Constructii Metalice Final

7/31/2019 Constructii Metalice Final

1/69

CONSTRUC II METALICE N

FORM DE HALE

I. Formele halelor metalice

industriale

1. Aspecte generalePrin hal se n elege o construc ie care acoper i nchide o

suprafa mare de teren; halele au un singur nivel, putnd avea pe anumite zone subsoluri i platforme la diferite niveluri. Spa iul interior al halei este nchis la partea superioar cu un acoperi avnd diferite amenaj ri pentru iluminat natural i aerisire, n unele cazuri sub acoperi putnd fi executat un plafon; lateral,

spa iul este nchis cu pere i prev zu i cu goluri pentru circula ie, ferestre i goluri pentru intrarea aerului necesar aerisirii. Spa iul interior poate fi eventual compartimentat prin pere i, construi i pe diferite n l imi.

Construc iile halelor au utiliz ri foarte variate, n industrie fiind folosite ndeosebi n sectoarele de produc ie; se folosesc de asemenea n sectoarele cu depozite i n diferite sectoareauxiliare. Construc ii in form de hale se folo sesc i n alicdomenii: sport, comer , transporturi etc.

Forma i alc tuire;) halelor metalice industriale sunt

subordonate unor condi ii, ntre care satisfacerea proceselor de fabrica ie i a regimului de exploatare; ca urmare, sunt influen ate n mare m sur de rolul lor func io nal.

Forma i alc tuirea halelor metalice industriale sunt diferite de la o industrie la alta i, n cadrul aceleiai industrii, de la unsector Ia altul, dup func ia pe care o au de ndeplinit n procesul de produc ie. Deosebit de aces tea halele trebuie s contribuie la


2/69

asigurarea unor condi ii speciale cerute de diferite tehnologii: temperatur i umiditate ntre anumite limite, ilumi nare etc. ; nalte cazuri, procesele tehnologice sunt nso ite de degaj ri mari de substan e nocive, care trebuie s fie eliminate din hal n anumite moduri. Alc tuirea halei va fi influen at de aceste

cerin e.O influen deosebit asupra formei i solu iei constructive a

halelor o au i mijloacele de ridicare i transport folosite nprocesul de produc ie. n func ie de sistemele folosite, de m rimea i aezarea acestora.Halele fac parte din diferite complexe industriale ; au ca urmareunele leg turi func ionale cu obiectele vecine. In unele ansambluri industriale diferite procese de fabrica ie se aaz n hale separate ; multe procese tehnologice se grupeaz n aceeai hal forma unei hale monobloc. Rezolv rile constructive ale vor

fi influen ate de aceste situa ii. Multiplele condi ion ri la care trebuie s r spund constructiei metalice ale halelor industriale au f cut ca n ultimul timp s apara sisteme structive specifice diferitelor categorii de industriisau duc ie pe care Ie ad postesc .

2.Alcatuirea planului unei haleindustriale:

a. Consideratii de ordin constructiveHalele metalice industriale au u plan o form dreptunghiular sau o form rezultat din al turarea ma i multor dreptunghiuri(fig. 1). Dimensiunile folosite pentru elementele planului halelorsunt modulate. La multe hale se ajunge ast zi la lungimi i l imi foarte mari ; se impune n asemenea situa ii ca l imea halei s fie mp r ita n mai multe deschideri. Forma i dimensiunile n plan, num rul i dimensiunile deschiderilor i traveelor, precum i alte elemente carecaracterizeaz solu ia construc tiv sunt determinate n mare

m sur de condi iile tehnologice, la care se adaug condi ii cerute de natura terenului, de prevederile dedezvoltare n viitor a produc iei i a extinderii halei; un rol important naceast rezol vare o au i condi iile economice.


3/69

n final, planul halei este mpar it n deschideri i travee, rezultnd o re ea de stlpi ,aeza i pe laturile i interiorul halei stlpii snt aeza ila intersec ia unor axe modulare, cnd rezult o re ea de stlpi regulat sau se aaz stlpi numai la unele intersec ii, distan ele ntre stlpi putnd fii neegale sau egale pe toate irurile

longitudinale.Valoarea modulului folosit pentrure eaua modular n cazul halelor industriale se ia, de preferin , 6 m; distan ele ntre axele struc turilortransversale se iau de 6 m sau multipludz 6 m, iar distan ele ntre axele irurilor longitudinale multiplu de 6 m, rezultnd-deschideri de 12, 18, 24 m i mai mult.Stlpii se aaz , n cele mai multe cazuri,

la fiecare intersec ie a axelor transversale cu cele lonigitudinale; suntdesitua iile cnd nu se aaz stlpiila fiecare intersec ie a axelor modulare,ndeosebi pe irurile interioare i ca urmare,rezult unele structuri transversale cu stlpi lips , fa de cele care au stlpi la toate intersec iile. Distan ele longitudinale ntre stlpi pot s nu fie aceleai pe toate irurile longitudi-nale (fig.2).Cadrele transversale cu stlpi lips au o rigiditate mai mic dect cele cu stlpi la toateintcrsec iile axelor modulare.

b.Influen e datorate procesului tehnologicM rimea deschiderilor i a traveelor este influen at n mare m sur de procesele tehnologice care au loc n hal . Deschiderile trebuie s ng duie aezarea utilajelor conform fluxului tehnologic; la alegerea m rimii deschi derilor se ine seama de gabaritele diferitelor agregate sau instala ii, de ordi nea n care sesucced; unele agregate se aaz chiar pe linia irurilor longi-tudinale de stlpi, ceea ce impune m rimea traveei pe acele iruri. Sunt cazuri cnd fluxurile tehnologice trec dintr-o

deschidere n alta n anumite locuri, ceea ce poate cere o traveemai mare, diferit de traveele obinuite de pe un ir longitudinal de stlpi.n multehale industriale sunt numeroase instala ii subterane, aezate n canale sau camere sub nivelul pardoselii. Pozi iile stlpilor trebuie coordonate cu aceste obiecte i cu fund rile agregatelor; aceasta impune anumite distan e ntre irurile de


4/69

stlpi longitudinali, diferite de la un ir la alul sau pe acelai ir peanumite zone. De regul , se urm rete ca distan ele longitudinale sa fie totui multiplu al unui modul unic.

Pentru a se asigura halci rigiditatea transversal necesar , este recomandabil ca la oarecare distan e, dou la trei travee, sa

existe stlpi la toate intersec iile axelor modulare.Sunt unele industrii n care procesele de fabrica ie se modifica din cnd n cnd i ca urmare utilajele se aaz dup alte fluxuri, se scot unele utilaje, se instaleaz altele, ceea ce ar putea impune unele modific ri locale n alc tuirea construc iei metalice a halei. Se evit aceast situa ie dac n asemenea cazuri se ine seama de la nceput de natura elastic a proce selor tehnologice. Halelecare pot satisface asemenea cerin e au n general re ele de stlpi rari i mijloacele de ridicare i transport au c ile de rulare sus inute de arpanta acoperiului halei. Asemenea hale care

permit desfurarea unor procese tehnologice variate sntcunoscute sub numele de hale universale.

b. Influen a naturii terenului

Asupra modului dc rezolvare a re elei de stlpi a unei hale metalice industriale o influen uneori apreciabil o au i solu iile de fundare care-pot fi acceptate n func ie de natura terenului, de adncimca la care se poate funda, de costul funda iilor i altele.

In unele situa ii, stratul de teren pe care se pot aeza

funda iile este Ia o adncime suficient de mic ; funda iile stilpilor se pot deci executa uor si nu sc pun probleme deosebite Iaalegerea re elei de stlpi. ntr-o aceeai situa ie, sub nivelul la care se fundeaz poate exista un strat de p mnt cu o grosime oarecare care poate suporta bine presiunile transmise de funda-ii, iar sub acest strat pot fi alte straturi de p mnt care nu pot

suporta presiuni, mari. In asemenea situa ii, ndeosebi in cazul construc iilor care nu sunt prea grele, este preferabil ca stlpii s fie aeza i Ia distan e mici, astfel eu presiunile ce se repartizeaz pe straturile de p mnt slabe s poate fi supor tate de acestea,

f r l s ri neacceptabile. In situa iile in care sub nivelul pardoselii halei se g sesc diferite lucr ri subterane, canale de fum, de conducte, funda ii de utilaje dezvoltate etc, pozi iile stilpilor snt influen ate de aceste lucr ri subterane ; n aceste situa ii se adopt o re ea general cu stlpi rari sau, n unele zone, distan ele intre stlpi sc m resc.


5/69

n cazul unor terenuri a c ror stratifica ie conduce la o fundare laadancimi mari, din cauza dificult ilor i costului ridicat al acestor lucr ri, este indicat o re ea de stlpi rar . Cu ocazia alegerii re elei dc stlpi pentru o hal metalic industrial , este necesar ca proiectarea s analizeze i condi iile

cerute de realizarea funda iilor i s in seama de aspectele tehnice i de cele economice.

3. Forma halelor metalice n sec iunetransversal i longitudinal

a.Considera ii tehnologice

Forma i dimensiunile sec iunilor transversale i longitudinale depind n mare m sur de tehnologia dup care se desf oar procesul de produc ie n hala respectiv .

In principiu, forma n sec iunea transversal este impus dc gabaritele utilajelor care snt montate n hala, n aceste gabaritefiind incluse i mijloacele de ridicare i transport. In sens

longitudinal, hala poate avea por iuni cu n l imi diferite, dup cum rezult necesar din procesul tehnologic.Utilajele i instala iile montate n hal au n jurul lor spa ii

pentru acces n vederea ntre inerii i repara iilor periodice, care sunt incluse in gabaritele acestora. Pentru podurile rulante iorice alte instala ii mobilegabaritele de circula ie se asigur cu respectarea unor distan e de siguran fa de p r ile fixe ale construc iei halci. Cnd se transporta obiecte cu podurile rulante, ntre acestea i diverseutilaje montate n hal se asigur spa iul necesar de trecere att

in sens transversal, ct i longitudinal.Existen a unor poduri rulante, ale c ror c i de rulare sunt sus inute de sllpii halei, impune anumite forme sec iunii transversale; unele m suri sunt cerute i de mijloacele deridicare i transport sus inute de fennele halei.


6/69

Forma halelor n eleva ie variaz i n func ie de sistemele folosite pentru iluminarea natural i pentru aerisirea halei sau a unor por iuni din hal . Un alt element care determin forma transversal a halelor este modul n care este rezolvat scurgerea apelor de pe acoperi.

b. Elemente de ordin constructiv

Halele cu o deschidere sau cu dou la trei deschideri pot avea n sens transversal forme simple, scurgerea apelor r cindu-se lateral; cnd hala are dou sau trei deschideri scurgerea apelor se poate face lateral dac l i mea halei nu este prea marc,60 pn la maximum 120 m (fig.3).

