În cazul în care s-ar putea ca prin turnarea betonului să se producă deformarea armăturilor, betonul se toarnă

prin intermediul unui jgheab executat din tablă de 2 mm grosime, sau din lemn căptuşit cu tablă. Panta maximă a

jgheabului nu trebuie să depăşească 30°, astfel încât betonul să curgă încet, fără a segrega.

Deasemenea, dacă dimensiunile elementelor de construcţie sunt mici, betonul se descarcă pe o platformă

amenajată, de pe care se toarnă în cofraje cu ajutorul lopeţilor.

Înălţimea de cădere liberă a betonului în timpul turnării nu trebuie să depăşească 2,0 m pentru a se evita

segregarea. Fac excepţie stâlpii cu secţiunea mai mare de 40x40 cm, la care betonarea se poate face de la înălţimi de 3,0

m. Manevrarea benelor se face cu deosebită atenţie în jurul aparatelor de măsură şi control. În aceste zone betonul se

împinge cu vibratorul sau cu lopata.

Dacă în timpul transportului betonul a segregat inainte de turnare, el trebuie reamestecat până îşi recapătă

omogenitatea. În cazul în care betonul este prea vârtos, nu se admite adăugarea de apă şi reamestecarea lui. În aceste

situaţii se va adăuga lapte de ciment cu raport a/c < 0,5.

Suprafaţa pe care se toarnă betonul necesită o tratare specială, care diferă de la caz la caz, şi se va prezenta

pentru fiecare tip de construcţie în parte.

8. Compactarea betonului hidrotehnic

13.2 Compactarea betonului

Operaţia de compactare a betonului are drept scop umplerea completă a cofrajelor în care este turnat, fără a

include goluri. Această operaţie se realizează cu ajutorul unor mijloace mecanice care funcţionează pe principiul vibrării.

Operaţia de compactare este indispensabilă pentru obţinerea unei rezistenţe mecanice corespunzătoare, pentru o

mai bună aderenţă a betonului cu armătura, pentru creşterea rezistenţei la îngheţ-dezgheţ, la acţiunea apelor agresive şi o

mai bună impermeabilitate a betonului.

Prin vibrarea betonului se reduc forţele interioare de coeziune şi betonul se transformă dintr-un corp vârtos într-

un fluid greu care, curgând umple complet cofrajul şi faţa sa se nivelează. În timpul vibrării particulele solide se

deplasează în sensul gravitaţiei, iar aerul este expulzat în exterior.

Terminarea procesului de compactare prin vibrare este indicată de apariţia la suprafaţa betonului a unui strat

subţire de lapte de ciment şi rărirea şi micşorarea diametrului bulelor de aer degajate. Dacă se continuă procesul de

compactare, fortele de coeziune fiind mici, agregatele mari se deplasează către partea inferioară a cofrajului. În acest caz

betonul nu mai este omogen în toată masa sa şi rezistenţa lui mecanică se reduce.

Procesul de compactare prin vibrare nu se aplică decât betoanelor vârtoase şi semiplastice, cu tasarea conului de

maximum 5 cm. Betoanele cu consistenţă mai redusă segregă sub acţiunea vibrării.

53

Vibratorul de interior are o rază de acţiune relativ mică, ceea ce obligă la dese introduceri şi extrageri a buteliei

din masa betonului. Introducerea vibratorului se face în poziţie verticală, şi extragerea se face lent, în aceeaşi poziţie,

pentru a nu rămâne goluri în beton.

Distanţa între două puncte succesive de introducere a buteliei vibratorului în beton se determină cu relaţia d =

2 .r, în care r este raza de acţiune a vibratorului, înscrisă în fişa tehnică a utilajului. Distanţa optimă de la marginea

buteliei până la punctul cel mai apropiat al cofrajului este r/2.

Grosimea stratului supus vibrării se recomandă să nu depăşească 3/4 din lungimea buteliei vibratorului. La

compactarea unui strat butelia trebuie să pătrundă 5 - 15 cm în stratul compactat anterior, pentru a se asigura legătura

(înfrăţirea) între straturi. Durata de vibrare se situează în mod obişnuit în limitele a 15 - 60 secunde, în funcţie de

consistenţa betonului şi tipul de vibrator utilizat. Intervalul de timp dintre turnarea betonului şi compactarea lui trebuie să

fie cât mai scurt şi în nici un caz să nu depăşească durata de priză a cimentului.

9. Betonare pe timp friguros 13.3.4. Lucrări de betonare pe timp friguros

Lucrările de construcţii hidrotehnice necesită volume mari de betoane, a căror execuţie este eşalonată şi în

perioada de timp friguros. Ca atare, este necesar să se cunoască modul de preparare, turnare şi protecţie a betoanelor şi

pentru această situaţie.

Perioada de timp friguros se consideră în mod convenţional ca fiind intervalul de timp în care temperatura

aerului scade sub +5°C. în condiţiile ţării, intervalul 15. noiembrie - 15. martie impune măsuri speciale pentru betoane. În

cazul şantierelor situate la altitudini mai mari de 500 mdM, acest interval este mărit în funcţie de datele climatice

statistice locale.

În principiu, se recomandă ca betonarea să se execute la temperaturi ale mediului exterior de peste 0°C.

Lucrările de betonare nu vor începe dacă temperaturile exterioare sunt mai scăzute de -5°C, iar dacă au fost începute, ele

se vor întrerupe dacă temperatura coboară sub -10°C, pentru a se evita degradarea betonului.

Cauza principală a degradării betoanelor turnate pe timp friguros o constituie prezenţa apei în compoziţia lor,

care îngheaţă şi împiedică întărirea betonului în perioada de priză, betonul devenind sfărâmicios după îngheţare.

Măsurile preliminare ce trebuie luate pentru împiedicarea îngheţării betonului sunt legate de asigurarea unei

temperaturi de peste +5°C în perioada de întărire.

Deasemenea se impune luarea unor măsuri privind accelerarea întăririi betonului, astfel încât să atingă în timpul

cel mai scurt rezistenţa minimă la care îngheţarea betonului nu mai este periculoasă, şi ale cărei valori sunt prezentate în

tabel nr. 13.1. (în anexă).

Pentru realizarea acestei condiţii importante se vor lua următoarele măsuri:

marca betoanelor se va mări numai prin folosirea cimenturilor de marcă superioară, sau a cimenturilor cu

rezistenţe ini]iale mari (RIM), evitându-se sporirea dozajului de ciment. Se vor folosi acceleratori de priză;

betoanele folosite vor fi mai vârtoase, prin reducerea raportului a/c la minim 0,35 şi compensarea lucrabilităţii

prin utilizarea de plastifianţi;

prepararea betoanelor se va face în malaxoare situate în spaţii închise, mărindu-se cu 50 timpul de

amestecare;

temperatura betonului după turnare nu trebuie să scadă sub +5°C. În acest scop, betonul trebuie adus la

temperatura rezultată din calcule termice (tabel nr. 13.2 - în anexă).

Pentru realizarea acestor condiţii, apa şi agregatele folosite în reţetele betoanelor hidrotehnice, trebuie încălzite.

Încălzirea apei se face în încălzitoare de diferite tipuri, cum ar fi: serpentine montate în rezervorul de apă, prin

care circulă abur supraîncălzit, introducerea de jeturi de abur în rezervorul de apă etc.

Pentru încălzirea agregatelor, atunci când se dispune de aer cald sau abur, se poate folosi una din următoarele

metode:

54

A. Încălzirea agregatelor în depozit, folosind aburul (fig. 13.5).

Această metodă se realizează prin acoperirea depozitului cu o manta de protecţie (1) (fig. 13.5.b) prin care

se introduc lăncile (2) al căror detaliu de construcţie este prezentat în fig. 13.5.a, legate prin furtunurile (3) la

conducta de abur cu = 2" - 3".

Lăncile, de tipul unor ţevi găurite, având lungimea de 1,3 - 1,6 m, se introduc la intervale de 0,5 - 1,5 m în masa

agregatului, asigurând prin zonele de influenţă a aburului introdus, încălzirea agregatelor din întregul depozit, sub

mantaua de protecţie rămânând o zonă (crustă) de agregat îngheţat (5) care va fi îndepărtată în momentul întrebuinţării.

B. Încălzirea agregatelor în silozuri (fig. 13.6). În acest scop silozurile se prevăd cu izolaţie termică (1) şi

registre de ţevi (2) situate la distanţe de 30 cm pentru a nu împiedica scurgerea, şi prin care circulă aburul de încălzire.

Aburul este introdus prin furtunul de legătură (3) la partea superioară a registrului de ţevi, realizând încălzirea agregatelor

din siloz.

C. Încălzirea agregatelor în uscătoare rotative (fig. 13.7). Instalaţia se compune din dispozitivul (1) de

încărcare a agregalelor încălzite în malaxor, dozatorul de agregate încălzite (2), injectorul (3) pentru aer cald,

închizătorul (4), tamburul uscător (5) care poate avea lungimi de 3 - 8 m şi diametrul de 0,7 - 1,0 m, lagărul cu role

(6), coroana de antrenare (7), pinionul de atac (8) şi buncărul de agregate (9). Aerul cald acţionează direct asupra

agregatelor care trec prin tambur în 2,5 - 3,5 minute.

