1.Clasificari funcţionale ale construcţiilor

Fiecare constructie are o destinatie functionala precisa, ştiută de proiectanţi, constructori şi utilizatori. Criteriul de funcţionalitate este cel mai important, in funcţie de acesta constructiile sunt împărţite în:

-Cladiri: -civile

- industriale

Constructii: -agrozootehnice

-constructii ingineresti

• Construcţiile civile mai pot fi clasificate in:

 

• clădiri rezidentiale• cladiri social culturale• cladiri administrative• cladiri comerciale si de administratie publica• cladiri pentru transporturi• cladiri pentru culte

3.Reglementari tehnice in constructii

Denumite pana in 1990 “prescriptii tehnice” intrucat aveau un caracter descriptiv si prescriptiv, “reglementarile tehnice” reprezinta principala componenta a sistemului de reglementari din constructii.Acestea cuprind in principal:

- Normative tehnice (coduri)- Ghiduri - Specificatii tehnice

Pentru caracterizarea fiecarui tip de reglementare pot fi avute in vedere urmatoarele definitii:NORMATIVE GENERALE= reglementari cu caracter general, obligatorii, care cuprind notiuni si principii generale , terminologii si clasificari, modul de considerare a agentilor, etc.NORMATIVE TEHNICE sau CODURI=reglementari tehnice cu caracter obligatoriu care detaliaza cerintele de calitate, definesc niveluri minime de performanta pentru constructii in ansamblu sau pentru diferitele diviziuni fizice ale lor si stabilesc modalitatile de evaluare –verificare ale acestora.

GHIDURI=reglementari tehnice cu caracter obligatoriu ce contin elemente exigentiale si elemente descriptive necesare conceptiei, proiectarii si executiei unui anumit tip functional de constructie. SPECIFICATII TEHNICE= reglementari tehnice cu caracter obligatoriu care precizeaza pentru un anumit tip de constructie setul specific de criterii si niveluri de performanta, alaturi de elementele necesare pentru verificarea si evaluarea performantelor.STANDARDELE= reglementari tehnice speciale, sunt documente aprobate de un organism specializat care furnizeaza reguli, linii directoare, caracteristici tehnice, simboluri, terminologie, in scopul de a se obtine un grad ridicat de ordine conceptuala si terminologica intr-un domeniu dat. In mare, acestea pot fi impartite in urmatoarele categorii:

- Standarde referitoare la materiale - Standarde referitoare la echipamente si diferite tipuri de elemente - Standarde de proiectare

CODURILE sunt mult mai detaliate decat STANDARDELE.

Cateva dintre cele mai reprezentative coduri pentru constructii se refera la: • proiectarea functionala ( a cladirilor cu diferite destinatii)• siguranta la foc • proiectare si analiza structurala (pt. diferite tipuri de structuri)• geotehnica si fundatii • proiectare de echipamente si instalatii • proiectare de termoizolatii, hidroizolatii, invelitori • proiectare de elemente si solutii de inchidere

4. System concept in buildings Conceptului de sistem în constructii

Printre diferitele definiţii propuse pentru notiunea generala de sistem, urmatoarea se pare a fi cea mai potrivita :

• Un sistem reprezintă o colecţie de obiecte, interacţionând unul cu altul, care reacţionează într-un mod specific şi predictibil la oricare schimbare ce are loc în ambianţa lui.

• Caracteristica fundamentala a conceptului de sistem constă în validitatea principiului de unitate şi interdependenţă intre părţi şi si a intregului; ceea ce inseamna ca o entitate complexă nu permite izolarea niciunui element component şi analizarea lui în absenţa altor componente.

• O alta caracteristică importanta a teoriei de sistem este reprezentata de caracterul ei universal, atat prin limbaj cat si ca domeniu de activitate.

Aplicarea conceptului de sistem in constructii

• Complexitatea fizica a unei clădiri face obligatorie aplicarea conceptului de sistem considerandu-se clădirea ca un ansamblu de elemente interconectate unul cu celalalt şi cu mediul ambiant si care coopereaza pentru a indeplini diferite functiuni.