Condi iile tehnologice pot impune o varia ie a n l imii n diferite deschideri; un exemplu este dat n fig. 4, cnd scurgereaapelor se poate face de asemenea lateral.

n alte cazuri, la halele cu l imi mari, varia ia n l imii n sens transversal este necesar s se fac pe anumite zone, p strndu-se aceeai n l ime pe mai multe deschideri (fig.5); n asemenea situa ii, scurgerea apelor de pe acoperi este necesar s fie facut i prin interiorul halei, burlanele de scurgere fiind legate la canale prev zute sub pardoseala halei; cnd nu se pot executa asemenea canale, scurgerea apelor se face prin tuburimetalice aezate sub doliile acoperiului, care conduc apa nexteriorul halei sau n locuri unde se poate face leg tura la canale. Halele pot avea varia ii de n l ime i n sens longitudinal

(fig. 6).


7/69

Fig.7 Hale cu nal ime constant : a-nal ime constant b-eduri

O solu ie foarte desadoptat ast zi n diferite cazuri este aceea a halelor cu n l ime constant pe oal l imea halei (fig. 7) i care necesit de asemenea ca scurgerea apelor s se fac la interior; n cazul acoperiurilor cu eduri din fig.7, 6, scurgerea apelor se poateface uneori i pe la capetele edurilor. Halele cu n l ime constant sunt indicate acolo unde trans portul se face pemonoine sus inute de arpanta acoperiului, aceste sis teme detransport putnd trece dintr-o deschidere n alta.n multe cazuri la halele cu mai multe deschideri pot rezultan l imi diferite de la o deschidere la alta, ceea ce conduce la o solu ie constructiv mai complicat . Asemenea solu ii pot fi evitate sau mbun t ite, tehno logii putnd deseori g si i adopta solu ii care nu impun varia ii de n l ime sup r toare. Cnd diferen ele de n l ime n dou deschideri al turate sunt mici, se iau n l imi egale, fiind mai avantajos din punct de vedere constructiv, n cazul unor diferen e mari se p streaz denivel rile, urm rindu-se s se evite ns o varia ie prea mare a acoperiului, eliminndu-se diferen ele mici. Hale cu acoperiuri la diferite niveluri se fac totui acolo unde aceast situa ie este impus de procesul de produc ie. Unele exemple snt ar tate n fig. 5 i 8.

4. M suri constructive pentru limitarea efectelor unor ac iuni

a. Analiza efectelor unor ac iuni defavorabile


8/69

n multe situa ii halele ajung la suprafe e mari din aceastcauza, unele ac iuni au efecte defavorabile asupra clementelor construc iei i asu-pra comport rii acestora.

Varia iile de temperaturii la care sunt supuse elementele longitudinale ale construc iei produc alungiri sau scurt ri; aceste deforma ii sunt par ial mpiedicale de alte clemente ale construc iei: stlpi i contravntuiri verticale pe irurile de stlpi care se opun deforma iilor i deci se ncarc cu unele eforturi; n sens transversal varia iile de temperatur pot de ase meneaproduce solicit ri importante. n structura de rezisten .

Un element de construc ie avnd lungimea l (fig.9) datorit varia iei de temperatura se alungete sau se scurteaz cu :

kltl /=

n care:

=5

102.1

este coeficientul de dilatare liniar al o elului; k-un coeficient care se poate lua egal cu 1,20 pn la 1.50 i care ine seama c elementul de construc ie nu este complet liber; o parte din varia ia de lun gime este consumat de jocul mbin rilor cu uru buri i de unele deforma ii plastice.

Deforma ia l nu poate fi prea mare, deoarece ar provocasolicit ri prea mari n stlpii dinspre extremit i i n contravnlurile verticale de pe irurile de stlpi. Pentru a se evitaaceast situa ie, construc ia se separ n tronsoane cu o lungime acceptabil .La o construc ie cu forma u plan din fig. 10, dac por iunea 1n-ar fi separat de por iunile 2 solicit rile din varia ii de temperatur ar fi toarte defavorabile.


9/69

n sens transversal varia iile de temperatur produc solicit ri de care se ine seama la dimensionarea cadrelor.

Cnd latimea halei esteprea mare marimea cadruluitransversal poate fi solicitant,astfel c este necesar i n acest caz s se fac separ ri.

Construc iile aezate pe terenuri virante, cu posibilit i de tasare diferit de la o zi la

alta , se separ l snd posibilita i de tasare liber diferitelor p r i de construc ie.

Asemenea m suri se iau n cazul unor construc ii cu alc tuiri si nal imi diferite (fig 11) .

b.Rezolv ri constructive

Limitarea suprafe ei halei se face prin rosturi de dilatare care potfi dispuse transversal sau longitudinal( fig 12.).


10/69

La rosturi se ntrerup loate elementele halei, grinzi,contravntuiri, elemente de nchidere,rezultnd o separarecomplet intre cele dou p r i vecine; disianta ntre stlpi se ia de la 1,00 la 2,0 m (fig.13). La rosturile de tasare este necesar seexamineze dac funda iile stlpilor vecini se fac comune sau

separat. Separarea funda iilor este indicat s se fac cnd sistemele de fundare sunt diferite pe cele dou zone vecine.

Halele foarte late pot fi separate n sens longitudinal prinintroducerea unei deschideri acoperite cu un lumin tor aezat pe


11/69

capetele unor console ale cadrelor vecine ; lumin torul are o structur cu rigiditate mic , asigurnd suficient libertate de micare p r ilor vecine (fig.14).

Distan a ntre dou rosturi sau de la un rost Ia cap tul halei

se ia n func ie ele o serie de elemente, astfel: la halele nc lzite iarna, distan a ntre rosturi poate ajunge la 200 pn la 250 m. iar la cele nenc lzite poate co bor la 150 m ; construc iile metalice situate n aer liber au distan e ntre rosturi mai mici,putnd cobor sub 100 m. O influen asupra distan ei ntre rosturi o are i modul cum sunt alc tuite i prinse de arpanta metalic ele mentele de nchidere. Acestea nu trebuie smpiedice deformarea liber a halei ntre dou rosturi sau mic rile halei nu trebuie s deterioreze ele mentele denchidere.


12/69

II. Constructia metalica ahalei si elementele ce ocompun

1. C o n s i d e r a t i i g e n e r a l e


13/69

Alc tui rea construc iei metalice a unei hale industrialeeste complex adesea cu un pronun at. caracter spa ial.Ansamblul scheletului metalic poate prezena forme ia lc tui ri mul t d ifer ite de la unele hale la a ltele. Sunt hale care au numai rolul de a 'inchide un spaiu n care

se desf oar o activitate de produc ie oarecare sauunde se p streaz mater ia le , produse ; a ltele, pe lng aceast func iune, au de suportat insla lati i, uti la je,mij loace de ridicare i t ransport , care dau n mul tecazuri nc rc ri mari asupra structurii de rezistent a halei i i impun forme deosebite, caracteristice acesteisituai i . Construc i i le halelor metalice pentru diferiteramuri ale industriilor se deosebesc ntre ele prin modulde alc tuire al slructurii de rez istent . al ntregului ansamblu . Hale le oel riilor (La capacitate mare,

prev zute cu cuptoare cu gabar ite mari i cu podur irulante foarte grele, sunt construc i i detip foarte greu.Alte hale destinate industriei uoare au poduri rulantemici sau sunt prev zute cu mijloace de ridicare itransport suspendale de arpant acoper i ului ; acesteasunt hale meta lice de tip uor. Varia ii n form ialc tuirea halelor metaliee ap r i datorit naturii fabricaie i care se desf oar n hale, c de exemplu turn torii, mecanic u oar , texti le , confec i i etc. Suntforme de hale metal ice care se pot folosi n domenii

diferite, cu unele adapt ri i care de regul snt tipizate.

2. Elementele componente aleconstructiilor halelor metalice

a. Hale fara mijloace de ridicare si transport

Exist hale industriale unde transporturi le n interiorul halei se fac prin mijloace de. transport la nivelulpardoseli i cu ajutorul a diferite tipuri de c rucioare.n alte cazuri, transportul se face pe benzi, pe c i cu role, montate la nivelul pardoselii sau ceva mai sus. n halelede produc ie unde materia prima folosit i produselerezultate sunt n form l ichid , transporturi le se fac prin instala ii cu tuburi. Transporturile la nivelul solului se


14/69

fac n multe cazuri i n magazii sau depozite nchise.Asemenea hale snt craracterizate prin l ips mijloacelor de ridicare i transport susinute de elementeleconstructiei halei.

Elementele care intr n alc tuirea unor asemenea hale sunt : Structur de rezistent a halei , care n general, estedispus transversal. La o astfel de hal , structur de rezistenta susine acoperiul halei i pereii i suport ac iunile date dez pada, vnt, varia ii de teniperatura. Structur de rezistent se compune din stlpi i ferme sau grinzi, care sunt legale cu stlpiiastfel nct formeaz cadr e transversale halei (fig.l).n mod schematizat, structur transversal astfel alc tuit este redus la o form plan ; comportarea real a structurii astfel simplificat esle asigurat prin leg turile pe care le are cu restul ansamblului construciei metalice.arpant acoperisutui halei susine elementele nvelitorii i

suport ac iunile pe care nvelitoarea le primete.arpant acoperi ului unei hale metalice este. n general,

alc tuit din pane; cnd structurile transversale de rezistent sunt la dislanta mare se ntroduc ntre acestea alte elementetransversale de susinere a panelor. care la rndul lor reazempe grinzi dispuse longitudinal (fig. 2). arpant metalic a halei poate s nu fie prev zut cu pane, n acest caz elementele ce alc t uiesc nvelitoarea au forme i alc tuiri care permit c acestea s rezerne direct pe cadrele transversale principale sau pe elemenlele de sustinere transversale intermediare.arpant acoperi ului poate avea forme i alc tuiri variate dup

modul cum este conceput acoperiul, dup sistemul de iluminare i aerisire etc.


15/69

Lumin toarele i elementele de aerisire i ventilaie suntsusinute de arpant acoperisului.Contravntuiri, careau forme i functiunibine precizate,

iudeplinind un rol important n ansamblul constructiei unei halemetalice. Contravntuiri se prev d la construc ia arpantei

acoperisului. a lumin toarelor pe irurile longitudinale


16/69

de stlpi, n arpant pere i lor. Rolul principal alcontravntuiri lor este acela de a primi foreletransversale structuri i de rezistent i de a letransmite pe l inia stlpilor longitudinali ; un alt rolimportant a l contravntuiri lor este de a cre p uncte

fixe pentru unele elemente ale structuri i de rezistent . n general se prev d conlravantuiri orizotlale transversale i contraantuiri i longitudinaleale narpant acoper i ului (f ig.3) i a lumin toare lo r icontravntuiri verticale pe iruri le de st lpi (f ig.4).Unele din aceste contravntuiri pot l ipsi dac rolul lor este asigurat de alte elemente ale construc iei, cum arfi acoperiur il e n f orm de a ib , st lpi care ar fi dimensiona i s suporte i ac iunile dezvoltate n senslongitudinal halei. arpant pere i lor are rolul s

sus in elementele de nchidere laterale ale halelor ; se alc tuie te o arpant pentru pere i dac ace tia suntaeza i la oarecare distan de stlpii structuri i de rezistent , pentru frontoanele halei i n diferite altesitua i i . Funda i i le stlpilor halelor sunt elemente caretrebuie considerate c fac parte din ansamblul construc iei halei . Structur metal ic i funda i i le haleise influeneaz reciproc.


