Cosuri de fum

20
Grigorean Vlad-Ionut IC, M1, grupa 2 COSURI DE FUM DIN BETON ARMAT Anul universitar: 2012 2013

description

Referat

Transcript of Cosuri de fum

Page 1: Cosuri de fum

Grigorean Vlad-Ionut

IC, M1, grupa 2

COSURI DE FUM DIN

BETON ARMAT

Anul universitar:

2012 – 2013

Page 2: Cosuri de fum

CUPRINS:

1. Consideratii generale

2. Criterii de clasificare a cosurilor de fum

3. Alcatuirea cosurilor de fum

4. Lucrari anexe cosurilor de fum

5. Caracteristici termice

6. Alcatuirea fundatiilor

7. Canalul de fum

8. Executia cosurilor de fum

Page 3: Cosuri de fum

1.CONSIDERATII GENERALE

Cosurile de fum sunt constructii speciale, realizate din zidarie de caramida, beton

armat sau metal care au rolul de a evacua in atmosfera la mare inaltime gazele si fumul ce

rezulta din ardere, asigurand totodata tirajul necesar arderii.

Primele cosuri din beton armat au fost realizate la inceputul secolului trecut. Aparitia

lor a fost precedata de aceea a cosurilor de beton simplu, carora le-au luat locul incetul cu

incetul, datorita avantajelor pe care le prezentau fata de acestea. Dezvoltarea lor nu a fost prea

rapida, fiind tinuta in loc de lipsa unui sistem unitar de calcul a modului nesigur de

comportare la temperaturi ridicate si mai ales datorita dificultatilor de executie.

Odata cu aparitia cofrajelor glisante s-a deschis un orizont mai larg pentru cosurile de

fum din beton armat, totusi forma lor in general tronconica a continuat sa constituie o piedica

pentru dezvoltare pe cale larga a executarii cosurilor de fum in acest sistem.

Printre constructorii care au adus elemente originale in realizarea unui schelet potrivt

pentru cosurile de fum monolite si prefabricate, trebuie mentionati inginerii Lupescu si Soru,

ale caror tipuri aparute au fost apreciate in literatura tehnica si se gasesc in primele carti

tiparite despre cosuri de beton armat si in revistele europene de specialitate.

In diferite tari, au fost alcatuite norme tehnologice pentru executarea pe scara

industriala a cosurilor de fum din beton armat, pana la inaltimi care depasesc 100 m.

Paralel cu cosurile monolite s-au dezvoltat si cosurile prefabricate din beton armat.

Acestea sunt rigidizate prin portiuni de beton turnat la fata locului, armate si ele, care

completeaza scheletul de rezistenta, pentru a rezista la eforturile care apar. Aceste cosuri

prezinta avantajul unei executii facile, care duce la o scadere a costului manoperei si o sporire

a vitezei de lucru, fara a fi necesar un utilaj costisitor.

In general, cosurile de beton armat sunt mai economice decat cele de zidarie de la

inaltimi de 50 – 60 m in sus, inaltimi de la care cosurile de zidarie cer grosimi mari de pereti,

devin prea grele si necesita fundatii costisitoare, care incarca foarte puternic terenul de

fundatie. Un dezavantaj suplimentar al cosurilor de caramida este ca dau fisuri si din aceasta

cauza trebuie prevazute legaturi suplimentare metalice orizontale si uneori verticale.

Cosurile de beton armat, dimpotriva, au avantajul unei bune rezistente la toate

solicitarile care au loc. Ele au dimensiuni mai reduse; in consecinta au greutati totale mai mici

decat cosurile de caramida, si cer fundatii mai usoare. In schimb ele sunt constructii delicate,

care cer o atentie sporita, atat in proiectare cat si in executie. Cosurile din beton armat se

racesc mai repede decat cele din caramida sau beton nearmat, care au grosimi mult mai mari.

Fata de zidaria de caramida, betonul are un coeficient de dilatatie mai mare, ceea ce

impune la executie anumite precautii suplimentare.

Page 4: Cosuri de fum

2.CRITERII DE CLASIFICARE A COSURILOR DE FUM

Din punct de vedere al executiei, cosurile de fum din beton armat pot fi alcatuite din:

beton armat monolit, caz in care se pot executa fie cu cofraje obisnuite, fie cu cofraje

glisante;

elemente prefabricate, care la randul lor pot fi de doua feluri:

o prefabricate care indeplinesc rolul de cofraj, masa principala de material fiind

alcatuita din beton turnat;

o elemente prefabricate, legate intre ele cu beton turnat (cantitatea turnata fiind

foarte redusa) care formeaza insasi scheletul de rezistenta al cosului.