55

Agregatele nu pot fi folosite în stare îngheţată chiar dacă se utilizează apă caldă la prepararea betonului.

Prin malaxare o parte din căldura acumulată în apă şi agregate se pierde. Din această cauză trebuie să se ţină

seama de acest aspect la încălzirea lor, pentru ca betonul să poată atinge temperatura prescrisă la turnare.

Distanţa de la locul de preparare la locul de punere în operă trebuie să fie minimă, transportul să se facă rapid, în

mijloace de transport izolate termic, evitând pe cât este posibil transbordările, deoarece în timpul efectuării acestora,

temperatura betonului scade cu cel puţin 1,0 - 1,5°C. Transportul prin pompare sau pneumatic, efectuat corect, asigură

condiţiile cele mai bune, având cele mai mici pierderi de căldură.

Turnarea betonului trebuie să se facă continuu până la terminarea lucrării pentru a se evita îngheţarea suprafeţei

stratului betonat care ar împiedica legătura cu stratul următor.

În cazul construcţiilor la care betonul se toarnă pe etape, masivul turnat, sau cofrajul se izolează cu panouri

îmbrăcate cu folii din polietilenă şi se încălzeşte prin introducerea aburului în spaţiile create în jurul betonului turnat.

Înainte de a se betona noua zonă, suprafaţa betonului turnat anterior se încălzeşte cu abur sau cu nisip cald.

Compactarea betonului se face numai prin vibrare pentru asigurarea unei rezistenţe mari.

Se vor evita răcirile bruşte ale suprafeţelor exterioare ale betoanelor, căutându-se ca decofrarea să se facă atunci

când diferenţa dintre temperatura betonului turnat şi a mediului înconjurător este cât mai mică.

Când există riscul ca priza să fie compromisă prin atingerea temperaturii de îngheţ, se prevede încălzirea masei

de beton cu abur circulat prin ţevi înglobate în beton, luându-se măsuri corespunzătoare de izolare a cofrajelor.

Prescripţiile tehnice prevăd ca pe durata timpului friguros să se efectueze lucrări de betonare pentru care se pot

asigura toate condiţiile în vederea obţinerii unei rezistenţe corespunzătoare cu cheltuieli suplimentare raţionale.

Temperatura betonului va fi controlată din momentul preparării până în momentul decofrării elementului turnat,

urmărind ca ele să se înscrie în valorile care au fost luate în calcul la soluţia adoptată.

10. Batardouri din pământ şi din anrocamente 6.1. Batardouri din pământ şi din anrocamente

Batardourile din pământ se utilizează în cazul cursurilor de apă cu viteze sub 0,7 m/s. La viteze de scurgere mai

mari se realizează de regulă batardouri din anrocamente.

56

Tipurile uzuale de batardouri executate din pământ sau anrocamente (fig. 6.6) au dimensiunile stabilite din

considerente constructive. Pentru a oferi posibilitatea circulaţiei şi a intervenţiilor de pe coronament, se impune o lăţime

minimă de 3,0 m, iar criteriul stabilităţii impune pante de 1:2,5 - 1:3,0 pentru paramentul amonte şi 1:1,5 - 1:2,0 pentru

paramentul aval. Batardourile din pământ sau din anrocamente sunt alcătuite din: umplutura din pământ sau anrocamente,

filtrul invers, stratul filtrant, ecranul de etanşare şi piatra de protecţie.

Tehnologia de execuţie a batardourilor din pământ sau din anrocamente prevede în general următoarele operaţii:

pregătirea terenului prin defrişarea şi descopertarea amprizei, operaţii executate de obicei cu buldozerul

S1500;

depunerea materialului de umplutură adus cu diferite mijloace de transport. Umplutura se execută de la mal

către axa râului, sau dinspre un mal spre cel opus;

nivelarea în straturi cu ajutorul buldozerului S1500, care în cazul batardourilor din pământ se vor compacta cu

compactoare cu crampoane (T.P.O.) sau cu compactoare cu pneuri (CP-10);

odată cu avansarea umpluturii şi ieşirea acesteia de sub apă, în amontele ei se descarcă material de granulaţie

mică pentru a forma un filtru invers;

pentru a se asigura punerea la uscat a incintei, este necesar un ecran impermeabil, care poate fi amplasat în

corpul batardoului sau pe paramentul amonte, peste filtru. Materialul folosit pentru etanşare poate fi argila, folia de

polietilenă de înaltă densitate (PEHD), betonul, betonul asfaltic sau palplanşe bătute prin corpul umpluturii;

în cazul ecranelor din argilă, acestea se protejează printr-un strat de piatră, împotriva acţiunii valurilor iar în

cazul foliilorcu un strat de nisip şi un strat de piatră.

În cazul executării barajelor din materiale locale, se recomandă ca materialul de construcţie, ca şi

amplasamentul batardoului să se aleagă în aşa fel, încât acesta din urmă să fie înglobat în corpul barajului, la piciorul

paramentului amonte.

57





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



BETON

1. Determinarea prin încercări practice a rezistenţelor betonului. Cum se ajunge de la rezistenţele

obţinute pe probe la rezistenţele caracteristice folosite pentru definirea clasei de beton?

Răspuns:

Rezistenţele betonului la diferite solicitări se determină prin încercarea la rupere a unor probe de

forme şi dimensiuni standardizate, respectând anumite criterii pentru determinarea acestora; de exemplu,

rezistenţa la compresiune se determină în condiţii de laborator pe epruvete cilindrice cu diametrul de 150

mm şi înălţimea de 300 mm, sau pe cuburi cu latura de 150 mm.

Rezistenţele astfel obţinute se prelucrează statistic pentru determinarea valorilor care corespund

unei probabilităţi acceptate privind realizarea calităţii betonului.

2. Contracţia betonului. Efectele contracţiei.

Răspuns:

De la începutul prizei până la întărirea completă, care poate dura ani, betonul suferă modificări de

volum datorită variaţiei conţinutului de apă din piatra de ciment.

Astfel, volumul betonului păstrat într-un mediu uscat scade, producându-se contracţia.

Contracţia, dacă este împiedecată, dă naştere încă înainte de aplicarea încărcărilor exterioare la o stare

de tensiune între componentele betonului, ducând la apariţia microfisurilor sau a fisurilor. Aspectul care

prezintă importanţă practică deosebită este dezvoltarea foarte pronunţată a contracţiei în primele ore sau

zile de la turnarea betonului, când rezistenţa betonului este încă scăzută; în această perioadă sunt necesare

măsuri tehnologice pentru diminuarea acestui fenomen.

3. Rolul armăturilor din oţel în elementele de rezistenţă

Răspuns:

Din punctul de vedere al rolului pe care îl au în elementul structural, armăturile pot fi:

armături de rezistenţă, care rezultă de regulă dintr-un calcul de dimensionare;

armături constructive, care asigură:

asamblarea şi stabilitatea carcasei până la betonare, precum şi în timpul betonării;

preluarea unor eforturi de întindere accidentale sau neevaluate prin calcul.

Ansamblul de bare care formează armătura elementului se prezintă sub forma unei carcase plane sau

spaţiale. Asamblarea carcasei se realizează pe şantier ori în fabrici specializate, prin legarea cu sârmă a

armăturilor componente, prin sudarea barelor sau prin piese speciale (cuplori).

Armătura longitudinală de rezistenţă constituie armătura principală a unei carcase şi se dispune în

zona întinsă, dar, în mod curent, şi în zona comprimată a elementului.

Armătura transversală de rezistenţă pentru preluarea eforturilor rezultate din tăiere este prevăzută sub

formă de etrieri în cazul grinzilor, stâlpilor şi al altor elemente liniare. În acelaşi timp, etrierii fixează

armăturile longitudinale în poziţia lor din proiect. Etrierii şi fretele (armături dispuse sub formă de spirală)

îndeplinesc şi funcţia de armătură de confinare a betonului comprimat.

58

4. Caracteristicile oţelului folosit pentru armături.

Răspuns:

Cerinţele obligatorii pentru produsele din oţelul pentru armături se referă la rezistenţă (curgere ykf ,

rupere tkf ), deformaţie de alungire maximă uk şi aderenţă (bare profilate).

Valoarea de referinţă pentru rezistenţa oţelului este rezistenţa caracteristică, ykf (egală cu valoarea

limitei de elasticitate aparentă yf sau convenţională 2,0f ).

Pentru oţelul-beton se utilizează cele două forme ale diagramei s s:

sσ

s

sydy Ef ud

sE

ydf

uk

Ramura superioară orizontală

Ramura superioară înclinată

5. Aderenţa dintre beton şi armătură. Mijloace de ancorare a armăturii. Factorii care influenţează

aderenţa

Răspuns:

Aderenţa dintre beton şi armătură ia naştere în timpul întăririi betonului, care se încleştează în

profilele oţelului; lunecarea armăturii este împiedicată şi elementul de beton armat se comportă ca un

monolit până la rupere.