• Aceasta structurare pe criterii functionale divide fiecare sistem in subsisteme ce vor avea o functiune proprie ce trebuie indeplinita indiferent de rezolvarea constructiv tehnologica concreta.

• Fiecare subsistem al sistemului cladire este un sistem in raport cu propria lui structura, si poate fi descompus mai departe in subansambluri constructive

• subansamblurile se pot descompune la randul lor in elemente constructive si elementele in componente

SISTEMUL CLADIRE

SUBSISTEME FUNCTIONALE

SUBANSAMBLURI CONSTRUCTIVE

ELEMENTE DE CONSTRUCTII

COMPONENTE

Daca se elimina subsistemele de instalatii si echipamente un astfel de model are cinci subsisteme:

• spatiul inchis=volumul separat de cladire din mediul natural inchis si protejat in raport cu acesta

• structura=portiunea din sistemul cladire care ii asigura acestuia rezistenta si stabilitatea mecanica

• anvelopa= portiunea din sistemul cladire care ii asigura inchiderea in raport cu mediul natural

• separatiile interioare= portiunile sistemului cladire neaflate in contact cu exteriorul si care compartimenteaza spatiul inchis

• separatiile exterioare = portiunile adiacente anvelopei si aflate in contact numai cu mediul exterior.

• Exemple: structura tip cadru • acoperisurile • placile de planseu • scarile

Technical regulations in construc

5. Performance concept in buildings Conceptul de performanţă în constructii

• Conceptul de abordare de performanta (performance approach) a fost introdus in domeniul industrial inca din anii ‘50 de catre cercetatorii americani, pentru a ordona conceptia si proiectarea, inovarea tehnica si tehnologica si procedurile de control al calitatii conceptiei, proiectarii si executiei

• Mai tarziu, s-a introdus si in constructii “teoria conceptului de performanta” ca fiind un instrument destinat sa rationalizeze activitatile legate de “producerea” unei constructii, sa stimuleze progresul tehnic, orientandu-le spre asigurarea conditiilor si criteriilor de satisfacere a cerintelor utilizatorilor.

• Prima etapa in aplicarea teoriei conceptului de performanta in constructii este formularea exigentelor utilizatorilor, ceea ce nu se poate face decat in termeni calitativi, fara a se referi la o solutie concreta.

• Listarea exigentelor nu se poate face decat pe tipuri functionale de cladire, si nu pe fiecare tip de cladire in parte.

• A doua etapa pe care o presupune abordarea de performanta este convertirea exigentelor (cerintelor) utilizatorilor in exigente tehnice asociate unor diviziuni tehnice si functionale ale cladirii.

• Exigente tehnice=exigente de performanta =conditii tehnice de performanta=enuntul calitativ al unei insusiri pe care trebuie sa o aiba un subsistem al unei cladiri

• A treia etapa este stabilirea criteriilor de apreciere a gradului de satisfacere a fiecarei exigente de performanta (criterii deperformanta)=parametri de performanta=o caracteristica masurabila a unui subsistem cu care se poate cuantifica gradul de indeplinire a unei conditii tehnice de performanta impuse acestuia

• Fiecare parametru de performanta are• O notatie proprie • O unitate de masura • O semnificatie fizica precisa si univoca • Un model de evaluare prin calcul si/sau o metoda de determinare pe cale

experimentala

Ultima etapa a abordarii de performanta este asociereafiecarui parametru de performanta unei valori limita, minima sau maxima, numita nivel de performanta = valoarea de referinta a unui parametru de performanta in raport cu care se evalueaza indeplinirea acestuia.

Nivelul de performanta asociat unui parametru de performanta este precizat si impus prin reglementarile tehnice de specialitate.

7. 6. European directive 89/106/1991 and Romanian Law 10/1995 concerning quality in construction Directiva Europeana 89/106/1991 şi Legea 10/1995 privind calitatea în construcţii

• În cadrul activităţilor desfasurate de Uniunea Europeana, a fost elaborat un sistem de documente cuprinzător şi bine organizat  privitor la activitatea in constructii.

• Una dintre caracteristicile cele mai importante este maniera exigentiala în care sunt concepute fiind în esenţă diferit de unul tradiţional descriptiv.