17/69

b. Hale cu mijloace de ridicare si transport

La aceste hale metalice iudustriale se ntlnesc acelea ielemente c i la construeti ile halelor metalice f r mij loace de ridicare i transport n general maidezvoltate i cu unele elemente n plus, impuse deexistena mijloacelor de ridicare i transport.n cazulcnd n ha l sun t poduri ru lan te ca re ci rcul pe c i montate pe grinzi sus inute de stlpii halei, sti lpi i auforme corespunz toare acestei si tua i i ; n plus, n

general au grinzi orizontale de frnare, care potndeplini i rolul de contravntuiri longitudinale lanivelul caii grinzi i de rulare. Dac mij loacele de ridicare i transport ci rcul pe grinzi suspendate de arpantacoperiului, apare necesitatea prevederii unorcontravntuir i care s t ransmit ac iunile provenite dela mijloacele de ridicare i transport la contravntuiri legenerale ale halei , la stlpi etc. Cnd exist poduri rulante i macarale n console, care c ircul pe grinzi sus inute de stlpi, sub grinzile cailor de rulare se

prev d portale de frnare, care iau for ele de frnarelongitudinale i le transmit la funda i i . n general,contravntuiri le sunt mai dezvoltate dect la halelef r mij loace de ridicare i transport i sun t a lc tuite iaezate n func ie de valoarea ac iunilor produse defunc ionarea podurilor rulante i de regimul de lucru alacestora. Platforme i sc r i de acces la grinzi le cai lor podurilor rulante sau la diferite instala i i care suntsus inute de construc ia halei ; unele din acestea potavea i alte roluri, cum ar fi participarea la rigidizarea

halei i la asigurarea conlucr r i i spa iale.

c. Elemente care asigura conlucrarea spatiala


18/69

Construc ia metal ic a unei hale industr ia le are n general o comportare spa ial la care, ntr -o oarecare m sur , pa rt ici p toa te elemen le le componente ale construc iei.

Se pune problem c aceast conlucrare s fie organizat i folosi t la prroiectare n modul cel mai ra ional.Elementele care contribuie n general i ndiferi le moduri la conlucrarea spa ial sunt :

-contravntuiri le din planul acoperiuluitransversal al halei , care se dimensioneaz n acest scop ;

-contravntuiri le longitudinale orizontale din

planul acoperiului care obi nui t se d imensioneaz cu luarea n considerare a unor part ic ip r i la conlucrare ;

-contravntuiri le verticale de pe iruri lelongitudinale ale stlpilor de asemenea luate nconsiderare la proiectare ; In diferite situa i i se mai ine seam de l eg tur il e unor elemente denvelitoare, cnd poate fi considerat c o aib , de grinzile orizontale de la nivelul grinzilor cailor derulare ale podurilor rulante i altele. Organizarea

con lucr ri i spa iale are scopul de a folosi elemenleexistene n constiuctia unei hale metalice, de a lealc tui i dezvol t ast fe l nct s se asigure anumite forme de conlucrare. Aslfel, de exemplu, la halele cupoduri rulante, pentru unele pozi i i ale acestora, uncadru transversal poale fi solicitat mai mult dectcadrele transversale vecine. Dac stlpi i halei au n l imi mari i calea grinzilor de rulare ale podurilorrulan te es te prea sus f r asigu rarea pa rt ici p r ii ma i multor cadre transversale la sol ic i t r i le rezultate din

diferite pozi i i ale podurilor rulante, se poate ajungela stlpi cu forme i dimensiuni neacceptabile ineeconomice. Prin folosirea unor elemente careasigur o conlucrare spa ial eficient se ob ine oconstruc ie cu o bun comportare n exploatare, cu o a lc tuire mai ra ional i mai economic . E lementele mai des folosite n acest scop sunt :


19/69

-contravntuiri le orizontale longitudinale dinplanul acoperiului voltate i al c tu ite n mod corespunz tor ; acestea pot f i reduse sau suprimate cnd nvel itoarea este astfel a lc tuit nct poate avea un rol de aib ;

-gr inzile de frnare, real izate c grinzi continue, pot avea o contribu ie la real izarea comport r i i spa iale ;

-contravntuiri le verticale de pe iruri le longitudinaleale stlpilor

Efecctele n fenomenul de conlucrare al a cestorelemente. sunl difici le i . dup cazuri , ef icac itatea

unora poate f i mai redus dect a a l tora. Este necesar s se examineze a tent ce efecte se urm re te s se amortizeze prin conlucrare n cazul unei construc i ianumite i s se adopte shema cea mai potr ivi t scopu lu i urm r it . Efec te le con lucr r ii t rebu ie determinate prin calcul de conlucrare ; elementelecare se prev d pentru as igurarea lucr r ii vor f i alc tuite i d imensionate corespunz tor sol ic it r il or ce rev in . n cazul asigur r ii con lucr r ii cadre lo r transversale, folosindu-se o contravntuire

longitudinal la nivelul aeoperisului , o solu iera ional i economic se ob ine cu un anumit raportntre rigiditatea contravntuiri i i cadrului transversal ;aceast impune s se fac i o eventua l retu are adimensiunilor i a a lc tuir i i cadrelor transversale. Odat a les mij locu l pr in care se asigur conlucrarea spa ial este recomandabil s se vad n ce m sur alte elemente ale construc iei aduc un aport sensibiln conlucrare. Pentru realizarea comport ri i spa iale aunei hale metalice industriale proiectantul dispune de

mai multe mijloace i posibil it i ; este necesar sa leag pe acelea care corespund mai bine construc ieipe care o proiec teaz .


20/69

III. Constructia sarpantelor siacoperisurile halelor

1. Sarpanta acoperisului

a. Forme si elemente generale

Construc i a metal ic a acoper i ului unei haleiudustriale are forme i a lc tui r i var iate, determinate de di fer ite elemente c : d istan ele ntre cadreletransversale, natur materia lelor fo losi te pentru iuvelitoare,proiectarea i dezvol tarea lumin toarelo r,construc i i le sistemelor de aerisire pe acoperi ialtele.

Cea mai s impl rezolvare, care poate fi acceptat cnd d is tan ntre structuri le de

rez istent transversa le nu este prea mare, const n aezarea elementelor nvelitori i direct pe cadreletransversale ; elementele nvelitori i sunt prefabricate i pot avea deschideri ntre 6 i 12 m. 0 a lt solu ieconst n prevederea unor pane care reazem pe structuri le de rezistent transversale; pe aceste pane se aaz e lementele invel itor i i. Cnd distan ntre cadrele transversale este mare, se ntroduc elementeintermediate (ferme, rigle), care la rndul lorreazem pe grinzi longitudinal e. Solu ia apare

necesar n special cnd pe unele iruri de stlpi suntdistante diferite, multiplu unui modul (6 sau 12 m) ;arpan t acoperi ului c p ta asfel o form regulat . n alte situa i i construc ia arpantei acoperiuluic p ta fo rme mai comp li ca te , impuse i din alteconsidera i i. La a lc tuirea arpantei acoperiului seare de asemenea n vedere uuificarea elementelornvelitori i, a panelor i a contravntuiri lor ; n acest


21/69

scop se alege un modul al arpantei acoperiului,care se coreleaz cu re eaua modular a ansamblului construc iei.

b. Forme impuse de modul de iluminare i

aerisire

Form i alc tuirea arpantei metalice a acoperiuluihalelor industriale este sensibil influenat de modul cum se face i luminarea natural i aerisirea halelor,n special cnd l imea acestora este mare.

Construc i ile lumin toarelor pot fi a ezatelongitudinal sau transversal halelor.

Aezarea transversa l a lumin toarelor este ind icat n cazul halelor cu l ime mare, la care scurgereaapelor se face la exterior sau care au deschideri mari i scurgere interioar (f ig. 1. a - c).Se poate ob ine oi luminare bun , asezindu-se panele acoperi uluia l ternativ la partea superioar respectiv la partea infer ioar a fermelor cadrului transversal ( fig.2); pe p r i le laterale ale fermelor se prev d geamuri fixe sau mobile.


22/69

Fig.1. Asezarea transversal a luminatoarelor;a. Acoperis cu doua ape;b. Acoperis cu mai multe deschideri ;

c. Sectiune longitudinala

C


23/69

0 alt solu ie const n fo losi rea acoper i urilor nform de seduri ( fig.3), care, or ientate favorabi l , a sigur n in te ri or o iluminare natural p l cu t ides tu l de uniform .Aezarea longi tudinal a lumin toarelor este solu ia

cea mai r spndit pent ru halele cu mai multedeschideri (f ig. 1). Lumin toarele se a az n zon central a deschiderii ; n deschiderile de margine se poate renun l a l umin toa re , dac se poa te as igur luiminarea prin pere i i laterali .0 solu ie folos it la hale cu travee i lumin toa re mari

const n prevederea unor grinzi longitudinale n ferestrele luminatorulu rezemate pe cadrele derez is tent t ransversale i care sus in luminatoru naceast situa ie, panele se pot aeza transversal

deschider i i, rezemate pe ta lp in f er ioa r a gr inzii longitudinale de pe iruri le longiludinale de st lpi(fig.5).n unele situa i i ,pentru i luminarea pe sus a halelor sefolosesc f i i sau cupole din material plastictransparente.Aeris i rea natural a halelor se poate face cu ajutorul

lanternourilor care servescpentru i luminare


24/69

,prev zndu -se por iuni de geamuri care se potdeschide;n alte cazuri ,construc i i le pentru aerisire,avnd i ro l de i luminare ,c p ta forme spec ia l n scopul de a ob ine o aer is ire mai bun (fig .6).

Construciile pentruaerisire, aezate ci lumin toarele

longitudinale, pot ficu fii de sticlarticulate care se nchid i se deschid dup necesitate (fig, 6, a) sau f r geamuri (fig. 6, b) ; cnd este necesar o aerisire mai intens , asemenea cons trucii au la oarecaredistan paravane, care mpiedic aerul s ntre n interior cnd bate vntul.


25/69

0 alt solu ie este cea din fig.6,c.

2. Consideratii asupra invelitorilor

a. Rolul invelitorilor

nvelitor ile. n cazul halelor industriale, constituie deregul s inguru l e lement d in construc ie care nchidehal la partea superioar . Rolul lor principal este acelade a mpiedic p trunderea apelor d in intemper ii n interior i de a suport ac iuni le p roduse de z pada, vnt i din nc rcarea cu oameni care se urc pe acoperi pentru repara i i i intretinere. n unele cazurie ste necesar c nv el itoa rea s asigure i o anumi tizolare termic . n cazul halelor metal ice este indicats se foloseasc nvelitori u oar e care cer nclin ri mici. Izolarea termic poate f i impus din diferite m otive : necesitatea evit ri i pierderilor mari de c ldur la halele nc lzite, nl turarea pericolului decondensare cnd n hal exis t o umid ita te r id ica t iuneor i d in neces i tatea de a se men ine la inter ior otemperatur ntre anumite limite, cerut de tehnologie. n toate aceste cazuri s istemul de izolarese allege i se execut dup o analiz corespunz toare a s itua iei i scopului urm rit. n afar c ondi i i lorcerute de bun des f urare a proceselor de produc ie,ap r i alte rezultate din necesitatea bunei desfur ri a activit i i omului, adic de a se asigur n in teriorul ha le i un c l imat industr ia l, care s f ie ct mai apropiat de c l imatul natural normal ; ntre al tele acest c l imateste influAentat n principal de temperatur , umiditate i aerisire. Asupra acestor elemente se poateac ion n mai multe modur i, d in care unele se refer la rezolvarea constructiv , adoptindu-se solu i i care scontribuie la asigurarea condi i il or corespunz toare de temperatur , umidi ta te i aerisire.