Ancorarea armăturii în beton se realizează în afara aderenţei şi prin diferite forme ale capetelor barelor

(cîrlige rezultate din îndoirea barelor sau piese speciale de ancorare) sau prin dispunerea unor bare

transversale nesudate sau sudate.

Aderenţa este influenţată de factori care depind de execuţia şi alcătuirea elementelor, de calitatea

betonului şi tipul de oţel beton folosit.

Grosimea stratului de acoperire cu beton de bună calitate trebuie să fie suficient de mare pentru ca în

zona de transmitere a efortului de întindere să nu se producă ruperea betonului de la suprafaţa

elementului ;

Se folosesc ca armături de rezistenţă numai bare profilate (cu aderenţă ridicată), care prezintă o

aderenţă superioară faţă de barele netede, din cauza antrenării unui volum mai mare de beton prin

încleştarea în jurul armăturii.

Efortul unitar de aderenţă bf acţionează pe suprafaţa laterală a armăturilor, deci forţa capabilă pe care

o poate prelua armătura fără să lunece în beton este cu atât mai mare cu cât suprafaţa laterală a barelor

este mai mare. Aderenţa creşte dacă, pentru a obţine o arie dată de armătură de rezistenţă, se folosesc

mai multe bare cu diametru mai mic decât bare mai puţine cu diametru mai mare.

Poziţia armăturii faţă de direcţia de betonare:

- armăturile aşezate vertical la turnare au aderenţa mai bună decât cele orizontale, deoarece

suprafaţa de contact dintre bare şi oţel se poate reduce prin formarea unor pungi de aer şi apă sub

armăturile orizontale;

59

- armăturile aşezate la partea inferioară (grinzi, plăci) au aderenţă mai bună decât cele aşezate la

partea superioară, unde tasarea plastică a betonului proaspăt este mai mare.

6. Clasa de rezistenţă a betonului. Notaţie. Rezistenţa caracteristică şi de calcul la compresiune a

betonului.

Răspuns:

Calitatea betonului se defineşte prin noţiunea de clasă de rezistenţă.

Clasa betonului este rezistenţa caracteristică la compresiune cilckf , în Mpa (N/mm2), determinată pe

cilindri, la vârsta de 28 de zile, sub a cărei valoare se pot situa statistic cel mult 5% din rezultate;

pentru cazurile în care se folosesc cuburi pentru determinarea rezistenţei, se defineşte şi rezistenţa

caracteristică cubckf .

NOTAŢIE: Clasa de beton obişnuit se notează cu litera C, urmată de cilckf , respectiv cubckf , de

exemplu, C16/20.

Rezistenţa caracteristică la compresiune este:

cilckck ff

Rezistenţa de calcul la compresiune este:

ccilckcccd ff

7. Diagramele efort – deformaţie folosite în proiectare pentru beton de clasă C C50/60.

Răspuns:

Pentru calculul secţiunilor din beton armat se pot utiliza următoarele diagrame C C:

cdf

c Diagrama parabolă- dreptunghi

c2 = 2,0 cu2 = 3,5

c (‰)

cdf

c

c3 = 1,75 cu3 = 3,5

c (‰)

Diagrama biliniară

cdf

c

cu3 = 3,5

c (‰)

60/50C

Diagrama dreptunghiulară

60

8. Calculul elementelor încovoiate din beton armat. Generalităţi şi ipoteze de calcul în metoda

simplificată.

Răspuns:

a. Calculul se conduce în starea limită ultimă de rezistenţă STR, (stadiul III de rupere) cu relaţia:

RdEd MM (9.1)

în care:

EdM este momentul încovoietor de calcul din secţiune, produs de acţiunile de calcul;

RdM - valoarea de proiectare a momentului încovoietor capabil al secţiunii, depinzând de:

dimensiunile secţiunii de beton, b,h,d, aria de armătură întinsă, rezistenţa de calcul a

materialelor ( cdf - beton, ydf - oţel).

b. În metoda simplificată, pentru betonul comprimat se alege diagrama dreptunghiulară cc ε-σ ;

pentru comportarea armăturii se alege diagrama ss ε-σ cu ramura superioară orizontală .

Valorile de calcul sunt:

pentru betonul comprimat:

5,3εcu3cu ‰ la marginea cea mai comprimată;

cckcd ff , pe înălţimea de calcul a zonei comprimate, x8,0 ;

pentru armătura întinsă (secţiune simplu armată):

sykyd ff , dacă este îndeplinită condiţia sydyds Ef .

9. Încovoierea. Proiectarea elementelor cu secţiune dreptunghiulară simplu armată.

Răspuns:

Proiectarea se conduce cu relaţia de bază RdEd MM , urmărind:

determinarea secţiunii de beton, de regulă pentru cel mai mare moment încovoietor EdM ;

calculul ariilor de armătură, conform distribuţiei momentelor încovoietoare EdM în lungul

elementului;

respectarea regulilor de alcătuire prevăzute suplimentar (cantităţi minime şi maxime de armătură ).

Alegerea calităţii materialelor se face respectând cerinţele de performanţă:

pentru beton se ţine seama de clasa de rezistenţă şi de expunere;

pentru oţel trebuie respectate criteriile de rezistenţă şi ductilitate, respectiv de aderenţă.

Prescripţii privind aria de armătură: valorile sunt date în normativele de calcul, anexe naţionale.

10. Tăierea. Modelul de calcul la tăiere, armături transversale de tăiere, procedeul general de

verificare la tăiere.

Răspuns:

Elementele de rezistenţă supuse la acţiunea forţei tăietoare VEd, rezultată din analiza statică sub efectul

încărcărilor de calcul se verifică/dimensionează pe baza modelului de calcul a grinzii cu zăbrele (figura).

61

z

q

d h As1

VEd

diagonale comprimate

beton - efect VEd

armături înclinate

întinse - efect VEd

beton comprimat - efect MEd

armătură longitudinală

întinsă - efect MEd

1,0 ctg 2,5

Armăturile transversale cele mai folosite sunt etrierii dispuşi perpendicular pe axa grinzii, adică 90 .

Cantitatea necesară de etrieri rezultă din condiţia ca forţa tăietoare capabilă a etrierilor VRd,s să fie mai

mare sau cel mult egală cu forţa tăietoare de calcul VEd.

Conf.dr.ing. Agneta Tudor

BIBLIOGRAFIE

1. Agneta TUDOR, Tudor CLIPII

BETON ARMAT, 2009 Note de curs, biblioteca digitala a UPT

http://www.library.upt.ro/index.html?cursuri

2. Ioan CADAR, Tudor CLIPII, Agneta TUDOR

BETON ARMAT, Ediţia a 2-a, 2004

3. *** SR EN 1992-1-1 Eurocod 2. Proiectarea structurilor de beton Partea 1-1: Reguli generale si

reguli pentru cladiri

4. *** CP 012-1-2007 Cod de practica pentru producerea betonului

5. Zoltan KISS, Traian ONEŢ

PROIECTAREA STRUCTURILOR DE BETON DUPĂ SR EN 1992, 2008 Ed. Abel

6. DESIGN AIDS for Eurocode 2, 1997, Editura E / FN Spon

7. D. Beckett and A. Alexandrou

INTRODUCTION TO EUROCODE 2, Editura E / FN Spon, 1997

62





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



ALIMENTĂRI CU APĂ

Titular disciplină: Ş.l.dr.ing. Florescu Constantin

1. Definiţi noţiunea de „Sistem de alimentare cu apă”.

2. Ce nevoi include necesarul de apă pentru centrele populate, conform SR 1343/1-06?

3. Care sunt debitele caracteristice care se utilizează în centrele populate şi care sunt

formulele de calcul ale acestora, conform SR 1343/1-06?

4 Ce metode se folosesc pentru tratarea apei şi cum pot fi aplicate? Enumeraţi obiectele din

cadrul unei staţii de tratare pentru apă subterană şi pentru apă de suprafaţă.

5. Cum se clasifică după forma în plan, reţelele de distribuţie şi cum se definesc?

6. Calculul hidraulic al reţelelor ramificate?

7. Calculul hidraulic al reţelelor inelare?

8. Clasificaţi rezervoarele de apă şi cum se determină capacitatea de înmagazinare a

acestora?

9. Cum se alege tipul de utilaj şi cum se stabileşte numărul de agregate în cadrul unei staţii

de pompare?

10. Care sunt materialele folosite la execuţia conductelor de aducţiune şi a reţelelor de

distribuţie?

63

Răspunsuri

1. Prin sistem de alimentare cu apă se înţelege ansambul construcţiilor şi instalaţiilor

(captare, aducţiune, tratare, pompare şi distribuţie) pentru alimentarea cu apă centralizată

a centrelor populate, industriale şi agricole, asigurând cantităţi suficiente de apă, de bună

calitate, la presiunea cerută şi la un preţ de cost cât mai redus.