• Un document de bază în aceasta directie, Directiva Europeana 89/106 EEC, a fost prezentata statelor membre UE în decembrie 1988 şi a fost pusa în aplicare exact trei ani mai tarziu.

• Premisele principale pentru publicare acest document au fost:

• toate ţările membre au dorit să aiba garantia ca pe teritoriul lor lucrarile de constructii sunt realizate astfel incat pe langa securitatea persoanelor, animalelor si bunurilor toate exigentele de interes general vor fi respectate.

•  în toate ţările membre, alături de dispoziţii în legătură cu exigentele de siguranţă ale clădirilor, există de asemenea prevederi privitor la sănătatea utilizatorilor, economia de energie, protecţia împotriva influenţelor exterioare ,durabilitate, aspecte economice de construcţie şi exploatare etc;

• toate ţările membre au dispoziţii naţionale pentru toate tipurile de exigente, astfel putandu-se redacta reglementari armonizate la nivelul fiecarei tari

• Directiva stipuleaza ca un produs „constructie" trebuie sa fie potrivit pentru scopul in care a fost creat si sa satisfaca cererile impuse de reglementarile nationale;

• Exista 6 Exigente Esentiale asociate unei cladiri, care acopera reglementarile nationale si care trebuie sa fie indeplinite simultan:

• 1.Rezistenţă mecanică şi stabilitatea • 2. Siguranţă în caz de incendiu • 3. Igienă, sănătate şi mediu inconjurator• 4. Siguranţă în utilizare• 5. Protecţie împotriva zgomotului• 6. Economia de energie şi izolarea termica

• Legea 10/1995, lege in vigoare la ora actuala cu un numar de imbunatatiri si actualizari, instituie SISTEMUL CALITATII IN CONSTRUCTII, acesta fiind definit ca : „ansamblul de structuri organizatorice, responsabilitati, regulamente proceduri si mijloace care concura la realizarea calitatii constructiilor in etapele de concepere, realizare, exploatare si postutilizare a acestora”

• Pentru obtinerea unor constructii de calitate legea 10 , modificata si adaugita instituie obligativitatea realizarii si mentinerii pe toata durata de existenta a constructiei a 6 cerinte esentiale, consecvente cu acele incluse în Directiva Comunitatii Europene. Ele sunt:

• A. Rezistenţă şi stabilitatea;• B. Securitate la incendiu;

• C. Igiena, sanatate si mediu,• D. Siguranta in exploatare• E. Protectie impotriva zgomotului• F. Economie de energie si izolarea termica

8. Participanţii la procesul de construcţie a unei cladiri şi a relaţiilor dintre acestia

• In perioada contemporană, construirea unei clădiri implică un număr impresionant de participanţi direcţi şi indirecţi, de la factorii conceptuali până la exploatare cum ar fi: 

• promotor(investitor),consultanţii,proiectanţii, specialiştii proiectanţi-verificatori, cercetătorii, producătorii, şi furnizorii de materiale de constructie,

• contractorul(antreprenorul),subantreprenorii• specialistii si echipamentele de laborator si pentru testare in –situ, geotehnicienii,

topografii, supraveghetorii de lucrări de construcţie, inspectorii de calitate, experţii tehnici, economiştii, beneficiarii care pot fi departamente publice, asociatii profesionale, companiile de asigurare etc..

• utilizatorul

• Unii dintre acestia joaca un rol foarte important si pot fi socotiti ca elementele de baza intr-un astfel de proces.

Intotdeauna prezenti si in stransa relatie sunt : promotorul (investitor), proiectantul, contractorul (constructorul, antreprenorul, executantul) si beneficiarul, utilizatorul

• P º D P =promoter

III III D =designer

U º C C =contractor

U =user

Primul tip de relatie stabilit intre acesti factori principali includea varianta ca aceeasi persoana sa indeplineasca toate rolurile.

Aceasta situatie este valabila, foarte rar chiar si azi.

• Promotorul ( numit de asemenea investitor, client) reprezintă inceputul procesului complex de realizare şi utilizare a oricarei clădire sau constructie în general.