Din punct de vedere al formei, se disting cosuri cilindrice si tronconice. Cosurile

cilindrice se construiesc foarte usor in cofraj glisant de lemn sau metalic si sunt ridicate pana

la inaltimi de 60 m. Cosurile tronconice sunt cele mai curente si se folosesc pentru inaltimi

mai mari, din motive de economie si stabilitate. Ele se sontruiesc fie turnate monolit, fie

prefabricate si capata un fruct de 1,5-2,5 %. Uneori, din motive estetice, se da un fruct mai

mare. In general se da o conicitate medie de 2%.

Din punctul de vedere al temperaturii gazelor la intrarea in cos se obtine urmatoarea

clasificare:

cosuri reci (t ≤ 100oC);

cosuri calde (t = 100oC - 300

oC);

cosuri fierbinti (t > 300oC).

Page 5: Cosuri de fum

3.ALCATUIREA COSURILOR DE FUM

a. Cosuri de fum turnate monolit

Fig.1 Cos de fum monolit de 90 m inaltime

Page 6: Cosuri de fum

Cosurile de fum turnate monolit, au pentru cazuri curente peretii cu grosimea de 15 –

25 cm, uneori chiar mai mult, in portiunile unde patrund canalele de fum. Ele se armeaza atat

orizontal, cat si vertical. Cosurile se armeaza in general dublu: o serie de armaturi exterioare

si o serie de armaturi interioare. Se utilizeaza armaturi de 8 – 16 mm diametru cu distante de

10 – 20 cm. Numai la cosurile foarte inalte, la partea inferioara sunt necesare armaturi mai

groase de 16 mm.

Armaturile cele mai solicitate sunt cele orizontale asezate in exterior; acestea au rolul

de a rezista tendintei de fisurare, ce apare din cauza dilatarii termice. (Fig. 1)

Armaturile verticale au o importanta redusa, jucand rolul unor armaturi de repartitie,

atat timp cat vantul si seismul nu dau momente incovoietoare care sa provoace intinderi in

beton.

La cosurile inalte, la partea inferioara apar eforturi de intindere importante din cauza

momentului incovoietor provocat de vant si cutremure. La aceste cosuri, armaturile joaca un

rol important; ele preiau toate eforturile verticale de intindere. Din aceasta cauza la cosurile

mai inalte de 60 m, armaturile verticale devin importante si se da o mare atentie

dimensionarii, asezarii lor si in special innadirilor de armaturi, care nu trebuie facute in

aceeasi sectiune, ci esalonat pe inaltimea cosului.

Betonul se executa de clase ridicate, peste C16/20 cu o granulometrie ingrijita, cu

granule de maxim 30 mm. Executarea betonului se face prin vibrarem utilizand un beton

vartos, vibrat, sau un beton plastic, cu o raspandire medie de 48 – 50, in cazul in care nu se

dispune de instalatie de vibratie.

b. Cosuri prefabricate

Exista in prezent mai multe metode de executie de asemenea cosuri. In cele ce

urmeaza se vor analiza cateva sisteme mai des folosite.

In figura 2 sunt reprezentate unele dintre cele mai vechi tipuri. Piesele prefabricate

sunt astfel create, incat sa prinda intre ele samburi de beton armat turnat la montarea

prefabricatelor si care asigura stabilitatea necesara la sarcinile verticale si orizontale. Acest

sistem este recomandabil pentru inaltimi mici de cosuri, cel mult pana la 50 m.

Diferitele sisteme intrebuintate in trecut sunt indicate in figura 2, a,b,c,d,e. Sistemul

din figura 2e are avantajul ca reduce cantitatea de beton turnat odata cu montarea

prefabricatelor.

Fig. 2 Elemente prefabricate pentru cosuri de fum

Toate aceste sisteme se folosesc la inaltimi mici de cosuri si pana la 60 m, deoarece

elementele de beton turnat, inglobandu-se in grosimea prefabricatului, nu poate capata

dimensiuni prea mari. Avantajul mare pe care il prezinta este ca dau in exterior o forma

perfect circulara sau poligonala, ceea ce da imbunatatiri in comportarea la actiunea vantului.

Page 7: Cosuri de fum

Fig. 3 Cosuri de fum din

prefabricate si stalpi turnati

monolit

Pentru cosuri de inaltimi mai mari, se folosesc tipurile indicate in Fig. 3 si Fig. 4.

Tipul din figura 3 reprezinta un sistem care a fost mult folosit in trecut. Elementul principal de

rezistenta este un cadru spatial alcatuit din stalpi vertical si grinzi inelare orizontale, intre care

se aseaza boltarii prefabricati ai cosului. Sistemul este parasit si inlocuit cu boltari care prin

alcatuirea lor formeaza insasi cofrajul portiunii care urmeaza a fi turnata, fara a o obliga in

acelasi timp sa aiba numai grosimea boltarilor. Se ajunge astfel la cosurile in clavouri. (Fig. 4)

Fig. 4 Cosuri de fum in clavouri

Asemenea tipuri sunt cele din figura 4 cu care s-au realizat cosuri de peste 100 m

inaltime, dand rezultate foarte bune si care realizeaza acelasi sistem de rezistenta ca cel din

figura 3. Pentru reducerea greutatii pieselor prefabricate de la partea de jos a cosului, care sunt

mai grele decat restul, poate fi folosit un sistem in care piesele prefabricate sa aiba lungimea

pe jumatate cat distanta intre doi stalpi. Un capat al fiecarei piese formeaza o nervura de

rezistenta, iar celalalt capat realizeaza legatura intre boltari.