2. Conform SR 1343/1-06, necesarul de apă potabilă pentru centrele populate include

următoarele nevoi:

- apă pentru nevoi gospodăreşti;

- apă pentru nevoi publice;

- apă pentru nevoi gospodăreşti în unităţi industriale;

- apă potabilă pentru alte folosinţe ( stropitul străzilor, spălatul pieţelor şi

străzilor, stropitul spaţiilor verzi, spălarea reţelei de canalizare );

- apă pentru nevoile propii sistemului de alimentare cu apă;

- necesar de apă pentru acoperirea pierderilor inevitabile în sistemul de

distribuţie datorate avariilor şi imperfecţiunilor de execuţie;

- necesar de apă pentru combaterea incendiului în situaţiile în care reţeaua de

distribuţia apei potabile asigură şi cantităţile de apă pentru combaterea

incendiului.

3. Conform SR 1343/1-06, debitele caracteristice care se utilizează în centrele populate sunt

: debitul mediu zilnic (Qzimed.), debitul zinic maxim (Qzimax.), debitul orar maxim (Qorarmax).

Formulele de calcul pentru aceste debite:

Qzimed = 1/1000 x ∑ [∑ N(i) x qs(i)];

Qzimax= 1/1000 x ∑ [∑ N(i) x qs(i) x kzi(i)];

Qorarmax= 1/1000 x 1/24 x ∑ [∑ N(i) x qs(i) x kzi(i) x ko(i)].

4. Metodele folosite pentru tratarea apei pot fi grupate în:

- metode mecanice;

- metode fizice;

- metode chimice;

- metode biologice.

Metodele de tratare se aplică separat sau combinat şi reproduc în cea mai mare parte cu

ajutorul unor construcţii şi instalaţii de volum redus procesele de corectare a calităţii apei

care au loc în natură.

Instalaţiile care se pot folosi în tratarea apelor subterane:

- cameră de aerare, prefiltrare, decantare, filtrare şi dezinfecţie.

Instalaţiile care se pot folosi în tratarea apelor de suprafaţă:

- deznisipatoare, gospodărie de reactivi, cameră de amestec, cameră de reacţie;

decantare, filtrare şi dezinfecţie.

5. După forma în plan reţelele de distribuţie sunt:

- în sistem ramificat;

- în sistem inelar.

Sistemul ramificat are puncte terminale, apa curgând într-un singur sens prin tronson. La

acest sistem se pot determina uşor debitele de calcul.

Sistemul inelar nu are capete libere, apa putând să curgă din două direcţii prin tronson.

Acest sistem prezintă siguranţă în exploatare. Determinarea debitelor de calcul se face

numai prin încercări, iar calculul reţelei este mai complicat.

64

6. Calculul unei reţele în sistem ramificat se poate efectua în două cazuri:

- se cunosc presiunile în punctele finale şi nu se cunoaşte presiunea în punctul

iniţial;

- se cunosc presiunile atât în punctele finale cât şi în cel iniţial.

În ambele cazuri se alcătuieşte planul de calcul pe baza schiţei sau a planului de

sistematizare, trasându-se toate conductele reprezentate prin axa lor, poziţia punctelor de

consum concentrat mai important şi conturul zonelor cu aceeaşi densitate de populaţie şi

acelaşi regim de construcţie.

Se determină apoi debitele aferente Qa şi debitele de calcul Q pentru fiecare tronson, în

funcţie de debitele de calcul dimensionându-se conducta principală, ramificaţiile formate

dintr-un singur tronson şi cele formate din mai multe tronsoane. Pentru o zonă cu aceeaşi

densitate de populaţie şi cu acelaşi regim de construcţii, debitele aferente se determină cu

relaţiile:

Qa = qs x S = Qorarmax x S/∑S; Qa = qs x L = Qorarmax x L/∑L.

Se verifică apoi : ∑Qa = Qorarmax.

Debitul de calcul se determină în funcţie de debitele aferente Qa ce se consumă pe traseul

de lungime L şi debitul de tranzit Qt care trece mai departe prin tronsonul considerat: Q =

Qt +Qa/2.

Tronsoanele conductei principale în cazul I, se dimensionează în funcţie de debitele de

calcul şi de viteza economică, iar în cazul II, în funcţie de debitele de calcul şi de panta

hidraulică medie. Ramificaţiile formate dintr-un singur tronson sau din mai multe se

dimensionează în funcţie de debitul de calcul şi de panta hidraulică medie.

Dimensionarea hidraulică a reţelei ramificate se poate face analitic sau cu ajutorul

diagramelor. În continuare se fac verificări, se determină cotele rezervorului şi se

întocmesc tabele de calcul şi profiluri în lung cu liniile de sarcină caracteristice diferitelor

ipoteze de funcţionare a reţelei.

7. Calculul unei reţele în sistem inelar constă în determinarea diametrelor şi a pierderilor de

sarcină, a.î. să se asigure debitele şi presiunea necesare consumatorilor. La aceste reţele

sunt necunoscute atât debitele pe tronsoane cât şi diametrele conductelor.

Într-o reţea inelară rezultă două condiţii hidraulice:

la noduri, suma debitelor care intră în nod este egală cu suma debitelor care ies

din nod plus debitul din nod: (∑hr)i = 0;

- pe fiecare inel, suma pierderilor de sarcină trebuie să fie egală cu zero:

(∑Q)n = 0.

Într-un sistem inelar care cuprinde n noduri şi i inele se pot scrie p ecuaţii de forma:

p = i+(n-1). Pentru noduri se pot scrie (n-1) ecuaţii de forma (∑Q) = 0 pe inele i ecuaţii de

forma (∑hr) = 0.

Având în vedere că sunt 2p necunoscute (p diametre şi p debite pe tronsoane), este

necesar ca pentru rezolvarea sistemului să se considere cunoscute p valori, rezultând astfel

un sistem de p ecuaţii cu p necunoscute. Rezolvarea sistemului de ecuaţii se poate face

prin metoda algebrică, prin metoda aproximaţiilor succesive sau prin programe de cacul.

Dintre metodele aproximative cele mai răspândite sunt:

- metoda Lobacev;

- metoda Cross.

Metoda Lobacev

65

Principiul metodei pentru cazul unui singur inel: se transformă inelul într-o reţea

ramificată prin introducerea unei tăieturi fictive, stabilindu-se astfel sensul de mişcare al

apei pe inel, se stabilesc debitele pentru fiecare tronson şi cu viteza recomandată pentru

diametrul economic se determină fiecărei conducte. Debitul de calcul este: Qorarmax.

După ce s-au determinat debitele aferente pe fiecare tronson Qa, se stabilesc debitele din

noduri Qn şi apoi debitele de calcul Q pentru fiecare tronson. În funcţie de debitele de

calcul şi de vitezele economice se stabilesc diametrele, cărora le corespund rezistenţele

specifice so.

Se scrie ecuaţia pierderilor de sarcină pe inel. Dacă divergenţa Δh >0,5 m şi în consecinţă

trebuie determinat un debit de corecţie ΔQ. Introducând debitul de corecţie ΔQ trebuie ca

Δh = 0. Termenul: ΔQ = - Δh/2∑sixQi. Cu debitele corectate se calculează noile pierderi

de sarcină şi se verifică dacă diverenţa pe inel Δh1<0,5 m. În caz contrar se face o nouă

iteraţie până ce se ajunge la Δh <0,5 m.

În cazul reţelelor formate din mai multe inele, calculul se efectuează în mod analog

determinând debitele de corecţie pe fiecare inel. Metoda se aplică cu bune rezultate numai

în cazul reţelelor cu un număr mic de inele.

Metoda Cross

Această metodă constă în aceea că se transformă sistemul de reţea, înlocuind

inelele cu nodurile unui sistem poligonal mai simplu, în care se înscriu corecţiile ΔQ rezultate

prin metoda Lobacev. Se calculează coeficienţii de transmisie ai debitelor cu expresiile: tI-II =

sQo/2∑(sixQ)I şi tII-I = sQo/2∑(sixQ)II.

Se calculează apoi valorile ΔQ, prin transmitere şi repartizarea la noduri după metoda

Cross cunoscută de la calculul static al structurilor în formă de cadru. Cu aceste valori se

corectează debitele pe tronsoane.

8. Clarificarea rezervoarelor se face:

- după funcţiunile pe care le îndeplinesc (rezervoare de acumulare, de

compensare, de incendiu şi de uzinaj);

- după poziţia pe care o ocupă în schema de alimentare cu apă (rezervoare de

trecere, de capăt şi contrarezervoare);

- după cota de amplasare faţă de teren (rezervoare îngropate, semiîngropate

înalte);

- după presiunea de lucru (rezervoare cu nivel liber şi sub presiune).

Calculul capacităţii rezervoarelor comportă determinarea volumului pentru: compensarea

orară, rezerva pentru stingerea incendiilor, asigurarea rezervei pentru cazuri de avarii pe

conducta de aducţiune.

Compensarea orară se determină analitic sau grafic prin metoda diferenţei

valorilor cumulate de alimentare şi de consum.

Rezerva pentru stingerea incendiilor se determină conform SR 1343/1-06 şi STAS

1478-90.

Rezerva de apă pentru cazul avarierii aducţiunii se determină cu relaţia: Va = Qmin

(Ta-Ti) – Q1 x Ta.

Capacitatea totală a rezervorului V se va determina prin însumarea volumelor de

mai sus.