• promotorul unei investitii in constructii poate varia in statutul sau legal intrucat acestia pot fi de la persoane particulare la agentii de stat sau alte formatiuni publice.

• de obicei, promotorul angajeaza un inginer consultant care sa analizeze si sa raspunda de proiectul propus. Aceasta consultanta poate fi furnizata atat de o firma specializata cat si de persoane individuale

• alegerea consultantului se face in functie de experienta si performantele obtinute cu privire la alte proiecte asemanatoare acestuia ce va incepe

• interesele promotorului vor fi bine reprezentate daca isi va alege si un project manager, sef de proiect, care va gestiona absolut toate detaliile legate de proiectare constructie si post-utilizare a constructiei

Proiectantul

P D P =promotor

III III D =designer

  U C C =contractor

U =beneficiar

P D situatii valabile sec.19

III   U C

P D relatii moderne

III   U C

P D   U C

• In functie de practica obisnuita fiecarei tari, dar si in functie de specificul proiectului, principiul de baza al procesului de proiectare poate functiona dupa una din urmatoarele scheme:

• Promotor (Client) Arhitect Ingineri pe specialitati

variant a)

• Promotor (Client) Arhitect

Ingineri pe specialitati

variant b) 

•     Promotor (Client) Arhitect + Ingineri pe specialitati

variant c)

• Indiferent de modul în care proiectul este organizat, dar depinzând de natura şi• caracteristicile specifice clădirii, echipa de proiectare ar trebui să încorporeze pe langa

arhitect şi inginerii ce proiecteaza structura, si alte specialtati:• Inginerii instalatori, ce se ocupa de sistemul HVAC, cei ce se ocupa cu alimentarea cu

apa, canalizare, evacuarea apei de ploaie;• Evacuarea gunoiului menajer;• Furnizorii de energie electrică • Furnizorii de gaze sau combustibil lichid; • Telecomunicaţiile;• Transport mecanic; • Servicii speciale (efecte luminoase speciale,tratamenteacustice, echipamente de

protecţie etc).• Topografii, inginerul geotehnician, arhitectul ce se ocupa cu designul interior,

arhitectul ce se ocupa de peisagistica, economist etc..• Este important ca intreaga echipa sa fie constituita din timp, pentru ca sa poata

conlucra si dezbate problemele proiectului inca din faza incipienta . Este esentiala o coordonare completa a proiectului si aceasta datorie revine sefului de proiect

• Rezultatele activitatii de proiectare sunt imbunatatite daca exista un transfer de informatii constant intre partile implicate

• Ar trebui de asemenea să fie subliniate efectele folositoare ale cooperarii şi înţelegerii reciprocă între membrii echipei de proiectanti, în relaţie cu cerinţele, specificaţiile tehnice, limitările şi restricţiile corespunzătoare fiecarei specialitate. Această implică nişte cunoaştinte de bază legate de celelalte specialitati. Cu siguranţă, un inginer ce detine notiuni de arhitectura si un arhitect ce detine notiuni de inginerie, vor reusi sa ajunga la un compromis productiv pentru a rezolva oricare problemă aparuta în procesul de proiectare.

Contractorul (antreprenorul)

• Activitatea constructorului traduce în lumea materială, la scară reala, munca proiectantului, care reflecta şi interpretează ideile de promotorului şi exigentele pe care le are fata de proiectul pe care intenţionează să il realizeze.

• Prin urmare, partea contractantă trebuie să fie în contact permanent cu proiectantul, chiar de la început până la terminarea clădirii. Ambele parti trebuie să se angajeze in relaţii de colaborare reciproca , pentru a rezolva în întregime problemele tehnice întâlnite în timpul construirii si, de asemenea, sa rezolve posibilele probleme neprevăzute.

• Adoptarea soluţiilor curente tehnologice şi detaliilor de executie este responsabilitatea constructorului. In cazul unor situatii deosebite, conditii special in santier, material noi, proceduri tehnice special etc..,este necesara cooperarea cu proiectantul

• Contractorii generali sunt aceia care pe baza resurselor si experientei pe care o au in domeniu, sunt capabili sa isi ia responsabilitatea executarii intregului proiect sau pot subcontracta diverse lucrari speciale anumitor specialisti sau firme specializate.