26/69

b.Alcatuirea invelitorilor halelor

nvelitorile halelor metalice se recomanda s fie u oare,pentru a se evit nc rcarea exagerat a arpanteiacoperiului i c urmare, a cadrelor transversale. Se pot

realiz nvelitori neizolate termic cu o greutate permanenta de la 25 kg/m2 i izolate termic cu o greutate de 30 la 50kg/m2.

nvelitori le uoare se pot confeciona din table ondulatesau cutate din oel zincate sau din aluminiu. Tablele senn desc n sens transversal pantei acoperi ului, nn direa f cndu-se n dreptul unei pane prin petrecerea tablelor (fig. 7). Petrecerea tablelor se face pe o lungime de la 120la 200 mm. dup m rimea nclin rii nvelitorii. Prinderea

tablelor se face la partea superioar a undelor cu nituri zincale de 6 mm diametru b tute la rece i prev zute sub capete cu aibe galvanizate ; n prezent se folosesc i alteprinderi executate cu dispozitive speciale. Prindereatablelor de pane se face n geneAral cu agrafe (fig. 7, a)sau cu nituri montate prin mpucare ; la hale, care au nperei sau lumin toare goluri mari, se prev d, ndeosebi n apropierea streinii i lumin toarelor crlige din o elgalvanizate, aezate la aproximativ dou foi (fig. 7, b). Dac n dreptul panelor nu sunt nn diri, tablele se prind de

pane c n dreptul nn dirilor. n Jungul pantei fiile de table se nn desc prin pe trecere

cu nituri(fig. 8).


27/69

Fig. 9. Prinderea tablelor la coam

Fig. 10. Aezarea tablelor deazbociment

Prinderea tablelor de pane se face n acelai mod ca i la cele dino el.

La coama acoperiului, pentru nchidere, se aaz o bucal de tabl ondulat sau cutat , care se ndoaie i se prinde de tablele de pe cele dou p r i ale acoperiului (fig. 9).

nvelilori uoare, ndeosebi la halele f r mijloace de ridicare i transport sau cnd asemenea mijloace exist i regimul este uor sau mediu, se pot face din azbociment ondulat.

Pl cile ondulate de azbociment se prind de pane cu crlige; la partea superioar se prevede o c ciul de tabl galvanizat , crligele strngndu-se pu in, deoarece pl cile crap uor (fig. 10). La petrecerile transversale i n lungul pantei pl cile nu se prind ntre ele. nvelitorile cu pl ci ondulate din azbociment cer nclin ri mari (n general peste 2%); deoarece ntre pl ci, la petrecerea transversal , r mn unele spa ii, apare deseori necesitatea ca acestea s fie umplute cu un chit elastic.

Invelilorile izolate termic se execut in moduri variate; in principiu, folosindu-se tabla ondulat sau cutat ca element de

rezisten al nveli-torii, izolarea termic se poate aeza peste tabl sau sub aceasta (fig. 11).

n primul caz, pesle tabla cutat se aaz o barier de vapori format din unul sau dou straturi de carton bituminat i peste aceasta stratul de izolare termic ; izolarea hidrofug esle alc tuit din 35 foi de carton bituminat i pnze, lipite cu bitum.Materialul folosit ca izolare termic tre buie s fie suficient de rigid pentru a putea servi ca suport pentru izolarea hidrofug (fig. 11.a). Diferitele straturi trebuie s fie bine, lipite i prinse unele de altele i de suport pentru a nu fi smulse de vnt. Izolarea se

poate


28/69

Fig. 11. nvelitori izolate termic:a izola ie deasupra tablei; b izola ie sub tabl ;

1 izolare hidrofug ; 2 izolare termic ; 3 barier de vapori;

4 tabl ; 5 plac de acoperire.

aeza sub tabla ondulat sau cutat ; la fa a interioar se poate prevedea o plac format din tabl de aluminiu sau material plastic, eventual perforate (fig. 11,b).

nvelitorile grele se execut cu pl ci de beton armat, pline sau cu goluri, aezate pe pane; n unele cazuri se utilizeazelemente din beton armat de 12 m lungime, cu dou nervuri (sec iune n II), care se aaz direct pe cadrele transversale.

Izolarea hidrofug se face cu carton i pnze. Cnd se cere i izolare termic , stratul de izolare hidrofug se aaz peste

stratul de izolare termic . Pl cile de beton armat trebuie s fie bine prinse de pane sau de riglele cadrelor transversale.nvelitorile grele nu este recomandabil s fie folosite pentru acoperirea halelor cu structur metalic .

Se pot executa nvelitori semigrele, folosindu-se pl ci din beton uor, armate, care asigur i o izolare termic ; izolarea hidrofug se face ca i la nvelitorile grele. Pl cile din beton armat autoclavizat, folosite des n cazul halelor cu structur de beton armat, se utilizeaz uneori i la halele cu struc tur metalic ; sunt necesare n acest caz o serie de m suri care s asigure buna

rezemare a pl cilor pe pane i prinderea acestora de pane i ntre ele. Aceste nvelitori nu este indicat s fie folosite la halele metalice, cu solicit ri dinamice, din cauza rezisten ei slabe a betonului autoclavizat; se poate accepta utilizarea lor dac peste pl cile de beton armat autoclavizat se aaz o ap de beton armat cu o re ea de bare rotunde din o el, strat bine soli darizatcu pl cile de beton armat autoclavizat i legat de pane.

nvelitorile din pl ci de beton autoclavizat nu esterecomandabil s fie folosite la halele cu umiditate ridicat , deoarece vaporii de ap p trund n betonul poros, arm turile,

dac nu sunt bine protejate, ruginesc i betonul se distruge.

3. Rolul panelor n arpanta acoperiului

a.Considera ii generale


29/69

n arpanta acoperiului penele, au de ndeplinit mai multefunc iuni. Una din aceste func iuni este aceea de a asigura reazeme pentru elementele nvelitorii; ca urmare, acesteasuport nc rc rile provenite de la nvelitori i pe cele pe care le suport nvelitoarea (z pad , vnt, oameni), pe care le transmite

structurilor transversale direct sau uneori prin alte elementeintermediare, dup modul cum este alc tuit arpanta acoperiului.

Un alt rol important este de a lega riglele cadrelor saut lpile superioare ale fermelor structurilor transversale de contravntuirile arpantei acoperiului; prin aceste leg turi se reduce lungimea de flambaj a t lpilor superioare ale fermelor sau riglelor i se asigur o bun rigiditate a arpantei acoperi ului.Unele pane mai au i alte roluri; pot sus ine construc ia lumin toa relor transversale sau longitudinale, dup modul de

aezare i rezolvare constructiv a acestora; alte pane intr n construc ia contravntuirilor longitudinale i primesc solicit ri suplimentare, care pot fi importante, ndeosebi n cazul cndaceste contravintuiri au rolul de a asigura i comportareaspa ial . Panele se alc tuiesc inndu-se seama i de aceste situa ii.

Elementele nvelitorii trebuie s fie bine aezate pe talpa superioar a panelor; n acest scop este indicat s se aeze panele astfel nct talpa superioar s aib nclinarea nvelitorii, ceea ce se ob ine prin alc tuirea sec iunii panei sau prin modul

de aezare. Pentru o bun aezare a elementelor nveli torii,l imea t lpii panei trebuie s fie suficient de mare, n special n cazul cnd elementele nvelitorii sunt din prefabricate de betonarmat.; n cazul pl cilor din beton armat autoclavizat talpa panei trebuie s asigure o l ime de rezemare de cel pu in 7 cm pentru fiecare plac .

b.Alc tuirea i aezarea panelorPanele pot fi alc tuite din profite laminate U sau dublu T,

din elemente dublu T sudate sau pot fi cu z brele, dup distan a dintre elementele care sus in pane le. Panele din elementelaminate se folosesc cnd distan a ntre reazeme este de 7,50 la 9,00 m, mai rar pn la 12 m, deoarece consumul de metal dat de pane devine mare; acest consum i deci i deschidereapanelor mai depinde i de greutatea nvelitorii. Din punct devedere static panele pot fi simplu rezemate pe fiecare deschidere


30/69

sau continue. Panele aezate pe fiecare deschidere cer maipu in manoper la montaj, dar sunt mai pu in eco nomice dectcele continue. Panele continue se nn desc la montaj, pentru continuitate, dup modul cum sunt alc tuite; panele continue cu sec iune plin aezate deasupra riglelor sau t lpilor fermelor se

nn desc n afara reazemelor n zonele n care momentele sunt minime.

Ast zi sunt deseori folosite pane din profile dublu T laminate cu goluri pe inim , care, dac sunt uzinate folosind instala ii mecanizate, sunt economice. Pot fi utilizate i n cazul unordeschideri mai mari dect 12 m (fig. 16). n mod obinuit aulungimi egale cu deschiderea lor i sunt simplu rezemae pot fieventual i continue, nn dindu-se pe reazem; n acest caz ns , este necesar ca unul pn la trei goluri de o parte i de alta a reazemelor s fie pline.

La executarea acestor grinzi cu goluri pe inim este recomandabil s fie respectate unele reguli, i anume: t ierea profilului s se fac cu grije folosind dispozitive automate; n zona col urilor, unde apar concentr ri de eforturi, marginile vor fi cur ate de zgur , de neregularit i i deseori defecte din t iere. Este de asemenea bine ca forma golurilor s fie practic exagonal .

Se pot folosi pane cu sec iuni pline din profile cu pere i sub iri forma la rece, ndeosebi n cazul nvelitorilor uoare.

n cazul cnd deschiderea este mare, consumul de

metal este mai redus la panele cu z brele. Panele cu z brele se fac din profile laminate la cald i confec ionate din tabl sub ire forma la rece (fig. VI.17). T lpile superioare pot fi din profile U sau T, talpa inferioar dintr-o cornier sau profil T, i z brelele, din corniere, eventual o si gur cornier , sau din evi. Distan a ntre reazemele panelor z brele poate fi de la 12 la 18 m.

n cazul distan elor mari ntre reazemele panelor i n cazulunei nvelitori grele poate ap rea avantajoas folosirea panelor cu contrafie (fig. VI.18). Se pot folosi pane cu sec i une plin sau pane cu z brele. Panele cu contrafie contribuie la asigurarea

stabilit ii fermelor i riglelor structurilor transversale.Panele pot fi aezate la talpa inferioar a ; fermelor ilegate printre tiran i de talpa superioar ; n acest caz, n planultiran ilor se amenajeaz luminatoare triunghiulare (fig. 18).