Fig. 5 Cosuri de fum cu prefabricate servind drept cofraj

In figura 5, a si b, sunt prezentate doua tipuri de cosuri la care prefabricatele au

exclusiv rolul de cofraj pentru masa de beton care se toarna monolit intre ele.

Trebuie mentionat ca atunci cand in calcul static se conteaza pe rezistenta la

compresiune a prefabricatelor tinand seama de rezistenta mai slaba a mortarului de la rosturi,

nu se da in ansamblu betonului turnat si prefabricatelor decat o rezistenta de compresiune de

30 – 40 kg/cm2.

Cand insa se conteaza in rezistenta numai pe betonul turnat monolit intre prefabricate,

se tine seama ca existenta prefabricatelor reprezinta o rezerva importanta de rezistenta si se da

un spor de rezistenta betonului cu 20 – 30% fata de cea a constructiilor curente.

Page 8: Cosuri de fum

Orizontal, cosurile prefabricate sunt legate cu inele de armatura din otel-beton

asezateintre clavouri sau cu mustati de otel rotund, ce ies din ele. Armaturile orizontale se fac

astfel incat sa se acopere lungimea mai multor clavouri, iar intreruperea armaturilor se

alterneaza la diferite rosturi. (Fig.6)

Cornisele nu sunt necesare la aceste cosuri si se suprima. In schimb, la cosuri foarte

inalte se amenajeaza la partea superioara posibilitati de circulatie necesare intretinerii.

Fig. 6 Cos de fum in clavouri. Dispozitie generala. Detalii

Page 9: Cosuri de fum

4.LUCRARI ANEXE COSURILOR DE FUM

a. Instalatii anexe

Scari de acces, centuri de siguranta si balcoane de vizitare. Pentru inspectarea si

intretinerea cosurilor, in peretele lor se monteaza scari care permit accesul pana la varf, prin

interior la cosuri incadrate in ansambluri de constructii si prin exterior la cosuri mari.

Scara se poate realiza din trepte din otel-beton sau din panouri prinse din loc in loc cu

buloane trecute pirn peretii cosului. La cosurile turnate monolit asezarea si ancorarea treptelor

se va face la betonarea peretilor. Treptele au laturi de 60 – 70 cm si in mod obisnuit sunt

facute din otel rotund (ϕ = 20 – 25 mm).

Distanta obisnuita intre trepte este de 30 – 40 cm si este constanta pentru acelasi cos.

Distanta primei trepte de la sol va fi circa 5 m pentru a nu fi accesibila urcarea trecatorilor, in

special a copiilor. Distanta de la treapta la perete se face de 15 – 20 cm. La 4 – 5 trepte, se

prevad inele de siguranta distantate intre ele cu cel mult 1,60 m, pentru ca un muncitor care se

urca pe cos sa se poata rezema pe ele, daca oboseste. Aceste inele de siguranta se fac din

vergele de otel rotund ϕ18 – 20 mm, sau din platbande de sectiune echivalenta. Ele trebuie sa

poata inchide un contur de 500 – 600 mm si pot avea vergele de legatura longitudinale care

dau o mai mare siguranta celui care urca treptele. La cosurile mai inalte de 15 m inelele de

siguranta sunt obligatorii. (Fig. 7)

Fig. 7 Scari pentru cosuri de fum alcatuite din

trepte izolate si centuri de siguranta

La varful cosurilor foarte inalte, se prevad odihne si platforme de lucru; este de

recomandat chiar un balcon circular. Acesta poate fi executat din piese fine metalice sau chiar

din beton armat la cosurile foarte mari.

La cosurile importante este bine sa se monteze trepte si in interior pentru vizitare si

reparatii; lipsa vizitarii usoare face ca uneori , zidaria refractara sa se degradeze si sa sufere si

scheletul de rezistenta din beton armat fara ca sa se stie in exploatare.

La varful cosului este recomandabil de asemenea sa se monteze inele si ancore

metalice, pentru a se prinde su usurinta schele interioare si exterioare pentru eventuale

reparatii.

Treptele si centurile vor fi protejate contra ruginii prin vopsire.

Paratrasnete. Un alt accesoriu al cosurilor de beton este paratrasnetul. Numarul de

paratrasnete necesare se prescrie in functie de inaltimea cosului. Inaltimea barelor

paratrasnetului, peste varful cosului, trebuie sa fie 0,05h, unde h este inaltimea cosului de la

sol. Ele se plaseaza la maximum 0,5 m lateral scarilor. Varfurile de paratrasnet se vor lega

intre ele printr-un cerc metalic, legat la cablul de legatura al paratrasnetului.