66

9. Alegerea utilajului pentru staţiile de pompare se face în funcţie de mărimea debitului, de

înălţimea de pompare şi de calitatea apei, a.î. să se poată adopta agregate care să

funcţioneze în domeniul randamentului maxim.

Punctul de funcţionare al unei pompe se obţin prin intersecţia caracteristicii pompei H =

f(Q), cu caracteristica conductei de refulare H = Hg + sQ2, rezultând parametrii de

funcţionare ai instalaţiei.

Stabilirea punctului de funcţionare şi reglarea parametrilor a mai multor agregate se face

astfel: se trasează pe o diagramă caracteristica rezultată a pompelor obţinându-se o nouă

curbă, care la intersecţia cu caracteristica conductei determină parametrii de funcţionare.

În anumite cazuri, funcţionarea simultană a mai multor pompe este necesară pentru a

asigura o înălţime de refulare mai mare decât aceea caracteristică unei singure pompe. În

acest caz pomparea se face în serie. De asemenea debitului necesar staţiei de pompare nu

se poate face cu o singură pompă, ci cu mai multe care funcţionează în paralel.

10. Materialele folosite la execuţia conductelor de aducţiune şi a reţelelor de distribuţie sunt

din: beton simplu, beton armat, PVC, PE-HD, PAFSIN, fontă ductilă, oţel, gresie

ceramică, zidărie de piatră şi de cărămidă, aluminiu, sticlă, lemn.

Pentru piesele de legătură se utilizează, de obicei, acelaşi material ca şi conductele.

BIBLIOGRAFIE:

1. PÎSLĂRAŞU, I., ROTARU, N., TEODORESCU, M., - Alimentări cu apă. Editura

Tehnică. Bucureşti 1981.

2. TROFIN, P., - Alimentări cu apă. Editura Didactică şi Pedagogică. Bucureşti 1983.

3. GIURCONIU, M., MIREL, I., CARABEŢ, A., CHIVEREANU, D., FLORESCU, C.,

STĂNILOIU, C., - Construcţii şi instalaţii hidroedilitare. Editura de Vest. Timişoara

2002.

4. *** SR 1343/1-2006 – Alimentări cu apă. Determinarea cantităţilor de apă potabilă

pentru localităţi urbane şi rurale.

5. ***STAS 1478-90 – Alimentăre cu apă la construcţii civile şi industriale.

6. ***STAS 4165-88 – Alimentări cu apă. Rezervoare din beton armat şi beton

precomprimat.

7. ***SR 4163-2:1996 Alimentări cu apă. Reţele de distribuţie. Prescripţii de calcul.

8. ***SR 4163-3:1996 Alimentări cu apă. Reţele de distribuţie. Prescripţii de execuţie şi

exploatare.

67





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



CANALIZĂRI

Titular disciplină: Ş.l.dr.ing. Cristian Stăniloiu 1 Definiţi noţiunea de „Sistem de canalizare”. Sistemul de canalizare, (public), reprezintă totalitatea construcţiilor, instalaţilor tehnologice, echipamentelor funcţionale şi dotările specifice, (cât şi terenurile aferente acestora), prin care se realizează colectarea, transportul şi epurare apelor de canalizare cât şi redarea acestora în circuitul natural. Sistemul de canalizare cuprinde următoarele componente principale: - racorduri de canalizare de la punctul de delimitare; - reţelele de canalizare; - construcţiile şi instalaţiile auxiliare de pe reţelele de canalizare; - staţii de epurare; - colectoare de evacuare spre receptorii naturali; - altele. 2 Clasificare apelor de canalizare după provenienţă şi după calitate. Ce se înţelege

prin ape convenţional curate? După provenienţă apele de canalizare se clasifică în: - ape uzate, (reziduale), provenite prin schimbarea proprietăţilor apei din reţeaua publică de alimentare cu apă, în urma folosirii acesteia, (ape uzate menajere, ape uzate publice, ape uzate industriale, ape uzate de la unităţi agrozootehnice, altele); - ape meteorice, provenite din precipitaţiile care cad pe suprafeţele obiectivelor canalizate şi, după caz, în vecinătatea acestora; - ape de suprafaţă, provenite din cursuri de apă, lacuri sau bălţi; - ape subterane, provenite din drenaje şi desecări şi din infiltraţii în reţeaua de canalizare. În funcţie de calitate apele de canalizare se clasifică în: - ape încărcate, care necesită epurare; - ape convenţional curate, care pot fi redate direct în circuitul natural fără o prealabilă tratare, (în anumite situaţii, ape din precipitaţii pot fi considerate ape convenţional curate).

68

3 Ape admise în reţeaua publică de canalizare, (normativ NTPA 002 – exemple).

Cum se procedează cu apele uzate care nu pot fi descărcate direct în reţeaua publică de canalizare?

Pentru a asigura o funcţionare în bune condiţii a sistemului public de canalizare, apele descărcate trebuie să îndeplinească prevederile normativului NTPA 002, referitoare la limitele maxime admise ale încărcărilor. Apele de canalizare, a căror încărcări depăşesc aceste limite, vor fi preepurare înainte de descărcarea lor în reţeaua publică de canalizare. Astfel, nu sunt admise în reţeaua publică de canalizare ape care: - prezintă agresivitate chimică şi atacă materialul din care sunt alcătuite canalele; - au o temperatură mai ridicată de 40ºC, ducând la accelerarea proceselor de descompunere biochimică şi la formarea gazelor de canal; - conţin substanţe inflamabile, (petrol, benzină, diluant); - conţin moloz de construcţii, fibre textile, materiale dure; - altele. 4 Ce se înţelege prin sistemul de canalizare unitar, ce se înţelege prin sistem de

canalizare separativ? Sistemul de canalizare unitar prevede o singură reţea de canalizare prin care se colectează şi se transportă toate categoriile de ape de canalizare aferente obiectivului canalizat. În acest sistem, apele meteorice necesită secţiuni mari de canale, iar apele uzate adâncimi mari ale conductelor, rezultând de regulă reţele pozate la adâncimi mari şi cu secţiuni mari ale conductelor. Acest sistem de canalizare este specific canalizărilor veci. Sistemul de canalizare separativ sau divizor, prevede două reţele diferite pentru colectarea şi transportul apelor din precipitaţii şi a celor uzate. Dacă situaţia o permite, apele din precipitaţii pot fi colectate şi conduse numai prin rigole deschise, la suprafaţa terenului, evitându-se astfel o a doua reţea subterane de conducte. Marele avantaj al acestui sistem constă însă în faptul că permite tratarea diferenţiată a celor două categorii de ape. Acest sistem de canalizare este specific lucrărilor noi. 5 Calculul debitelor apelor meteorice, explicaţi mărimile fizice care intervin în relaţia

de calcul a debitului Q=m·i·Σ·Ø·S. Cum variază parametrul „i” în funcţie de durata ploii „t”?

Debitul maxim al apelor meteorice care se scurg printr-o secţiune a unui canal se determină cu relaţia: Q=m·i·Σ·Ø·S în care: Q reprezintă debitul, [l/s]; m coeficient de reducere care ţine seama de capacitatea de înmagazinare a reţelei de canalizare şi depinde de durata ploii de calcul, (adimensional); i intensitatea ploii de calcul, [l/s·ha];

69

Ø coeficientul de scurgere, care depinde de natura suprafeţei pe care cade precipitaţia, (adimensional); S suprafaţa luată în calcul, [ha]. Intensităţilor mici le corespund durate mari, (ploi abundente), iar intensităţilor mari le corespund durate scurte, (ploi torenţiale). 6 Calculul hidraulic al reţelei de canalizare, relaţia Chezy v=C·(R·I)1/2, definiţi

mărimile fizice care intervin şi modul de determinare al parametrului „R”. Canalele se calculează, din punct de vedere hidraulic, în regim permanent şi uniform de mişcare, cu toate că în realitate regimul de curgere este nepermanent şi neuniform. Debitul de dimensionare al reţelei de canalizare, conform normativelor în vigoare, este „Q uzat orar maxim”. Relaţia Chezy v=C·(R·I)1/2, oferă calculul vitezei medii de curgere a apei într-o albie deschisă, (curgerea cu faţă liberă): v viteza medie de curgere a apei, [m/s]; C coeficient Cheyi, [m1/2/s]; R raza hidraulică, care este o caracteristică geometrică a secţiunii transversale de curgere şi se defineşte ca raportul dintre aria secţiunii ocupate de lichid şi perimetrul aferent udat, [m]; I panta hidraulică, (care în cazul aplicaţiilor practice din canalizări coincide cu panta geometrică - adimensional). 7 Care este rolul staţie de epurare din cadrul unui sistem de canalizare? Definiţi

gradul de epurare, (relaţia de calcul exemplificată pentru un parametru). Staţia de epurare are rolul de a prelua apele uzate colectate de reţeaua de canalizare şi de a asigura epurarea acesteia, adică reducerea încărcărilor din ape uzată, cel puţin la limitele maxime admise de legislaţia în vigoare, astfel încât apa epurată să poată fi redată în circuitul natural. Gradul de epurare reprezintă nivelul de reducere al unei încărcări din apa uzată, (de regulă exprimat procentual): Pentru parametrul consum chimic de oxigen CCO GCCO= (CCOinf - CCOefl)/CCOinf x100 unde: GCCO gradul de epurare pentru parametrul CCO, [%]; CCOinf reprezintă concentraţia CCO în influentul staţie; CCOefl reprezintă concentraţia CCO în efluentul staţie, (la determinarea gradului de epurare necesar sau impus, CCOefl reprezintă chiar CCO maxim admis al ieşire); Analog se stabileşte gradul de epurarea pentru ceilalţi parametri. 8 Ce se înţelege prin metode mecanice de epurare? Enumeraţi principalele obiecte

care intră în alcătuirea treptei de epurare mecanice dintr-o staţie de epurare.