31/69

Fig. 16. Pane cu goluri pe inim

Fig.17. Pane cu z brele

Fig. 18. Pane cu contrafie

Fig.19. Pane cu tiran i


32/69

Fig .20. Leg turile panelor n planul nvelitorilor

Panele cu deschiderea mai marc ca 6 m au tendin a de a se ncovoia n planul nvelitorii, dac elementele nvelitorii nu o pot mpiedica ; de asemenea, n timpul montajului, sub nc rcarea

dat de oameni i de elementele nvelitorii, exist pericolul ca pana s -i piard stabilitatea prin flambajul lateral al t lpii superioare.

Se evit acest fenomen dac n planul nvelitorii se introduc una sau dou leg turi, dup m rimea deschiderii panei (fig.20). Tiran ii de leg tur se fac din bare rotunde cu diametrul de la 12 la 14 mm i se monteaz din buc i separate pe fiecare interval dintre dou pane; la cele dou capete au cte o piuli , care la montaj se strnge foarte bine, astfel ca tirantul s fie suficient ntins; tiran ii care prezint ndoituri sau nu sunt bine ntini nu-i

ndeplinesc rolul pentru care sunt prev zu i. Aezarea panelor se face obinuit prin rezemare pe talpasuperioar a fermelor sau riglelor cadrului transversal.

Panele cu sec iune plin U sau dublu T se prind obinuit de scaune cu uruburi; scaunele mpiedic i r sturnarea panelor pe reazem (fig. 21); cnd panele sunt nalte i n special n cazulcnd scaunul este din platband

Fig. 21. Rezemarea paelor cu sec iune plin Fig. 22. nn direa panelor pe reazem


33/69

Fig 23. Rezemarea panelor cu z brele Fig. 24. Rezemarea panelor continue

pescaune

ndoit este ne cesar s se prind de ferm si talpa inferioar a panei prin sudur . n cazul cnd pana transmite unele eforturi axiale este necesar o nn dire pe reazeme, acolo unde penele sunt ntrerupte; nn direa se face prev znd o eclis pe partea

opus scaunului (fig.22).Panele cu z brele se aaz n pozi ie vertical i reazem pe talpa superioar a fermelor sau riglelor cadrului transversal, folosindu-se eventual scaune (fig. 23).

Panele cu contrafie este necesar s fie prinse pe reazeme cu uruburi sau sudur la valoarea rcac iunii negative care se dezvolt n acest caz pe reazeme.

Cnd rigla cadrului are o sec iune n dublu T, panele pot s rezeme pe scaune (fig.24).

c. Problema dimension rii panelornc rc rile t ransmise panelor de elementele nvelitorii dau

n general i componente n planul nvelitorii, astfel c pana este solicitat de o for n planul inimii i de alta n plan transversal. Dup modul cum este realizat ansamblul nvelitoare-pan , for a transversal poate fi luat de nvelitoare sau nu.


34/69

n cazul cnd for a transversal este luat de nvelitoare, pana se dimensioneaz la componenta din planul inimii; n caz contrar, la panele f r tiran i, se ia n considerare la dimensionare i componenta transversal panei, ceea ce n cele mai multe cazuri este neeconomic.

n cazul panelor cu tiran i n planul nvelilorii se ia n considerare i componenta din planul nvelilorii, admi nd reazeme elastice n dreptul liran ilor; practic se poate considera c deschiderea de calcul n sens trans versal panei este lt = 1,3t ,t fiind distan a dintre tiran i.

Panele continue cu deschideri egale i cu sec iune constant , nc rcarea fiind aceeai pe toate deschiderile, se pot dimensiona considerind egale momentele pe reazeme i pedeschiderile interioare (fig. 25, a); rezult n acest caz momentele M=ql 2 /11 n deschiderile de margine i M=ql 2 /16 n deschiderile

interioare; prin aceasta se ia n considerare dezvoltareadeforma iilor plastice.

Fig.25. Diagrama momentelor la o pan continu cu sec iune constant

Este necesar ca deschiderile de margine s se consolideze dac se ia aceeai sec iune pe toate deschiderile; este posibil, cnd pana are multe deschideri, s se adopte sec iuni diferite pe deschiderile de margine i cele centrale. Dac panele au numai trei deschideri, este indicat s se egaleze momentele de pe deschiderile de margine cu cele de pe reazeme (fig. VI.25, b),modificndu-se eventual sec iunea panei pe deschiderea central ; nn direa panei se va face n afara reazemelor la o distan egal cu aproximativ 0,2 l.


35/69

Problemele referitoare la componentele din planulacoperiului se iau in considerare ca la grinzile simplu rezemate;pentru componentele transversale, pana se consider simplu rezemat pe reazeme.

Panele cu contrafie sunt static nedeterminate. Se execut

i se consider articulate pe fiecare deschidere i rezemate pe contrafie. n fig.26 este ar tat diagrama momentelor la panele cu contrafie. Valoarea reac iunilor V1 V2 . . . i a momentelorncovoietoare pentru o nc rcare uniform oarecare depinde de raportul a/l.Distribu ia momen telor este cu att mai avantajoascu ct raporttul a/leste mai mare; un raport prea mare nu esteavantajos, deoarece conduce la contrafie prea lungi.

Fig.26. Diagrama de momente la pane cu contrafie

d. S geata panelor

S geata panelor se determin n dome niul elastic pe bazanc rc rilor normale.

La panele simplu rezemate supuse la nc rc ri uniform distribuite s geata maxim este:

f= ElMl

2

48

5

(1)La grinzile continue s geata se determin considernd

por iunea dintre dou reazeme ve cine ca simplu rezemat ; din nc rcarea q uniform distribuit pe grinda simplu rezemat rezult s geata f s : considernd aceeai grind nc rcat pe reazeme cu momentele i M i i M k se ob ine n acelai punct


36/69

s geata fr(fig. 27): s geata panei n deschiderea respectiv este f=fs - fr .

Fig.27. Elemente pentru calculul s ge ilor panelor

4. M suri constructive pentru scurgerea apelor

a. Scurgerea exterioar

Scurgerea apelor de pe acoperiul halelor se poate facenumai la exterior pe marginile laterale cnd acoperiul are osingur pant sau dou f r deni vel ri; scurgerea apelor la acoperiurile n form de eduri poate fi f cut pe la capetele edurilor, dac l imea halei nu este prea mare. n general scurgerea se face prin burlane, apele fiind colectate de pe

acoperi n jgheaburi. Jgheaburile se fac din tabl zincat sus inute cu crlige din o el zincat (fig.28, a) sau din elemente debeton armat prefabricate (fig.28, b). Tabla jgheaburilor metalicenu se leag fix de elementele nvelitorilor, pen tru a se puteadeforma independent de acestea; la rosturile halelor se prev d rosturi i n jgheaburi.

Fig. 28. Jgheaburi exterioare


37/69

Burlanele se confec ioneaz din tabl zincat , din tuburi de azbociment, din tuburi de bazalt i uneori din tuburi de font . Sec iunea jgheaburilor i a burlanelor se determin n raport cu suprafa a de acope ri de pe care colecteaz apele; n mod obinuit se admite pentru un metru p trat de aco peri 1 cm2 de

suprafa pentru jgheaburi i 0,73 cm 2 pentru burlane. La unburlan se poate admite o suprafa de acoperi de la 300 la 600 m2 dup regimul ploilor din zona respectiv . Jgheaburile se monteaz de regul la exteriorul halei, apa cznd liber pe trotuar, sau se leag la canal: sunt cazuri, la halele nc lzite, cum ar fi cazul aez rii jgheaburilor ca n fig.28 b,cnd burlanele seprev d la interior i se leag la canal. Jgheaburile care se leag la canalizare nu se recomand s se confec ioneze din tabl de o el zincat , deoarece se distrug n timp scurt, din cauza emana iilor corosive din canal.

Jgheaburi exterioare se prev d i la lumin toarele cu ferestre verticale, cnd l imea i n l imea acestora sunt mari.

La halele din zonele cu praf industrial intens, care sedepune pe acoperiuri, cum sunt de exemplu halele de turnareale furnalelor, nu se prev d jgheaburi.

b. Scurgeri interioare

La halele cu acoperiurile frnte sau cu denivel ri, scurgerea apelor de pe acoperi se face la exterior numai pe

zonele laterale ale acoperiului; pe restul suprafe ei scurgerea apelor se face la interior, prev zndu-se jghea buri inferioare iburlane de scurgere legate la canalizare.

Jgheaburile interioare se confec ioneaz din tabl zincat sau din elemente de beton armat prefabricate (fig.29).Jgheaburile din tabl se execut n cazul nvelitorilor din tabl sau din azbociment (fig.29, a) ; tabla jgheaburilor trebuie s fie independent de nvelitoare, pen tru a se evita degradareajgheaburilor din cauza deforma iilor diferite ntre jgheab i nvelitoare. Se pot prevedea i jgheaburi din elemente prefabri-

cate de beton armat. n cazul jgheaburilor din tabl este nece sars se monteze deasupra lor o pasarel de protec ie pe care s se poat circula, alc tuit astfel nct s permit scurgerea apelor de pe nvelitoare.


38/69

Fig.29. Jgheaburi pentru scurgeri interioare

IV. Alc tuirea structurii de rezistent a halelor metalice industriale

1.Posibilit i de alc tuire

a.Considera ii generale

Structura de rezisten a unei hale metalice industriale are n final o alc tuire spa ial , avnd elemente principale dispuse att n

sens transveral ct i n sens longitudinal , cum i diferite alteleg turi i construc ii ajut toare care i dau caracterul spa ial . n cele ce urmeaz se va analiza problema separat dup cum n ansamblul construc iei are un rol principal structura transversal sau structura longitudinal .

In aceast analiz se are n vedere n primul rnd c structura de rezisten considerat trebuie s asigure rezisten a i stabilitatea construc iei , cu deforma iile permise de exploatare , admi nd si


39/69

existen a celeilalte structuri si a tuturor leg turilor dintre elementele ansamblului . Ca urmare , structura analizat trebuie s corespund condi iilor de rezisten i stabilitate cerute oric rei structuri plane .

Asupra construc iei unei hale industriale se manifest diferite ac iuni , unele avnd direc ii verticale , iar altele transversale sau

longitudinale halei ; ac iunile cu direc ii oarecare se pot descompune n componente dupa cele trei direc ii .Structurii de rezisten transversal i corespund n general

ac iunile orizontale predominante ; structura de rezistentransversal este situat de regul in sensul l imii minime a halei . Sunt nsa si situa ii cnd structura longitudinal cap t o form predominant , dup cum se va ar ta in cele ce urmeaz .

Valorile ac iunilor , natura lor i caracterul static sau dinamic au de asemenea influen e asupra alc tuirii structurilor de rezisten ;natura terenului i mai ales posibilitatea apari iei unor tas ri diferen iate pronun ate influen eaza alc tuirea constructiv a

structurilor .

b.Structuri de rezisten transversale halei

Utilizarea structurilor de rezisten transversale constituie solu ia cea mai general n cazul halelor metalice industriale .

Aceste structuri suport n condi ii bune ac iunile a c ror direc ie corespunde planului n care se gasete structura , verticale , orizontale , sau cu orice direc ie n planul structurii .