Page 10: Cosuri de fum

La cosurile mai inalte de 50 m, sau cu diametrul interior al gurii cosului mai mare de

2,20 m se vor prevedea doa legaturi independente cu pamantul.

In pamant, sub nivelul terenului, cablele de paratrasnet se leaga impreuna,. Cablul care

leaga paratrasnetul de pamant va fi din otel, cu varful sudat dintr-o piesa de otel inoxidabil.

Contactul cablului cu pamantul se face in primul strat acvifer, daca acesta este la nivel

apropiat si la adancime coborata, de cel putin 1 m sub nivelul talpii de fundatie; in caz contrat,

se face printr-o placa de cupru asezata pe un strat de zgura si clorura de sodiu de cel putin 20

cm grosime.

Semnalizare. Cosurile vor fi prevazute cu semnalizare luminoasa, in special cele

foarte inalte si cele din vecinatatea aeroporturilor. Pentru aceste semnalizari se vor utiliza

semnale stabilite de aeroporturile invecinate.

Aparate de masura. In canalul de conducere a gazelor la cosuri, sau in partea

inferioara a cosului, se vor prevedea locasuri speciale pentru montarea aparatelor de control al

tirajului, temperaturii, vitezei si presiunii gazelor. Aceste locasuri vor fi prevazute cu usi de

acces si vor avea dimensiunile cerute de instalatiile ce se vor face.

b. Zidaria interioara a cosurilor de fum

Cosurile de beton armat se captusesc in interior cu o camasa izolatoare, pentru ca

temperatura mare din interior sa nu ajunga la peretii de beton armat. Aceasta izolare termica

se face din caramida refractara sau caramida obisnuita si din diferite straturi izolatoare

realizate din goluri de aer, zgura, dialit, etc. Un calcul termic trebuie sa justifice modul de

izolare admis.

Oricare ar fi modul de inzidire al cosurilor in vederea izolarii termice, este neaparat

necesar sa aceasta inzidire sa fie astfel facuta incat sa aiba posibilitatea de dilatare si miscare

la variatiile de temperatura.

Un perete de beton armat poate suporta intre cele doua fete, fara pericolul unei fisuri

exagerate, o diferenta de temperatura de circa 60oC. Ori prin introducerea izolatiei de

protectie se cauta a se obtine tocmai micsorarea de temperatura dorita, intre cele doua fete ale

peretelui de beton armat.

Captusirea se face in functie de temperatura gazelor introduse, in diferite feluri. In

cazurile cele mai obisnuite se zideste o camasa de zidarie refractara in grosime de 12,5 cm.

La cosuri foarte mari, peste 70 m inaltime, la primii 20 m precum si la temperaturi

foarte mari, se prevede o camasa de zidarie de

protectie cu grosimea de 25 cm. Apoi se lasa

un spatiu de 5 – 15 cm pana la peretele de

beton armat, care formeaza spatiul izolator

propriu-zis si care se umple cu dialit,

kiesselgur, zgura granulata de furnal, vata de

zgura, etc. Uneori, la cosurile cu temperaturi

reduse a gazelor acest spatiu ramane gol.

Trebuie mentionat ca zidaria refractara

nu izoleaza termic mai bine decat zidaria de

caramida obisnuita, este insa mai rezistenta

termic decat zidaria obisnuita, care la flacara

sau temperaturi inalte, se macina. Uneori se

foloseste caramida refractara numai pe treimea

inferioara a cosurilor, in special la cele mici,

cum sunt cele de calorifer, iar in rest se foloseste Fig. 8 Console pentru sustinerea

caramida obisnuita. zidariei

Page 11: Cosuri de fum

In general, o zidarie de caramida obisnuita nu sufera daca diferenta de temperatura

intre cele doua fete ale zidului nu depaseste 200oC.

Acoperirea de beton a armaturii din piesele de beton armat se lasa de 3 cm, pentru ca

eventualele fisuri, care se pot produce in timp in captuseala, sa nu permita gazelor sa atace

direct armatura din beton. La prefabricate, aceasta acoperire se poate lasa de 1,5 cm.

Ca sa nu apara eforturi suplimentare datorita dilatarii diferite a betonului, fata de

captuseala de zidarie din interior, captuseala de caramida se face pe tronsoane de 7 – 10 m

inaltime, care reazema fiecare pe console scoase din peretele de beton armat al cosului.(Fig.8)

Acest mod de rezemare, cu ingrosarea zidului de beton armat, da rezultate bune numai la

temperaturi reduse sub 300oC. La temperaturi mai inalte, betonul armat se incalzeste

neuniform si se produc zone cu fisuri puternice.

In cazul cand intre zidarie si beton se prevede zgura, pentru ca aceasta sa nu se taseze,

se scoate cam din 3 in 3 metri un sir de caramizi in consola (Fig.9a) spre spatiul izolant, ca sa

il compartimenteze.