70

Metodele mecanice de epurare constau în reţinerea substanţelor insolubile din apel de canalizare. După mărime şi greutate, aceste încărcări se reţin în următoarele construcţii şi instalaţii: - grătare şi site; - deznisipatoare; - separatoare de grăsimi; - decantoare. Aceste obiecte formează treapta de epurare mecanică, (primară). 9 Ce se înţelege prin metode biologice de epurare? Enumeraţi principalele obiecte

care intră în alcătuirea treptei de epurare biologice dintr-o staţie de epurare. Metodele biologice de epurare constau în reţinerea încărcărilor coloidale şi dizolvate din apele de canalizare, prin activitatea microorganismelor mineralizatoare. Epurarea biologică poate avea loc în condiţii apropiate de cele naturale sau în condiţii create artificial. În cadrul unei staţii de epurare, epurarea biologică se realizează de regulă în: - bazine de activare, (unde se creează un mediu anaerob, un mediu anoxic şi unul aerob), urmate de decantoare secundare; - filtre biologice urmate de decantoare secundare. 10 Ce se înţelege prin nămol de epurare şi ce se urmăreşte prin tratarea acestuia? Nămolul de epurare rezultă în urma reţinerilor încărcărilor din apa de canalizare. În cadrul unei staţii de epurare comunală rezultă nămol primar, (separat în treapta mecanică de epurare prin reţinerea directă a încărcărilor din apa de canalizare) şi nămol secundar, (rezultat în urma activităţii microorganismelor mineralizatoare din treapta biologică de epurare). Modalităţile de tratare a nămolului sunt multiple, ele depinzând de cantitatea şi calitatea acestuia. Scopul urmărit este: - reducerea umidităţii, ceea ce are ca rezultat micşorarea cantităţii de nămol; - dezactivarea biologică a nămolului şi eliminarea agenţilor patogeni. O metodă uzuală de tratarea a nămolului este îngroşarea şi fermentarea anaerobă a cestuia în vederea producerii biogazului. Bibliografie: [1] Giurconiu, M., şi colectivul, 2002, “Construcţii şi Instalaţii Hidroedilitare”, Editura

de Vest, Timişoara. [2] Ianculescu, O., Ionescu, Gh., Racoviţeanu, R., 2001, “Epurarea apelor uzate”,

Editura Matrix Rom, Bucureşti. [3] Ianculescu, O., Ionescu, Gh., Racoviţeanu, R., 2001, “Canalizări”, Editura Matrix

Rom, Bucureşti.

71

[4] Imhoff, K, Imhoff K., R., 1993, “Taschenbuch der Stadtentwässerung”, Editura

Oldenburg, München, Viena. [5] Kainz, H., Kauch, P., E., Renner, H., 2002, “Siedlungswasserbau und

Abfallwirtschaft”, Editura Manz, Viena.

72





Tel. 0040-0256-404091 Fax.404093



PROTECŢIA RESURSELOR DE APĂ

Titular disciplină: Conf.dr.ing. Adrian Carabeţ

1. Descrieţi măsurile constructive de protecţie a captărilor de izvoare

Fig. 1. Captarea izvoarelor descendente concentrate:

1 - compartimentul de colectare şi sedimentare; 2 - compartimentul de priză;

3 - compartimentul de exploatare.

73

Fig. 2. Captarea izvoarelor descendente distribuite:



Fig. 3. Captarea izvoarelor ascendente:



Înainte de a ieşi din camera de captare, conducta de golire va fi prevăzută cu sifon. La

capătul de descărcare, aceasta trebuie prevăzută cu o clapetă şi o sită având ochiuri cu latura de

cel mult 5 mm pentru a împiedica pătrunderea vietăţilor din exterior. Locul de debuşare a

conductei de golire se va amenaja în aşa fel încât să nu pericliteze stabilitatea captării şi să nu

erodeze terenul din jur.

Protecţia calităţii apei de izvor se va realiza prin măsuri de evitare a şiroirii, stagnării şi

infiltrării apelor meteorice în zona captării. De asemenea vor fi prevăzute măsuri de protecţie

împotriva inundaţiilor provocate de cursurile de apă învecinate.

Captările izvoarelor pentru alimentări cu apă potabilă vor avea asigurate perimetre de

protecţie sanitară şi hidrogeologică, iar construcţiile şi instalaţiile anexe captării (cabină de pază,

staţia de pompare, drum de acces, linii electrice etc.) vor fi amplasate aval de captare, la distanţe

care să nu afecteze regimul hidraulic şi sanitar al izvoarelor captate.

Măsuri suplimentare de protecţie (umplutură de pământ cu taluzuri protejate) se vor lua în

jurul părţilor de construcţie a captării care depăşesc nivelul terenului şi în locurile inundabile.

Camera de captare trebuie să fie vizitabilă şi izolată împotriva infiltraţiilor accidentale de

apă şi influenţei variaţiilor de temperatură ale atmosferei.

Ventilaţia compartimentelor camerei de captare se va asigura prin tuburi de ventilaţie,

care vor fi înălţate cu cel puţin 1 m peste acoperişul camerei de captare, sau cel puţin 2 m peste

nivelul de gardă al accesului. Tubul de ventilaţie va fi prevăzut cu căciulă şi sită protectoare cu

ochiuri având latura de cel mult 2 mm. Dacă în camera de captare se degajă gaze, care prin

acumulare pot deveni periculoase, se prevăd instalaţii speciale de ventilaţie.

74

2. Descrieţi măsurile constructive de protecţie a captărilor prin puţuri forate.

Fig. 1. Captarea apei subterane prin puţ forat.

Coloana filtrantă va avea diametrul interior de minimum 150 mm şi va fi prevăzută

numai în dreptul părţii exploatate din stratul acvifer. Atunci când pompa trebuie amplasată în

dreptul coloanei filtrante, coloana nu va avea orificii în dreptul pompei pe o porţiune egală cu

lungimea pompei plus 1 m, reducându-se debitul pompat din puţ cu debitul aferent zonei

blindate. Pentru evitarea realizării contactului apă-aer în zona filtrului se va prevedea un spaţiu de

gardă de circa 1 m între nivelul hidrodinamic şi limita de la care încep fantele. Coloana filtrantă

trebuie să reziste împingerilor din strat.

Coloana de prelungire a filtrului trebuie petrecută pe cel puţin 3 m în coloana exterioară

superioară şi etanşată în mod corespunzător. Această măsură se aplică în cazul în care coloana

filtrantă este independentă de coloana definitivă.

Pentru menţinerea calităţii apei, trebuiesc luate măsuri de protecţie împotriva inundaţiilor

provocate de cursurile de apă învecinate, a stagnării apelor meteorice şi a infiltrării poluante de

orice natură în straturile acvifere.

Captările prin puţuri, utilizate pentru alimentarea cu apă sau ape minerale pentru cură

internă, vor fi date în funcţiune numai după o dezinfectare corespunzătoare a cabinei şi a

instalaţiilor hidraulice, cu avizul prealabil al organelor de resort.

Gura coloanei de foraj, cu utilajul aferent puţurilor forate, va fi adăpostită într-o încăpere

etanşă (cămin sau cabină).

Accesul în cămin sau cabină, trebuie să aibă o gardă de cel puţin 0,7 m deasupra terenului,

sau, în locuri inundabile, deasupra nivelului apelor mari ale viiturilor. De asemenea, se va ţine

seama de efectul valurilor. În jurul părţilor de construcţie care depăşesc nivelul terenului, în

locuri inundabile, trebuie prevăzută o umplutură de pământ cu taluzuri protejate.

Golul de acces în cămin sau cabină trebuie prevăzut cu capac sau uşă metalică, având o

încuietoare corespunzătoare.

75

Evacuarea apelor din interiorul cabinei sau căminului se va face cu mijloace adecvate,

fiind interzisă racordarea directă la reţelele de canalizare.

Aerisirea cabinei, căminului sau a puţurilor săpate se va face prin tuburi de aerisire

înălţate cu cel puţin 2 m deasupra nivelului de gardă al accesului. Sistemele constructive adoptate

nu trebuie să permită demontarea acestora din exterior şi nici pătrunderea substanţelor sau a

corpurilor străine în încăperea etanşă.

3. Descrieţi măsurile constructive de protecţie a captărilor prin puţuri săpate.

Fig. 1. Captarea apei subterane prin puţ săpat.