Din punct de vedere constructiv , o structur de rezisten transversal este constituit de regul din stlpi i rigle , formate din ferme sau bare cu sec iune plin , care alc tuiesc cadre cu diferite leg turi ntre elementele cadrului si ntre stlpi si funda ie .

Din punct de vedere static cadrele transversale se alc tuiesc foarte variat . O form este cea aratata n fig.1 , cnd leg turile la nodurile cadrelor sunt rigide i stlpii ncastra i in funda ii .

O asemenea solu ie este n general avantajoas din punct de vedere static , rezultnd o repartizare rational a solicit rilor pe elementele cadrului . Sunt nsa i situa ii cnd o asemenea schem static nu aduce avantaje sensibile ; astfel , dac n l imea stlpilor este mare n raport cu deschiderea cadrului i sec iunea este variabil pe n l imea stlpilor , partea superioar fiind pu in dezvoltat ,


40/69

leg turile rigide la noduri nu mai au un efect nsemnat . n asemenea situa ii pot ap rea mai avantajoase schemele din fig.VII.2 , a sau b .Cnd ns pe cadru ac ioneaz la oarecare nal ime for e transversale mari , momentele de la baza stlpului ajung la valori mari ialc tuirea stlpului devine complicat pot ap rea dificult i si la

realizarea funda iilor .Cnd ac iunile transversale au pozi ii diferite n lungul halei , situa ia se imbun t ete mult dac se iau m suri constructive pentru asigurarea conlucr rii spa iale . Solu ia 2 , a sefolosete ndeosebi n cazul cnd termenul este de natur s produc tas ri diferen iate mari ; in acest caz i solu ia 2 , b poate fiacceptat , dac riglele cadrului , continue si legate articulat in capul stlpilor , au o rigiditate redus .

n general aceast solu ie este de preferat solu iei 2 , a n cazul cndriglele sunt alc tuite din ferme i cadrul transversal are multe deschideri.

n cazul halelor late , cu multe deschideri , n care exsitvaria ii mari de temperatur i structura are leg turi rigide la noduri , apare necesar ca stlpii de margine s fie lega i articulat de rigl datorit efectelor dezavantajoase provocate de varia iile de temperatur ( fig. 2 , c ) ; uneori stlpii de margine se fac pendulari , fiind lega i articulat i n funda ie .

Dup solu ia constructiv , cnd hala este lat i are acoperiul la diferite niveluri , se pot adopta scheme statice ca cea dinfig.2 , d .

n cazul halelor cu o singur deschidere se prefer uneori schema din fig. 3 , a , ndeosebi cnd datorit naturii terenului nu apare indicat o legatur cu funda ia avnd caracter de ncastrare . n cazul unor hale cu una sau mai multe deschideri nalte i care au pe p r ile laterale cte o deschidere joas , apare indicat ca leg turile barelor p r ilor joase sa fie articulate ( fig. 3 , b ) ; uneori stlpul de margineeste avantajos s fie pendular ( fig. 3 , c ).


41/69

Sunt numeroase cazurile cnd n alc tuirea unor hale se g sesc structuri transversale incomplete , la care unul sau mai mul i stlpi lipsesc , fermele fiind aezate pe grinzi longitudinale ; leg turile fermelor cu stlpii existen i pot fi rigide sau articulate ( fig.4 ) . nasemenea situa ii nu pot lipsi contravntuirile longitudinale orizontale de la nivelul acoperiului , care trebuie s asigure conlucrarea ntre cadrele incomplete i cadrele complete vecine .

c.Structuri longitudinale halei

Structuri de rezisten a dispuse n lungul halelor exist n

general la orice hal industrial , chiar atunci cnd hala este conceput cu structuri de rezisten transversale , dezvoltarea structurilor longitudinale n acest caz m rginindu -se la ceea ce estenecesar pentru a suporta ac iunile dirijate n lungul halei i pentru a asigura rigiditatea halei n aceast direc ie . O astfel de structur se poate reduce la forme simple , i anume la unele leg turi ntre stlpi .

Sunt ns rezolv ri n care structura de rezisten longitudinal halei cap t o form predominant .

n cazurile n care distan ele n sens longitudinal ntre stlpi sunt mari i exist poduri rulante grele , se pot executa cadre longitudinale din grinzile c ilor de rulare ale podurilor rulante i stlpi

, cu leg turi rigide ; stlpii sunt articula i in funda ie pentru sensul longitudinal si incastra i pentru direc ia transversal halei ( fig.5 ) .arpanta acoperiului este sus inut de cadre transversale uoare , rezemate articulat pe cadrele longitudinale inferioare .

O rezolvare asem n toare se poate ob ine i cu grinzi cu zabrele longitudinale , legate rigid cu stlpii ( fig.6 ) .


42/69

O solu ie avantajoas const n aezarea pe stlpi n sens longitudinal a unor grinzi cu z brele continue ; pe talpa inferioar a acestora sunt aezate n sens transversal pane , legate cu tiran i de talpa superioar a grinzii longitudinale .n planul tiran ilor se amenajaza luminatoare triunghiulare ( fig.7 ) .

d.Alte tipuri de structuri

Structura de rezisten a halelor metalice industriale cap t n diferite cazuri i alte rezolv ri . O solu ie , care se ntlnete des la halele cu acoperiul in form de eduri , prezint unele particularit i fat de rezolv rile obinuite . O alt solu ie folosit uneori la halele metalice const ntr -o re ea de stlpi pe care , n general , n direc ie transversal sunt rezemate grinzi cu z brele continue ; pe aceste grinzi reazem rigle la talpa superioar , respectiv inferioar , care sus in la rndul lor panele acoperiului . Stlpii n sens longitudinal

sunt la distan e de la 6 la 9 m , iar n sens transversal la distan e de la 12 la 24 m sau mai mult . Aici structura de rezisten principal este dispus transversal ; n sens longitudinal for ele sunt luate numai de stlpi , care sunt ncastra i in funda ie . Pe direc ia transversal stlpii pot fi articula i , dac grinda cu z brele din ferestre poate fi legat cu stlpii articulat sau rigid (fig 8 , c ) .

O alt solu ie const n prevederea unor cadre transversale sau longitudinale halei , pe care sunt aezate grinzile cu


43/69

z brele ale edurilor din planul ferestrelor , care mpreun cu stlpii cadrelor formeaz o structur de rezisten pe direc ia perpendicular celei formate de cadre . Se poate ob ine prin aceast solu ie un interior cu stlpi foarte rari ( fig. 8 , b ) .

O rezolvare folosit uneori la halele uoare const n adoptarea unor structuri cu stlpi pendulari . Structura transversalcurent a halei este alc tuit din stlpi pendulari articula i sus la leg tura cu fermele i jos n funda ie ; n planul acoperiului se prev d pe cele dou laturi longitudinale , contravntuiri longitudinale , care reazem la capetele halei pe frontoane , alc tuite astfel nct s poat primi de la contravntuiri longitudinale nc rc rile date de stlpi la nivelul acoperiului ( fig.9 ) . n aceast solu ie structurile de rezisten transversale halei , care pot primi ansamblul ac iunilor transversale , sunt numai la capetele halei ; structura longitudinal are o alc tuire obinuit . Dac hala este prea lung , solu ia nu mai apare ra ional

dect dac se poate realiza unele cadre transversale intermediare.


44/69

n cazul unor hale cupoduri rulante grele avnd cala aezat

la nal ime mare , se pot ob ine avantaje sensibile dac se prev d grinzi orizontale suficient de dezvoltate la nivelul c ilor de rulare ale podurilor rulante icontravnturi longitudinale la nivelulacoperiului ; o astfel de rezolvare este nfond bazat pe conlucrarea spa ial . n cazul cnd lungimea halei nu este mare ,se ob in rezultate superioare dac frontoanele se amenajaz astfel ncat s constituie reazeme pentru grinzile de la

nivelul c ilor de rulare i pentru contravntuirile de la nivelul acoperiului( fig. 10 ) .

Pentru unele hale uoare cu sauf r poduri rulante se pot folosi structuri alc tuite din stlpi independen i tip peron , care sunt incastra i n funda ii i au cte dou console ( cei de margine una ) pecapetele c rora sunt aezate

luminatoare ; capetele consolelorsunt de regul legate cu rigle ( fig.11 ) . Se realizeaz astfel o structur transversal cu stlpi ncastra i n funda ii i cu cte dou articula ii pe fiecare deschidere ; n sens longitudinal rezolvarea estecea obinuit . Solu ia are avantajul unei mari uniformit i , fiind cu un num r redus de tipuri diferite de elemente .

O solu ie , utilizat pe scar larg ast zi , const n

folosirea structurilor mixte metal-beton . n general , stlpii structuriisunt din beton armat prefabrica i , iar arpanta acoperiului i grinzile c ilor de rulare ale podurilor rulante , dac exist , sunt din beton armat sau din metal ( fig.12 ) . Structurile mixte conduc n general la unconsum de o el mai redus i la un cost mai mic .


45/69

2.Structuri pentru hale f r mijloace de ridicare i transport

a. Generalit i

Hale metalice industriale f r mijloace de ridicare i

transport se ntlnesc des n diferite sectoare de produc ie , sectoare auxiliare , depozite etc. , unde transporturile se fac lanivelul solului cu c rucioare de diferite tipuri , manuale sau autopropulsate , cu benzi i altele .

La astfel de hale n mod obinuit re eaua stlpilor este regulat cu deschideri de la 12 la 24 m i travee de la 6 la 12 m . Au una sau mai multe deschideri i nal imea pna la elementele acoperiului mic , 4 -6 m , n general .

Construc ia acestor hale este simpl i uoar ; sefolosete un num r redus de elemente variate ; se tipizeazuor .La astfel de hale i g sesc o larg utilizare structurile mixte

din metal i beton armat ; folosirea profilelor cu pere i sub iri conduce obinuit la un consum de metal redus .


46/69

b.Structuri cu ferme

Structurile de rezisten ale halelor f r mijloace de ridicare i transport cu fermemetalice sunt n general indicate la

deschideri de 24 m sau mai mari .Stlpii pot fi din metal sau betonarmat . nvelitoarea , de reguluoar , este sus inut de pane din profile cu pere i sub iri formate la rece , cu sec iune plin sau z brele .

Fermele se recomand s se alc tuiasc din profile cu pere i sub iri.Stlpii metalici pot fi realiza i

economic de asemenea din profile cu pere i sub iri . Folosirea profilelor cu pere i sub iri la aceste hale poate aduce o reducere a consumului de metal pna la 40% fa de solu ia cu laminate la cald . Stlpii de metal sau beton sunt ncastra i n funda ii . La halele cu o singur deschidere ( fig. 13 ) , fermele sunt legate de stlpi articulat.n cazul unor hale cu mai multe deschideri pot fi folosite diferitescheme constructive ( fig. 14 ) . Dac necesit ile impun , se poate adopta o solu ie cu acoperiul cu dou pante ( fig 14 , a ) sau cuacoperiul la acelai nivel ( fig. 14 , b ) ; se folosesc , ndeosebi lahalele de produc ie , structuri cu acoperiul din eduri ( fig. 14 , c ) .Fermele sunt de regul independente pe fiecare deschidere i legate

articulat de stlpi ; la halele cu dou pante se pot folosi ferme cu z brele cu t lpi paralele , continue si legate articulat pe stlpi .

n general , la halele cu mai multe deschideri , aparenecesitatea ilumin rii naturale si prin acoperi ; acoperiurile ineduri asigur o bun iluminare ; la celelalte forme de acoperi seprev d luminatoare pe acoperi , care pot servi si pentru aerisire .