Zidaria de protectie se poate rezema si prin bolti tot din zidarie, zidite pe consolele

lasate din perete, ca in fig. 9b. Acest sistem este indicat pentru temperaturi foarte inalte.

In fig. 10 se arata modul de rezemare al zidariei de izolatie in cazul unui cos

prefabricat. Aceasta reazema pe grinzi de beton armat prefabricate, care la randul lor reazema

pe niste console scoase din stalpii turnati.

Pentru ca si grinzile sa poata sa se deformeze liber, ele sunt prinse de console, la un

singur capat, cu un dorn metalic.

Fig. 9a Zidirea Fig. 9b Rezemarea zidariei Fig. 10 Sustinerea zidariei pe

captuselii de caramida de caramida pe bolti la grinzi prefabricate la cosurile

la cosurile izolate cu temperaturi > 300oC executate din clavouri

materiale granulate

La partea superioara a cosului, rostul dintre zidaria refractara si peretele de beton

armat se executa asa cum indica fig. 11. Se prevad de obicei deasupra gurii cosului, placi

protectoare de bazalt artificial, un inel dintr-un beton special, sau o camasa de fonta, care sa

reziste la acizii din fum (acid sulfuric). Aceasta camasa de protectie se face cu panta de circa

3% spre interiorul cosului.

Se poate utiliza si o caramida antiacida, care sa apere varful cosului; uneori, la partea

superioara a cosului pe ultimii 3 metri, se construiesc peretii din zidarie cu astfel de caramizi.

Pe fundul cosului se prevede de asemenea pardoseala din caramida antiacida. Fundul

cosului nu trebuie lasat drept, ci cu pante, astfel incat sa permita curatirea cenusii, care se

depune neincetatpe fund. Planseul care reazema gratarele de fund la cosuri cu temperaturi

foarte mari, se face cu reazeme mobile pentru a permite miscari si a anihila eforturile produse

prin dilatare neegala. (Fig. 12) Pentru curatirea cenusii, se prevede la cosurile cu temperaturi

foarte inalte, o gura de curatire sub nivelul canalului de fum.

Page 12: Cosuri de fum

Fig. 12 Planseu pentru gratar

Fig. 11 Varf de cos la fundul unui cos

Page 13: Cosuri de fum

5.CARACTERISTICILE TERMICE

Rolul cosurilor industriale este de a evacua in atmosfera la inaltime gazele rezultate

din arderea diversilor combustibili si de a asigura totodata tirajul in camera de combustiune a

cazanului sau cuptorului respectiv. In consecinta, diametrul la gura cosului se determina astfel

incat sa fie posibila evacuarea gazelor de ardere.

Viteza gazelor arse din cos este de 4 – 6 m/s in mod exceptional 8 m/s.

Inaltimea cosului de fum se determina astfel incat sa se poata produce miscarea

gazelor arse in cos, adica sa existeo diferenta de presiune suficienta intre punctul de intrare al

gazelor in cos si varful cosului. Aceasta presiune trebuie sa invinga pierderile suferite prin

frecare, racirea gazelor, etc.

Temperatura medie a aerului depinde de conditiile locale climatice si de inaltimea

cosului. Se admit in calculul tirajului urmatoarele temperaturi medii ale aerului la partea de

jos a cosului in exterior:

- clima calda 15 – 25oC;

- clima temperata 5 – 20oC;

- clima rece -10 – 15oC.

Temperatura gazelor scade pe inaltimea cosului la lucrari curente, cu circa 0,6 – 1oC

pe metru de cos.

In general, pentru cazane, temperatura de intrare in cos a gazelor variaza dupa natura

combustibilului folosit, si incepe de la 180oC pentru lemne pana la 300

oC pentru pacura.

Pentru cuptoare industriale se poate ajunge la temperaturi inalte ce depsasesc 1000oC.

Elementele de baza in calculul termic al cosurilor sunt: necesarul debitului de aburi pe

ora; felul combustibilului; consumul pe ora; temperatura gazelor de ardere la intrarea in cos;

tirajul necesar.

In calculul termic trebuie studiate mai multe probleme distincte:

- transmiterea caldurii prin peretii cosului si stabilirea temperaturii intr-un punct

oarecare a peretelui;

- calculul eforturilor orizontale din pereti provenite din incalzirea cosului;

- calculul eforturilor verticale din pereti provenite din incalzirea cosului.

Page 14: Cosuri de fum

6.ALCATUIREA FUNDATIILOR

Fundatiile cosurilor se fac in mod obisnuit mai adanci decat fundatiile celorlalte

constructii industriale. Ele sunt constructii grele, su suprafete mici de fundatie si adesea au

nevoie de a lasa spatiul necesar asezarii canalelor de fum sub nivelul terenului.