Diametrul interior al puţului săpat va fi de cel puţin 1,5 m. Pereţii puţului trebuie să fie

prevăzuţi cu goluri (barbacane) în care se montează piese speciale, astfel alcătuite încât să

împiedice antrenarea în puţ a materialului fin din strat, după deznisipare. Golurile vor fi

amplasate de la nivelul maxim al apei subterane şi până la 20...30 cm deasupra fundului puţului.

Acestea vor fi astfel dimensionate încât să asigure captarea întregului debit din strat, pe tot

perimetrul puţului, în mod uniform.

Atunci când există pericolul refulării stratului de sub talpa puţului se va prevedea un

radier de beton, amplasat cu cel puţin 1,5 m, sub patul stratului acvifer care se captează.

În interiorul puţului se amenajează platforme de acces şi manevrare, aşezate cu cel puţin

0,5 m deasupra nivelului maxim al apei din strat.

Pentru menţinerea calităţii apei, trebuiesc luate măsuri de protecţie împotriva inundaţiilor

provocate de cursurile de apă învecinate, a stagnării apelor meteorice şi a infiltrării poluante de

orice natură în straturile acvifere.

Amplasarea de captări în apropierea unor balastiere se va face pe baza studiilor de

specialitate.

Pentru împiedicarea infiltraţiei directe a apelor de suprafaţă prin pământul de umplutură

de la puţurile săpate se execută un guler de argilă cu cimentare, cu o grosime minimă de 50 cm şi

76

o lăţime de 2...3 m. Acest guler se realizează în săpătura de la exteriorul puţului, deasupra

nivelului iniţial al apei subterane.

Captările prin puţuri, utilizate pentru alimentarea cu apă sau ape minerale pentru cură

internă, vor fi date în funcţiune numai după o dezinfectare corespunzătoare a cabinei şi a

instalaţiilor hidraulice, cu avizul prealabil al organelor de resort.

Puţurile săpate, de regulă, se acoperă cu un planşeu etanş, prevăzut cu posibilităţi de

acces.

Accesul prin placa de la gura puţului, trebuie să aibă o gardă de cel puţin 0,7 m deasupra

terenului, sau, în locuri inundabile, deasupra nivelului apelor mari ale viiturilor. De asemenea, se

va ţine seama de efectul valurilor. în jurul părţilor de construcţie care depăşesc nivelul terenului,

în locuri inundabile, trebuie prevăzută o umplutură de pământ cu taluzuri protejate.

Golul de acces în puţ trebuie prevăzut cu capac sau uşă metalică, având o încuietoare

corespunzătoare.

4. Descrieţi măsurile constructive de protecţie a captărilor prin drenuri.

Fig. 1. Captarea apei subterane prin drenuri.

Fig. 2. Filtru invers în jurul tubului de dren. Fig. 3. Dren vizitabil.

Măsuri de protecţie a captărilor prin drenuri trebuiesc luate împotriva: inundaţiilor

produse de cursurile de apă învecinate; stagnării apelor meteorice; infiltrărilor poluante de orice

natură, în straturile acvifere.

Distanţa de la dren până la lucrările de protecţie trebuie să corespundă condiţiilor de

protecţie sanitară.

77

La circa 50 cm deasupra nivelului stratului de apă se execută, cu una sau două pante, o

saltea de argilă de circa 30 cm grosime. Rolul său este de a devia apele din precipitaţii ce tind să

se infiltreze spre dren direct prin zona de umplutură, care este mai permeabilă. Se continuă

umplutura peste saltea, se compactează şi se lasă cu bombament, pentru ca, la o eventuală tasare

în timp, să nu rămână un şanţ superficial în care să băltească apa.

Materialele folosite la construcţiile şi instalaţiile captării trebuie alese cu grijă astfel încât

să nu schimbe calitatea apei captate şi să fie rezistente la eventuala agresivitate a acesteia (CO2,

pH, H2S, ferobacterii, mangano-bacterii etc.).

Căminele de vizitare şi camerele de colectare se acoperă cu o placă de beton armat,

mplasată la cel puţin 0,7 m deasupra terenului sau, în cazul locurilor inundabile, deasupra

nivelului apelor mari.

La drenurile vizitabile (fig. 3), cu înălţimea interioară peste 2 m, în cazul captărilor de

apă potabilă, lângă sau deasupra cunetelor de scurgere a apei captate, se recomandă prevederea

unei banchete sau pasarele de circulaţie. Spaţiul de la pasarelă până la bolta drenului trebuie să fie

de cel puţin 1,7 m (în cazuri speciale se acceptă 1,5 m). Bancheta trebuie să fie situată la cel puţin

0,3 m deasupra nivelului de scurgere a apei din cunetă şi să aibă reborduri pentru evitarea

impurificării apei captate. În jurul părţilor de construcţie care depăşesc nivelul terenului şi sunt amplasate în zone inundabile, se prevede o umplutură de pământ cu taluzuri protejate. La captările importante se prevăd profile (cu minimum 3 foraje de observaţie fiecare, dintre care două în amonte şi unul în aval), amplasate transversal pe frontul de captare, astfel ca să se poată observa şi înregistra variaţia în timp a nivelului apei din stratul captat. Distanţa între profile trebuie să fie de minimum 200...500 m, stabilită în funcţie de caracteristicile stratului acvifer.

5. Calculul dimensiunilor zonei de protecţie sanitară cu regim sever şi a celei cu regim de restricţie în cazul unui singur puţ.

Distanţa de protecţie sanitară în cazul unui singur puţ se obţine din relaţia de continuitate

considerând că puţul este exploatat la capacitatea maximă o perioadă de 20 zile (perimetru de

regim sever), respectiv 70 zile (perimetru de restricţie).

În funcţie de tipul acviferului care se exploatează, relaţia de calcul a distanţei de protecţie

sanitară are expresia:

- puţ în strat acvifer sub presiune alimentat din toate părţile:

Dq T

p m1

max

(1)

- puţ în strat acvifer cu nivel liber:

Dq T

p Hs1

2

max

(2)

în care: D1 reprezintă distanţa de protecţie sanitară, în m; qmax - debitul de apă maxim pompat din

puţ, în m3/zi; T - durata de pompare cu debit maxim, în zile (T=20 zile pentru perimetru de regim

sever şi T=70 zile pentru perimetru de restricţie); p - porozitatea stratului acvifer, adimensională;

m - grosimea stratului acvifer sub presiune, în m; H - grosimea stratului de apă din acviferul cu

nivel liber, în m; s - denivelarea apei în puţ în timpul pompării, în m.

78

Dacă distanţele Dam, Dav şi Dlat au valori mari iar terenul pe care este amplasată captarea

este cu productivitate agricolă mare nu se poate scoate din circuit toată suprafaţa. în acest caz

distanţele se reduc la minimum de 20 m aval şi 50 m amonte şi lateral. Dezavantajul reducerii

distanţelor de protecţie la aceste dimensiuni îl constituie imposibilitatea garantării

caracteristicilor bacteriologice favorabile pentru apa captată. Din acest motiv este obligatoriu a se

efectua dezinfecţia artificială (cu clor) a apei captate.

În cazul puţurilor de adâncime, dacă grosimea stratului de roci de deasupra stratului de

apă este mare (40...50 m) nu este necesară prevederea unui perimetru de regim sever decât din

motive constructive şi acesta are dimensiuni minime de 10...20 m.

6. Prevenirea poluării apelor subterane în zona rezervoarelor.

Pentru înmagazinarea diferitelor lichide poluante: ţiţei, benzină, acizi etc. se folosesc

rezervoare de tip suprateran sau subteran.

Rezervoarele de tip suprateran sunt de obicei metalice şi au volume mult mai mari ca cele

subterane.

La verificările hidraulice o deosebită atenţie trebuie dată punctelor de îmbinare între

rezervor şi diferitele conducte.

Radierul rezervoarelor trebuie executat cu grijă pentru că este mai greu de controlat şi

reparat în caz de defecţiune. Tasările neuniforme ale terenului pot provoca fisuri în radierul

rezervoarelor prin care produsele stocate se pot infiltra în pânza freatică, poluând-o. În unele

cazuri rezervoarele se execută cu fund dublu, vizitabil, pentru a putea fi controlate, vizitate cât

mai des în vederea efectuării la nevoie a reparaţiilor necesare.

Executarea zidurilor de protecţie la exteriorul rezervoarelor supraterane protejează

rezervorul contra acţiunilor mecanice, iar pe de altă parte pot reţine eventualele pierderi. Zidurile

de protecţie sunt executate din beton sau cărămidă şi sunt prevăzute la exterior cu un strat izolator

impermeabil.

Rezervoarele supraterane, de cele mai multe ori, sunt înconjurate de platforme din beton,

astfel încât, în cazul pierderilor oricât de mici prin pe-reţi, acestea pot fi identificate.

Coroziunea internă şi externă este cauza principală a pierderilor din rezervoarele metalice

subterane, folosite în industrie sau ca rezervoare de păcură pentru locuinţe.

Contra coroziunii externe se aplică un strat de mastic bituminos. O soluţie modernă de

protecţie constă în pulverizarea de material plastic, ranforsat cu lână de sticlă, în grosime de 2

mm.