47/69

c. Structuri cu cadre rigide

La halele f r mijloace de ridicare i transport , n cazul unor deschideri mici , pn la 18 m i chiar 24 m , pot fi realizate structuri de rezisten cu stlpi metalici i rigle , cu sec iune plin , formnd cadre .

Stlpii i riglele sunt din o el , preferabil din profile cu

pere i sub iri formate la rece . La halele cu o singur deschidere ( fig. 15 , a,b ) stlpii cadrelor pot fi incastra i sau articula i . La halele cu deschiderea de 24 sau 30 m se pot folosi cadre cuz brele ( fig. 15 , b ) , legate cu funda ii ncastrat sau articulat . Structurile cu mai multe deschideri pot fi cu leg turi rigide ntre rigle i stlpi , stlpii avand o leg tur cu funda ia , ncastrat sau articulat ( fig. 16, a ).

O solu ie care se poate adopta n unele situa ii ( terenuritasabile ) este cu structur cu stlpi ncastra i i rigl continu , legat articulat de stlpi ( fig 16,b) . i aceste hale au de regulnvelitori uoare .


48/69

3. Structuri pentru hale cu mijloace deridicare i transport

a. Generalit i

Halele metalice industriale dotate cu mijloace de ridicarei transport sunt folosite n cele mai varia te domenii cu hale deproduc ie, auxiliare, n sectoare cu depozite si altele ; mijloacele de ridicare i transport circul pe c i sus inute de arpanta acoperiului sau snt montate pe grinzi aezate pe stlpii halei. Sefolosesc carucioare. grinzi rulante, poduri rulante si macarale inconsol .

Re eaua stlpilor este recomandabil sa fie regulata ; suntinsa multe cazuri cnd distantele in tre st lpi pe unele irurilongitudinale sunt diferite.

Deschiderile cele mai folosite snt 18 i 21 m, care satisfac ngeneral cele mai variate sectoare de produc ie ale industrieiusoare ; n alte sectoare industriale se folosesc hale cu deschiderimari 30 36 m i chiar mai mult. Traveele snt de G, 12, 18 m i


49/69

uneori chiar mai mari. nal imea halelor, n general mai mare,dect la cele f ra mijloace de ridicare i transport, poate ajunge la valori de 11 18 m i chiar mai mult.

nvelitoarea acestor hale este recomandabil sa fie uoar sau s aib o greutate medie ; se fac ns i hale cu nvelitori grele,

elementele de nvelitoare rezemnd in unele cazuri direct pefermele sau pe riglele transversale halei.

b. Structuri cu ferme

Cnd mijloacele de ridicare i transport circula pe caisus inute de ar panta acoperiului, structura de rezisten a transversal a halelor are o alc tuire asem n toare cu aceea a structurilor halelor f ra mijloace de ridicare ,i transport. Se prefer solu iile cu ferme care au talpa inferioara orizontal i la

acelasi nivel spre a se asigura o fixare mai simpl i mai usoara a grinzilor c ilor de rulare.

O structur ra ional folosit uneori la asemenea hale ,cu o re ea de stlpi regulat (12x18 ;12x14 m);are grinzi longitudinalecu deschidere de la 18 la 24 m i pane de 12 m rezemate la talpainferioar a grinzilor,legate prin tiran i de talpa superioar a grinzilor

longitudinale ;panele sunt la 3 m interval(fig.17)

Fig.17. Structuri cu grinzi longitudinalesi pane cu tiran i


50/69

Fig. 18 .Stlpi peste hale cu poduri Fig.19.Stlpi cuconsole i cu

rulante. z brelu e.

n dreptul tiran ilor pot fi aezate grinzile c ilor carucioarelor sau unor grinzi rulante, sus inute de panele acoperiului. Stlpii

pot fi metalicu sau de beton armat.Halele care au structura cu ferme i sunt prev zute cu poduri rulan te pot avea stlpii metalici sau din beton armat. Pentrupoduri rulante cu o capacitate normat mica, pna la 20 t sau chiar 32 t, grinzile cailor de rulare pot fi aezate pe console ;pentru sarcini nominale mai mari, stlpii sunt realiza i in trepte pentru ca grinzile c ilor de rulare sa rezeme direct pe partea inferioar a stlpului (fig. 18).

Dac n dou deschideri al turate snt poduri rulante cusarcin i nominale. diferite, care pot avea c ile de rulare la

niveluri diferite, se poate f'olosi un stlp cu treapt i consol . Stlpii, n general, snt ncastra i n funda ie. La halele cu o singura deschidere, leg tura ntre ferme i stpi poate fi rigid sau articulat ; stlpii pot fi cu sec ine plin sau din elementedep rtate solidarizate cu z brelu e: (fig.19).

n cazul halelor cu mai multe deschideri se pot folosi fermecontinue, Ieg tura cu stlpii fiind de preferinta articulat (fig.20) ;


51/69

ntr-o asemenea situa ie este indicat s se adopte pentru talpa superioara a fermelor o nclinare ct mai mic .

La unele hale industriale se folosesc n aceeasi deschiderepoduri supra-puse, avnd caile de rulare la niveluri diferite(fig.21). Riglele structurii sunt cu inim plina sau cu z brele i snt legate de stlpi, de regul articulat.

n unele sectoare de produc ie, n hale, n afara podurilor rulante, se folosesc i macarale n consola. Structura derezistent a acestor hale

Fig. 20. Hale cu ferine continue.


52/69

Fig. 21. Hal cu Fig.22. Stlpi pentruhale cu

poduri suprapuse. macarale n consola .

se

deosebete de aceea a halelor curente, ndeosebi prin alc tuirea stlpilor, care trebuie s sus ina i grinzile c ilor de rulare ale macaralelor n consola. Macaralele n consol circul pe o grind

care suport nc rcarea ver tical dat de macara ; la partea superioar este prev zuta o grind orizontal , sus inut de regula de stlpi sau de grinda c ii de rulare a podului rulant, care ia for ele orizontale transversale c ii, date de macaraua in consol ; ro ile orizontale de la partea superioar a macaralei n consol nu au bandaje cu buze ; ro i orizontale se g sesc si la partea inferioar , prin care se transmit componente orizontale ; la partea inferioar este amenajat in acest scop (fig. 22) o grind care sus ine cele doua c i, vertical i orizontal .

Fig. 23. Structuri in cadre.C.Structuri in cadre.


53/69

Hale cu structure n cadre cu riglele cu sec iune plin g sesesc aplicarea i n cazurile n care n hal sunt folosite mijloace de ridicare i transport (fig. 23) n general, deschiderileau de la 18 la 24 m. dar pot ajunge i la valori mai mari. Riglelecadrelor, legate rigid cu stlpii, au obinuit sec iuni variabile n

lungul lor care conduc la distribu ii de eforturi avantajoase, ceea ce ing duie o rezolvare economic a structurii. n zone cu terenuri sensibile la nmuiere s-au folosit cu succes structuri ncadre cu rigle continue cu sec iune constant , aezate articulat pe stlpi, deschiderile adoptate fiind de 18 i 24 m.

La structurile n cadre cu solicit ri mai importante apare avantajoas folosirea otelurilor cu rezisten e superioare.

Halele cu structurile n cadre an un aspect interior foartepl cut. Se pot ob ine solu ii ra ionale, n cazul cnd concep ia constructiv ng duie sa se realizeze rapoarte convenabile intre rigidit ile elementelor care compun structura cadrelor. Conlucrarea spa ial . bine coneput i realizat aduce de asemenea avantaje sensibile.

V. Ferme i grinzi cu z brele folosite la structurile halelor industrial

1.Forme i alc tuiri.a. Sisteme si forme

Grinzile cu z brele se intlnesc des i n m sur mare la construc iile metalice industriale. Se execut uor, sunt simple i n general economice ; li se pot da forme variate, cerute desolu ia constructiv de ansamblu, de natura i intensitatea solicit rilor etc. Grinzile cu zbrele, dup capacitate portant , pot fi de la grinzi cu z brele uoare, pn la grinzi cu z brele grele.

Grinzile cu z brele folosite la construc ia halelor metalice industrial pentru sus inerea invelitorilor sunt cunoscute sub numele de ferme. Grinzile cu z brele pot fi simplu rezemate cu o singur deschidere, continue pe mai multe deschiderii eventual

cu console. (fig.1 )


54/69

Fig.1. Grinzi cu z brele

Este mai r spndit folosirea grinzilor cu z brele simplu rezemate , care se execut i se monteaza mai usor. In unele situa ii grinzile continue pe mai multe deschideri, legate articulat pe reazeme, pot prezenta o serie de avantaje, intre care iasigurarea unei rigidit i mai mari pentru structura halei.

Grinzile combinate, la care talpa superioar este realizat dintr-o grind cu inim plin , iar restul barelor dupa sistemul grinzilor cu z brele, sunt grinzi cu inim plin nt rite cu grinzi

cu z brele (fig.2).Forma fermelor constituie una din problemele care se rezolv

la proiectarea acestora. Forma se alege inindu-se seama de o serie de elemente ntre care : tipul nvelitorii, aezarea panelor,t.ipul luminatoarelor, schema statica, felul nc rc rilor etc.

Fermele triunghiulare (fig..3, a) snt folosite la halele cunvelitori cu panta mare i de obicei neizolate termic, cum sntnvelitorile din azbo-ciment ondulat i din tabl ondulat sau cutat ; este cel mai vechi tip de ferm .

n l imea la mijlocul deschiderii poate ajunge la jum tate din

deschidere. Se folosesc de asemenea unele ferme cu console(fig.3). Prezint dezavantajul ca unghiul t lpilor pe reazem este uneori prea mic, ceea ce d complicatii la alc tuirea acestui nod ; se poate remedia acest inconvenient alc tuind talpa inferioara frnt (fig.3, b).Alte sisteme folosite n unele cazuri snt cele din fig..3, c si d.

Fermele trapezoidale constituie unul din tipurile cele mai utilizatela halele industriale (fig.4) in cazul acoperiurilor care au onclinare mica. Pot fi asezate articulat pe stlpi, sau pot fi legateastfel nct s formeze cu stlpii un cadru cu noduri rigide ; n

acest caz lipsete montantul de reazem i t lpile snt prinse fiecare de stlp articulat.Fermele poligonale au talpa superioara frnta (fig.5) ; se aleg

astfel de forme cnd deschiderea este mare i cnd n parteacentral a deschiderii este un luminator.


55/69

Fig.2.Grinda combinat

Fig.3. Ferme triunghiulare.

. 4. Fermtrapezoidal .


56/69

5.Ferme poligonale.