Cosurile de zidarie si de beton armat de dimensiuni mici pot fi construite pe fundatii

de beton simplu nearmat sau beton slab armat. Cosurile mai mari se fundeaza pe placi rotunde

de beton armat cu grosime constanta sau variabila, formand radiere rotunde sau poligonale,

dupa forma cosului. Aceste radiere ajung cateodata la grosimi foarte mari, 4 – 5 m, din cauza

eforturilor mari de alunecare si forfecare ce apar. Asemenea grosimi de fundatii pot fi

realizate si la cosurile foarte inalte, peste 70 – 80 m inaltime, deoarece la asemenea lucrari e

necesar un pamant bun de fundare, iar fundatia este foarte rar plasata la o adancime mai mica

de 5 m.

Armatura radierelor se face din vergele de otel cu diametre pana la 25 mm. Pentru

aceste armaturi otelul OL38 da rezultate foarte bune. Armaturile se pun circular si radial in

dreptul peretilor cosului si pe doua directii rectangulare in mijlocul placii de radier. Se prevad

vergele de armaturi ridicate si agrafe care sa lege straturile de armaturi ale radierului de la

partea inferioara si superioara. (Fig. 13)

Fig. 13 Armaturi in fundatii de cosuri

La cosurile cu inaltimi de 70 – 80 m nu se fac fundatii pe placi cu nervuri. Placile se

fac cu grosimi de 30 – 100 cm, iar nervurilor li se da inaltimea permisa de adancimea de

fundare si imprejmuirile cosului. Se pot face astfel nervuri cu inaltimi de 5 – 7 m si chiar mai

mult. (Fig. 14)

Page 15: Cosuri de fum

Fig. 14 Tipuri de fundatii de cosuri

Nervurile trebuie bine legate la partea lor superioara cu un inel armat, in grosimea

cosului si care e supus la compresiune. La partea inferioara, nervurile intra in radier si sunt

legate prin armaturile intinse, circulare ale radierului.

Radierul care reazema pe nervuri si pe peretii cosului, se face cu o grosime de cel

putin 30 cm. Calculul indica la cosurile mari ca acest radier sa fie mai gros pe portiunea

interioara, rotunda a cosului si mai subtire pe portiunile iesite in consola unde nervurile pot fi

asezate oricat de apropiat.

Un calcul absolut riguros al fundatiilor de cosuri este dificil de facut din cauza marelui

numar de ipoteze de incarcare posibil si din cauza neuniformitatii pamantului pe care se

fundeaza. Din aceasta cauza cat si din cauza rigiditatii mari ce se da talpilor de fundatii, apare

neindicat a se considera fundatia ca o placa elastica si sa se tina seama de deformarile ei.

In schimb, se va tine totdeauna seama de continuitatea placii de fundatie in dreptul

peretilor cosului si se vat ine seama si de momentele incovoietoare ce se pot naste in peretii

cosului din cauza deformarii placii care se fundeaza.

Page 16: Cosuri de fum

7.CANALUL DE FUM

Canalul de fum al unui cos se plaseaza in mod obisnuit sub nivelul terenului. Acest

fapt contribuie adesea a impune fundatiilor de cosuri o adancime mare.

Asezarea canalalelor de fum la nivelul terenului, total sau partial, are dezavantajul de a

impiedica circulatia in jurul cosului si nu se utilizeaza decat atunci cand cosul este foarte

aproape de instalatia de producere a gazelor de evacuat.

La cosuri foarte mari, canalele de fum se pun la inaltime, fiind sustinute pe o

constructie de beton armat, care are forma unei estacade si care se alcatuieste astfel incat

cosul sa aiba asigurate miscarile necesare dilatatiei.

Intre cos si canalul de

fum se lasa un rost de dilatatie

bine inchis prin sicane, care sa

nu dea loc la schimburi de aer

sau gaze cu exteriorul, dar

care sa nu impiedice dilatatia

constructiei.

Cosurile mari pot fi

deservite de doua canale de

fum, ceea ce reprezinta si o

posibilitate de intretinere si

reparatie in timpul exploatarii

cosului.

Canalele de fum sunt

constructii inzidite in interior

complet cu caramida

refractara sau obisnuita dupa

temperatura gazelor de

evacuat. La inzidirea canalelor

de fum, se vor lasa in zidarie

spatiile izolatoare necesare

pentru ca zidaria refractara sa

se poata dilata in voie si ca

betonul armat sa fie aparat de

temperaturi prea inalte. In

acest scop pereti si plafonul

canalului de fum vor fi izolati

similar peretelui cosului,

tinand seama ca atunci cand

canalul de fum e complet

ingropat, racirea betonului se

face cu mai mare greutate.

Fig. 15 Canale de fum

Page 17: Cosuri de fum

8.EXECUTIA COSURILOR DE FUM

Cosurile de fum sunt constructii inalte la care schela de executie este foarte

costisitoare. De aceea, pana ce nu s-a pus la punct ececutia cofrajelor alunecatoare,

dezvoltarea cosurilor de beton armat turnat monolit a fost tinuta in loc, fiind preferate cosurile

de zidarie, care folosesc schele interioare.