Lichidele acide, produsele petroliere care conţin apă sărată etc., provoacă coroziunea

internă a rezervoarelor. Din acest motiv apa sărată conţinută în produsele petroliere trebuie

îndepărtată în prealabil, iar dacă operaţia este dificilă se folosesc cuve cu pereţi dubli sau izolaţi

la interior cu un strat de material plastic.

Rezervoarele de beton armat îngropate sau semiîngropate sunt folosite mai rar. Protecţia

interioară a lor se face cu o îmbrăcăminte metalică (tolă de oţel de 2,5 mm), formând o cuvă

izolată neportantă. Protecţia îmbrăcăminţii metalice este asigurată prin: îmbrăcăminţi anorganice

pe bază de aliaje de magneziu-aluminiu,

aplicat în plăci, îmbrăcăminţi anorganice pe bază de ciment, suprafaţa fiind tratată cu o soluţie de

magneziu-fluor-siliciu, îmbrăcăminţi din material plastic insolubil chimic.

Amplasarea rezervoarelor şi a conductelor metalice sau din beton armat, în terenuri acide,

impune luarea unor măsuri speciale de protecţie împotriva coroziunii. Pentru efectuarea protecţiei

79

catodice se vor prevedea dispozitive de drenare a curenţilor vagabonzi, staţii catodice şi

protectorii electrolitici.

Cele mai utilizate materiale de protecţie sunt: cauciucul, bitumul, polimerii (sub forma

unui film).

Împotriva coroziunii atmosferice, rezervoarele metalice se pot proteja cu vopsea de

aluminiu, materiale plastice şi silicaţi, vopsele epoxidice, care s-au dovedit eficace şi la interior,

în numeroase situaţii.

7. Prevenirea poluării apelor subterane în zona canalelor sau conductelor de transport.

Impermeabilizarea radierului şi a taluzelor canalelor previne infiltrarea în subteran a

poluanţilor conţinuţi în apele uzate transportate. Geomembranele şi masticurile sunt cele mai

uzuale produse pentru realizarea lucrărilor de impermeabilizare. Utilizarea unor tuburi de bună

calitate şi etanşeizarea îmbinării acestora sunt măsuri prin care se pot evita pierderile de ape

uzate.

Pierderile de produse prin conducte se datoresc cel mai adesea: defectelor la ţevi, viciilor

de construcţie, coroziunii, accidentelor.

Controlul atent al beneficiarului poate evita utilizarea în execuţie a unor conducte cu vicii

de construcţie. Spre deosebire de conductele pentru transportul apei, la care pierderile prin

neetanşeitate ajung chiar până la 10 , la conductele pentru transportul ţiţeiului pierderile

trebuie să fie zero.

Prezenţa apei în produsele transportate prin conductele metalice, poate determina

coroziunea interioară. Accidente pot apărea şi ca urmare a coroziunii exterioare, datoriă

executării necorespunzătoare a izolaţiei şi potecţiei catodice.

Procedeele de protecţie, împotriva coroziunii interioare a conductelor, constau în

aplicarea unor pelicule de răşini fenolice, răşini epoxidice, sau acoperiri prin pulberi de polimeri.

Protecţia exterioară a conductelor se poate realiza prin aplicarea unei soluţii de bitum dizolvat în

produse petroliere, smoală de cărbune filerizată şi plastifiată corespunzător, folii de polietilenă

aditivată cu negru de fum.

Protecţia catodică a conductelor se realizează prin aplicarea unui potenţial negativ.

Curentul necesar pentru realizarea potenţialului negativ poate fi aplicat de la o sursă exterioară

(redresor, generator, acumulator) sau prin crearea unei pile electrochimice cu ajutorul unui metal

mai electronegativ decât fierul, cum este zincul, magneziul, aluminiul sau aliajele acestora.

Schema de montaj a unor anozi activi este prezentată în figura 1,a. La conducta ce trebuie

protejată (1) este sudat un conductor (2) care porneşte de la un anod de zinc (3). în jurul anodului

de zinc se găseşte un amestec (4) de bentonită şi sare pentru mărirea conductibilităţii. Uneori se

preferă un

80

Fig. 1. Montarea anozilor de protecţie:

1 - conductă; 2 - conductor; 3 - anod de zinc; 4 - amestec de bentonită şi sare; 5 - stâlp de beton.

alt mod de montare, ca cel prezentat în figura 1,b conductorii (2) sunt scoşi deasupra solului şi

protejaţi printr-un stâlp de beton (5).

După execuţie, conductele se încearcă la proba hidrostatică, pentru a se verifica

etanşeitatea şi rezistenţa. Se recomandă încercarea la presiuni care conduc la solicitări duse până

la 95 din limita elastică minimă a materialului tubului, sau cel puţin 1,2-1,3 ori presiunea

maximă de serviciu a conductei. Presiunea de încercare este menţinută timp de 6-24 ore.

8. Enumeraţi obiectivele ce necesită instituirea de zone de protecţie sanitară.

Sunt supuse prevederilor Normelor speciale privind caracterul şi mărimea zonelor de

protecţie sanitară şi hidrogeologică, următoarele obiective:

a) sursele de ape subterane sau de suprafaţă, precum şi captările aferente acestora folosite pentru alimentarea centralizată cu apă potabilă a populaţiei, a agenţilor economici din industria alimentară şi farmaceutică, a unităţilor sanitare şi social-culturale, construcţiile şi instalaţiile componente ale sistemelor pentru alimentare cu apă potabilă;

b) zăcămintele de ape minerale şi captările aferente acestora utilizate pentru cura internă sau pentru îmbuteliere, instalaţiile de îmbuteliere şi instalaţiile de exploatare a nămolurilor terapeutice;

c) lacurile şi nămolurile terapeutice; d) captările de ape subterane sau de suprafaţă folosite pentru îmbutelierea apei potabile,

alta decât apa minerală naturală.

9. Enumeraţi factorii locali, naturali şi antropici de care se ţine seama la dimensionarea zonelor de ptotecţie sanitară.

În vederea evitării oricărei posibilităţi de impurificare a apei, dimensionarea zonelor de

protecţie se va face luându-se în considerare toţi factorii locali, naturali şi antropici, care pot

interveni în impurificarea apei, şi anume:

a) caracteristicile geomorfologice, geotectonice şi geotehnice ale zonei; b) structura şi parametrii hidrogeologici ai stratelor situate deasupra acviferului captat; c) structura şi parametrii hidrogeologici ai acviferului captat; d) calitatea apelor de suprafaţă, în cazurile când acestea sunt în legătură hidraulică cu

acviferul captat; e) regimul de exploatare a captărilor; f) sursele punctuale şi difuze de poluare existente; g) alte aspecte constatate în teren.

10. Descrieţi zonele de protecţie sanitară a captărilor de apă subterană.

Apa din precipitaţii încărcată cu substanţe poluante se infiltrează în sol unde începe un

proces natural de autoepurare. Datorită acestui proces se consideră că apa impurificată cu

81

substanţe chimice sau organice biodegradabile după ce s-a scurs timp de 20 zile printr-un strat

poros curat, devine potabilă. Suprafaţa de teren aferentă parcursului de 20 zile în subteran trebuie

păstrată curată din punct de vedere sanitar şi apărată împotriva oricăror impurificări accidentale.

Această suprafaţă, denumită perimetru de regim sever, se împrejmuieşte, se înierbează şi nu se

folosesc nici un fel de îngrăşăminte sau ierbicide şi insecticide pentru întreţinere. Accesul în

perimetrul de regim sever se face numai cu autorizaţia beneficiarului. Conform normativului în

vigoare, amonte de captare, distanţa nu va fi mai mică de 50 m, iar aval de 20 m. În jurul

perimetrului de regim sever se marchează prin borne o zonă, aleasă astfel încât apa să parcurgă în

subteran distanţa de la locul de infiltrare până la captare în minimum 70 de zile. În această zonă,

denumită perimetru de restricţie; amplasarea oricăror construcţii se face numai cu avizul

organelor sanitare. Dacă terenul are folosinţă agricolă, utilizarea îngrăşămintelor se va face cu

precauţie, interzicându-se îngrăşămintele care se degradează lent sau care formează compuşi

dăunători organismului.

Bibliografie

1. Protecţia resurselor de apă – Notiţe curs Conf.dr.ing. Adrian Carabeţ 2. Protecţia resurselor de apă subterană – Adrian Carabeţ, Editura Mirton, Timişoara 1999 3. Procese poluante în apele de suprafaţă şi subterane – Adrian Carabeţ, Editura Mirton,

Timişoara 2001 4. Construcţii şi instalaţii hidroedilitare – M. Giurconiu, I. Mirel, A. Carabeţ, D. Chivereanu,

C. Florescu, C. Staniloiu, Editura de Vest, Timişoara 2002 5. **** – HOTARÂRE nr. 930 din 11 august 2005 pentru aprobarea Normelor speciale

privind caracterul şi mărimea zonelor de protecţie sanitară şi hidrogeologică

Documents

Răspunsuri licență specializarea ISPM