6.Ferme cu t lpi paralele

Fermele cu t lpi paralele sunt. de asemenea folosite n larg m sura la construc iile halelor metalice industriale. Prezint

avantaje constructive, linigimea montan ilor respectiv z brelelor findaceeai(fig.6).

Cnd fermele sunt continue pe mai multe deschideri folosireafermelor cu t lpi paralele apare avantajoasa din punct de vedere al folosirii materialului.


57/69

Fermele cu forme speciale snt ul il izate acolo unde formaconstruc iei sau alte condi ii impun alc tuiri constructive care conduc la ferme cu alte forme dect cele obinute. Intra naceasta categorie diferite ferme ca : fermele edurilor, fermelecu t lpi curbe, fermele cu t lpi paralele frnte si altele (fig.7) ;

fermele spa iale cu trei t lpi alc tuiesc de asemenea o categorie de ferme speciale (fig.8).

b. Sisteme cu z breleZ brelele la grinzile cu z brele leaga cele doua t lpi ale

grinzii, formnd impreuna cu acestea o re ea de triunghiuri geometric indeformabil . Sistemul de z brele are influen a asupra consumului de o el, asupra volumului de munca iasupra aspectului grinzii ; alegerea sistemului de z brele se face inindu-se seama de o serie de considera ii, cum sunt: schema

de, ap licare a ncarcarilor care trebuie sa conduca la distante

egale intre noduri, eventuale diferente dndu-se panourilor de lareazeme, evitarea aplic rii nc r c rilor in afara nodurilor, pentru a nu supune talpa la eforturi de ncovoiere pe intervalul dintredou noduri.

Sistemul de z brele este influen at si de forma grinzii cu z brele.Un sistem de z brele ra ional, des folosit, este sistemul

dreptunghiular, la care montan ii snt perpendiculari pe ambele t lpi sau pe una (fig.9). La fermele cu t lpi paralele (fig.9, a),diagonalele sunt ntinse. La fermele dreptunghiulare montan ii

pot fi perpendiculari pe talpa inferioar (fig.9, b) sau pe talpasuperioar (fig.9, c) ; dupa modul cum sunt aezate diagonalele, acestea pot fi ntinsc sau comprimate. Sistemul de z brele dreptunghiular se aplic si la alte forme de grinzi (fig.9, d).

Sistemul de z brele triunghiular este un sistem simplu ; este folosit in mare m sura, n special la fermele cu t lpi paralele i trapezoidale (fig. 10). Un alt sistem de z brele este cel triunghiular cu montan i suplimentari (fig.11). Cnd fermele au in l ime mare se poate folosi un sistem de z brele triunghiulare cu bare suplimentare (fig. 12). Un alt sistem de z brele, folosit in

special la fermele care trebuie sa aib o rigiditate mare, este sistemul cu diagonale incruciate sau un sistem K (fig.13) ;execu ia acestora este nsa mai complicata i cere un volum de manoper mare, din care cauz sunt utilizate la alte grinzi cu z brele, cum sunt cont rav n tuir il e halelor, stlpii de transportde energie etc.


58/69

n ara noastr este ast zi foarte r spndita folosirea fermelor tipizate.

Fig.7. Ferme cu forme speciale.

Fig.8. Sec iune ntr- o ferm

cu trei t lpi .

Fig.9 Z brele sistem dreptunghiular

Fig.10.Z brele sistem triunghiular

Fig.11. Z brele sistem

triughiular cu montan i suplimentari.


59/69

Fig.12.Ferme cu bare suplimentare Fig.13.Z brelute ncrucisate si in K


60/69

2. Ferme uoarea. Alctuire

Fermele uoare sunt executate din profile laminate la cald saudin profile din tabl sub ire formate la rece ; pot intra n aceast

categorie i fermele executate din evi cu sec iune transversal rotund sau dreptunghiular.

Fermele uoare intr n general n alctuirea structurilor halelorcu acoperiuri uoare, care nu au mijloace de ridicare i transportsuspendate de arpanta acoperiului, deschiderile halei putndavea pn la 21 m, eventual pna la 30 m.

Prin ferme uoare se n eleg acele tipuri de ferme care se pot

executa din elemente simple: corniere, profile U, tuburi etc. carecer mbinri i prinderi la noduri pu in complicate i n general conduc la un consum de metal suficient de redus.

O serie de elemente caracteristice acestui tip de ferme varezulta din cele ce urmeaz.

Tlpile grinzilor cu zbrele uoare se pot executa din ctedou corniere laminate la cald cu aripi egale sau neegale , dinprofile U, din evi sau din dou table sudate n T (fig.14). n cazul

cnd se utilizeaz profile cu pere i sub iri formate la rece acestea pot fi corniere simple sau cu ciocuri , profile n form de plarie ,dou profile U, tuburi (fig.15).

Zbrelele se alctuiesc din elemente simple n func ie de valoarea efortului , de sec iunile tlpilor ,urmrindu-se , n special la fermele din profile formate la rece , ca prinderea lanoduri s se fac pe ct posibil direct , fr gusee. Unele exemplesunt date in fig.16.


61/69

Fig.16. Sec iunile zbrelelor fermelor uoare :a-laminate ; b-profile ; c-profile formate la rece.

b. Alctuirea nodurilor

La alctuirea nodurilor fermelor cu zbrele se va tine seama deregulile date n lucrarea [31] ; deosebit de aceste reguli se au nvedere unele particularit i, care rezult din modul cum se

alctuiesc i se mbin sec iunile barelor din profile cu pere i sub iri .

Nodurile grinzilor cu zbrele alctuite din profile cu pere i sub iri , din laminate la cald (4-6 mm) , se fac dup regulile obinuite . n fig. 17. sunt date unele exemple.

Fig.14. Sec iuni pentru tlpile fermelor uoare dinprofile laminate .

Fig.15. Sec iunile tlpilor fermelor din profile cu pere i sub iri formate la rece.


62/69

Fig.17. Noduri pentrugrinzi cu zbrele dinprofile laminate.

Fig.18. Noduri pentru grinzi cu zbrele din profile cu pere i sub iri formate la rece.

Fig.19. Noduri pentru grinzi cu zbrele dinevi.

Nodurile grinzilor cu zbrele realizate din profile cu pere i sub iri , formate la rece au alctuirea din fig.18, iar pentru cele din evi este dat un exemplu n fig.19.

3. Ferme grelea. Alctuire

Prin ferme grele se n eleg toate categoriile de ferme executate din bare realizate din tabl sau profile laminate lacald , altele dect cele cu pere i sub iri . Astfel de ferme se folosesc pentru diferite deschideri , dar mai ales la deschideri de24 m i mai mult , cnd ncrcrile sunt mari i foarte mari, cndstructurile din care fac parte sunt supuse la solicitari mari i

foarte mari.Exist desigur o ntreag gam de astfel de ferme, diferentiate

prin mrimea deschiderilor, a ncrcrilor sau pe baza ambelorcritrii i deci vor rezulta ferme normale , grele i foarte grele.


63/69

Din punctul de vedere al alctuirii , aceste ferme vor fiprezentate separat n ferme cu sec iunile tlpilor simple i n ferme cu sec iunile tlpilor duble.

n ceea ce privete forma i sistemul de zbrele , cele artate

la paragraful 1 din acest capitol se aplic i la fermele grele ; suntmai rar utilizate fermele triunghiulare.

b. Ferme cu tlpi avnd sec iunea cu un perete

Sec iunile tlpilor acestor ferme pot fi alctuite din cornier cu aripi egale sau neegale, din profile U alturate , din profile dubluT laminate sau din profile T, alctuite din dou table sudate (fig.

20.), n func ie de:

Fig.20. Sec iuni pentru tlpi cu un

perete.

Fig.21.Noduri la grinzi cu zbrele cu unperete.


64/69

valoarea eforturilor din tlpi i de model n care se transmitfermei ncrcrile de la acoperi; cnd tpile sunt supuse launlele ncrcri ntre noduri , se adopt sec iuni care rezist bine la compresiune cu covoiere.

Fig.22. Nod cu nndirea tlpilor.

Sec iunile zbrelelor se fac din corniere aezate alturate sau n cruce i eventual din profile U. Alctuirea nodurilor fermelor cu

tlpile avnd sec unea cu un perete se face n mod variat dup forma sec iunii tlpii (fig.21.). La fermele cu tlpile din corniere , profile U sau dublu T prinderea zbrelelor la noduri se face cuajutorul guseelor; la cele cu tlpile n T prinderea se poate facedirect , cu guseu sudat de inima sec iunii tpii sau cu guseu introdus n locul inimii , care se ntrerupe n zona nodului.

La nodurile n care se face nndirea tlpilor se prevd eclisede nadire(fig.22).

c. Ferme cu tlpi avd sec iuneacu perete dublu

Sectiunea tlpilor cu pere i dubli se pot face din corniere sau profile U deprtate , din table sudate cu o talp i dou inimi(sec iuni n II), din table cu sec iune nchis, din profile n formde H, realizate din table solidarizate prin sudur (fig. 23.) n func ie de valoarea i natura eforturilor din tlpi.

Sec iunile zrelelor , din punct de vedere al formei , sunt

determinate de alctuirea sec iunilor tlpilor ; zbrelele pot fi


65/69

alctuite din corniere,

Fig.23. Sec iuni pentru tlpi cu perete dublu

Fig. 24. Noduri la grinzi cu tlpi cu perete dubludin profile U , din profile dublu T, dispuse ca in fig. 24, unde suntdate unele exemple de alctuire a nodurilor . Ori de cte ori esteposibil prinderea zbrelelor se face direct ; cnd prinderea directnu poate fi realizat se introduce gusee.

4.Grinzi cu z brele longitudinale

a. Rolul grinzilor longitudinale i aezarea lor

Grinzile longitudinale apar n structurile halelor industrialecnd distna ele ntre stlpi n sens longitudinal halei sunt mari, de 18, 24, 30 m i mai mult i cnd alctuirea structurii rpantei


66/69

acoperiului are ferme la distan e mai mici, de exemplu 6 sau12 m ; grinzi longitudinale se prevd de asemenea n traveele ncare sunt suprima i stlpii. n primul caz, grinzile longitudinale sunt prevzute pe toate irurile longitudinale de stlpi sau pot

lipsi pe irurile marginale , unde stlpii pot fi aezacorespunztor distan elor dintre fermele acoperiului.

Ca urmare, grinzile longitudinale n aceast situa ie servesc pentru sus inerea fermelor acoperiului halelor n care distan a ntre fermele acoperiului este mai mica dect distan a ntre stlpi.

Grinzile longitudinale au tlpile paralele i sunt aezate ntrestpi, reazemul de la talpa superioar putnd fi asezat pe

captul stlpului.

b. Alctuirea grinzilor longitudinale ; prinderi de stlpi

Grinzile longitudinale au tlpile paralele i sistemul dezbrele dereptunghiulare sau triunghiulare cu bare suplimentare,acesta fiind preferat pentru c ofer o posibilitate mai simpl deprindere a fermelor de grinda longitudinal (fig.25.). Esterecomandabil, pe ct posibil, ca pe o grind longitudinal srezeme cel p

Constructii Metalice Final

Documents

Transcript of Constructii Metalice Final