Cosurile prefabricate sunt mai usor de executat, executia lor apropiindu-se mult de cea

a cosurilor de caramida, caramida reprezentand ea singura, cel mai simplu prefabricat.

In umtimul timp insa, a luat o mare extindere, folosirea cofrajelor alunecatoare, care

nu reazema pe schela, ci pe partea de cos executata in prealabil, suprimandu-se astfel complet

schela exterioara si reducandu-se instalatia interioara la un bob pentru transportul betonului si

a diferitelor materiale.

Dezvoltarea cofrajelor glisante a fost mult impiedicata de fructul care se da cosurilor.

Desi folosirea lor a fost posibila la inceput, numai la cosuri cilindrice, astazi exista cofraje

refolosibile metalice, similare celor glisante si care pot realiza fructul dorit.

a. Cofraje alunecatoare pentru cosuri cilindrice

Sunt formate din 2 cilindri de lemn de aproximativ

1,00 – 1,20 m inaltime, intre care se toarna peretii de beton.

Cei 2 cilindri sunt suspendati de o serie de cadre de lemn

prin care trec niste vinciuri de o forma speciala. Aceste

vinciuri reazema pe betonul peretilor, prin intermediul unei

armaturi verticale, alcatuita din vergele groase de 25 – 30

mm, care iese din beton in sus. Platforma de lucru reazema

tot pe cilindri de cofraje. (Fig. 16)

Piesele principale sunt vinciurile amintite. Acestea

sunt tevi filetate la exterior prin care sunt trecute armaturile

verticale care se numesc djecuri si se lasa cam din metru in

metru. La partea lor de jos, se monteaza o piesa

independenta, care se fixeaza strans de djecuri, astfel incat

formeaza un opritor pentru teava filetata. Peste teava se

aseaza o piulita puternica de care este legatcadrul care

sustine tot cofrajul si platforma, iar la partea superioara, de

teava, se fixeaza o parghie care o poate roti. Prin rotire,

teava filetata capata o miscare de inaintare, care insa nu este

permisa de piesa de fixare. Asa fiind, ea ramane pe loc si Fig. 16 Cofraje alunecatoare

ceea ce avanseaza este piulita cu tot cadrul agatat de ea. pentru executarea cosurilor

In acest mod cofrajul se ridica. Lucratorii rotesc pe

rand fiecare vinci un sfert de tura, astfel incat platforma se ridica uniform. Pentru ca, prin

rotirea in acelasi sens a vinciurilor, cofrajul sa nu sufere o torsiune, jumatate din vinciuri au

rotirea la stanga si jumatate la dreapta. Dupa ce piulita a parcurs tot filetul tevii, teava se

roteste in sens invers pana ce piulita ajunge din nou la partea inferioara a filetului. Cum

aceasta operatie se face pe rand la fiecare vinci – in momentul respectiv – platforma si

cofrajul reazema pe celelalte vinciuri si nu se da jos. Apoi presa de fixare se muta mai sus, se

fixeaza pe djec, teava este invartita in continuare in piulita sa si astfel cofrajul iniainteaza,

intrucat teava nu poate avansa fiind oprita de presa de fixare. Viteza unui asemenea cofraj

poate atinge 2 – 3 m pe zi, in functie de viteza de intarire a betonului si modul de organizare

al lucrului.

Page 18: Cosuri de fum

b. Cofraje reutilizabile pentru cosuri de fum conice

In interiorul cosului se face o schel din panouri prefabricate. Cofrajul cosului este de

data aceasta metalic. Se foloseste o camasa exterioara si una interioara, intre care se toarna

peretii de beton. Cele doua camasi inalte cam de 2,5 m sunt formate din panouri

dreptunghiulare si panouri trapezoidale, care dau forma tronconica dorita cosului si sunt

atarnate de schela interioara prin palane care le pot trage in sus.

Panourile care formeaza camasa, au

joantele intarite prin corniere care permit

legarea lor intre ele prin buloane. Panourile

de capat nu asemenea corniere la joanta

comuna si prin aceasta permit un joc al

diametrului camasii, obtinut prin

suprapunerea celor doua capete de tabla ale

panourilor. Pe masura ce, odata cu inaltimea,

diametrul cosului scade, cele doua capete se

suprapun tot mai mult si apoi, incet, incet, se

elimina cate un panou dreptunghiular. Daca

trebuie modificata pe drum conicitatea

cosului, se elimina un panou trapezoidal sau

se introduce un panou de tip special.

Dupa ce se toarna un tronson de cos

intr-un astfel de cofraj, buloanele acestuia se

slabesc si camasa este trasa in sus tot cu

ajutorul palanelor, agatate de schela

interioara, care se inalta odata cu cosul si

inaintea lui. Apoi se strang din nou

buloanele si se fac petrecerile cerute de

fructul cosului. (Fig.17)

Pe timp de iarna tot cofrajul inclusiv

platforma respectiva se imbraca intr-o

baraca, astfel incat operatia de betonare

poate continua si iarna. Principala

preocupare in timpul executiei cosurilor

trebuie sa fie mentinerea verticalitatii

cosului. Aceasta verticalitate se controleaza

mereu atat cu firul cu plumb cat si cu

ajutorul aparatelor topografice de precizie. Fig. 17 Cofraje reutilizabile pentru

Trebuie remarcat ca o deviere foarte cosuri tronconice

mica de la axul teoretic al cosului se observa

imediat, iar aspectul cosului lasa de dorit. Axul cosului se materializeaza printr-un reper

metalic, care se aseaza in centrul fundatiei cosului de fum. Din acest punct se verifica

incontinuu verticalitatea cosului si circumferinta respectiva. Pentru ca schela interioara sa

poata rezema in conditii bune se recomanda ca eventualele plansee sau pereti despartitoride la

baza cosului sa se execute dupa terminarea cosului intreg. Cum s-a aratat, tronconicitatea

cosului se realizeaza punand alaturi de panouri dreptunghiulare, panouri trapezoidale, iar

micsorarea diametrului cosului se realizeaza scotand rand pe rand panourile dreptunghiulare.

Acest lucru trebuie prevazut in proiect, aratandu-se exact panoul ce se scoate si in ce punct

anume. Proiectul unui cos de fum de beton armat are ca piesa obligatorie si proiectul

procedeului de constructie cu detaliile necesare, fara de care construirea lui nu este posibila.

Page 19: Cosuri de fum

Consolele de beton pe care se

aseaza captuseala de izolare

termica, se executa facand camasa

interioara din doua tronsoane pe

verticala, in timp ce camasa

exterioara se face dintr-un singur

tronson de circa 2,5 m inaltime.

Printr-o inclinare favorabila a

tronsonului superior, se pot realiza

consolele dorite (Fig. 18) In figura

18 este aratat modul de turnare al

varfului cosului.

Pentru realizarea golurilor –

cerute de canalul de fum, vizitare,

etc. – se introduc cofrajele care

marcheaza golul intre cele doua

camasi ale peretilor.

In sfarsit pentru introducerea

scarii exterioare de vizitare, se lasa Fig. 18 Console si varfuri de cosuri

goluri sau se prevad piese metalice

adecvate in peretii de beton. Trebuie adaugat ca, atat in cazul cofrajelor glisante cilindrice, cat

si in cazul cofrajelor tronconice, de platforma de lucru atarna la exteriorul si interiorul cosului

niste schele, care permit sa se finiseze peretii atat in interior cat si in exterior.

Trebuie evitata tencuirea exterioara a cosului. Din cofraje metalice sau de lemn, date

cu rindea si bine incheiate la rosturi, betonul are un aspect mai placut decat o tencuiala

superficiala si este mult mai rezistent. Toata atentia trebuie data ca betonul sa fie realizat cat

mai uniform si omogen si sa nu apara vizibile rosturile de lucru.

c. Executarea cosurilor din elemente prefabricate

Din elemente prefabricate se executa cosuri care au faza vazuta gata finisata din

prefabricate si cer cel mult o rostuire in exteriorul cosului.

Prefabricatele se executa de preferinta in cofraje metalice, pe mese vibrante. Executia

in cofraje de lemn, fara vibrare, nu aduce economii insemnate si in schimb se realizeaza o

calitate de beton mult mai inferioara. Se va utiliza un beton B200 – B300.

Grosimea pieselor prefabricate se face de obicei in functie de calitatea ce poate fi

asigurata in executie; la cofraje metalice, cel putin 4 cm, iar la cele din lemn, cel putin 6 cm.

Piesele prefabricate se fac cu greutatea in functie de utilajul disponibil; este

recomandabil insa ca aceste piese sa fie mai usoare de 200 kg ceea ce permite executia cu un

utilaj putin costisitor.

Cand lucrarile se fac cu clavouri, inaltimea acestora se ia de 20 – 30 cm.

Mortarul de inzidire al prefabricatelor se va face puternic, va avea cel putin rezistenta

de 200 kg/cm2 si o granulometrie studiata, nisipul fiin gruntos si asortat cu granule pana la 7

mm dimensiune maxima. Cantitatea de ciment prevazuta este de 500 – 600 kg la metru cub de

nisip.

Pentru mortare se instaleaza in centrul cosului un bob de ridicare.

Montarea este rapida. La un cos de 3 – 4 m diametru o echipa alcatuita din sef montor,

un fierar si 5 muncitori, la o inaltime de 60 – 80 m de la teren, poate monta pe zi 1,20 – 2,00

m de cos, lucrand la montaj 6 ore pe zi.

Page 20: Cosuri de fum

Bibliografie:

Mihail D. Hangan – „Betonul armat. Constructii industriale”, Editura Tehnica,

Bucuresti 1958