• Exista situatii cand diverse tehnici si mijloace de executie sunt protejate de anumite patente, si atunci este obligatorie realizarea cu firme specializate.

• Un contractor specializat pe anumite tipuri de lucrari lucreaza de obicei ca sub-contractori ai contractorilor generali

Utilizatorul

• Fiind poziţionat la sfârşitul procesului „de productie” a unei clădiri, este de fapt beneficiarul activităţii depuse de promotor(client), proiectant şi partea contractantă.

• Intrucat clădirea va fi în funcţiune(exploatare) o foarte lunga perioadă de timp este normal ca in timp, sa existe o succesiune de utilizatori. Aceştia sunt in masura de a face o continuă evaluare ,mai mult sau mai puţin obiectivă, a performantelor construcţiei şi defectelor aparute in timp, precum si gradul in care exigentele lor sunt satisfacute.

• Indiferent de relatiile dintre proprietarul si untilizatorul cladirii, desi fiecaruia ii revin responsabilitati diferite, trebuie sa fie angajati intr-un proces continuu de mentenanta si reparatii curente ale constructiei.

• Atunci cand survine schimbarea proprietarilor si mai ales daca are loc o schimbare in destinatia cladirii este obligatorie executarea de lucrari de reparatii/reabilitare. Ocazional, aceste lucrari sunt necesare in anumite perioade ale duratei de viata a cladirii, ca sa se indeparteze efectele utilizarii indelungate si ale degradarii.

• Atunci cand se remarca degradarea structurala sau in urma petrecerii unui eveniment major, apar necesare lucrari de consolidare, care insa influenteaza functiunea tuturor celorlalte echipamente si instalatii, deci este necesara prezenta tuturor specialistilor proiectanti.

• In cazul constructiilor speciale sau care sunt construite in conditii speciale este necesara monitorizarea in –situ , masurarea si inventarierea posibilelor degradari aparute in timp si semnalarea specialistilor in vederea redresarii acestora.

9)Programe de arhitectură, generalităţi şi noţiuni de bază

Ansamblul sistematizat al functiunilor pe care trebuie sa le indeplineasca o categorie de cladiri poarta in mod current denumirea generica de “program de arhitectura”.

Acesta se refera in special la conceptia subsistemului “ spatii inchise” al cladirilor ce fac parte din categoria functionala in discutie, respectiv la toate incaperile ce alcatuiesc acest subsistem.

• Principalele programe de arhitectura din zona cladirilor civile se refera la:

cladiri de locuit cladiri pentru alimentatie publica

cladiri hoteliere cladiri pentru birouri

cladiri scolare

cladiri spitalicesti

Pentru fiecare dintre aceste programe exista scheme functionale si rezolvari concrete, de ansamblu si detaliu, precum si reguli de proiectare specifice.

• Fiecare spatiu isi are propria destinatie, propria utilitate in cadrul sistemului si pentru ca cerintele utilizatorilor sa fie satisfacute, o serie de conditii tehnice trebuiesc indeplinite.

Aproape la toate tipurile de cladiri civile poate fi avuta invedere urmatoarea grupare a spatiilor:

• Spatii utile• Spatii anexe • Spatii de circulatie

Spatiile utile sunt spatiile inchise in care urmeaza sa se desfasoare activitatea principala a cladirii, de ex: camerele de locuit ale cladirilor de locuit, camere de cazare ale hotelurilor, camerele de spitalizare, spatii de vanzare…

• Spatiile anexe sunt spatiile in care au loc activitati conexe celei principale, ele deservesc si completeaza functional spatiile utile. Aceste spatii pot fi: bucataria, camara, grupuri sanitare, receptia, salile de operatie, spalatoriile, salile de mese, spatii de depozitare, vestiare, etc..

• Spatiile de circulatie sunt spatiile care asigura legatura intre spatiile utile si anexe ale unui nivel (circulatie pe orizontala)si intre un nivel si altul (circulatia pe verticala)

Cladirile de locuit se pot clasifica dupa diferite criterii:

a) dupa zona teritoriala: urbane, rurale b) dupa modul de locuire: unifamiliale, colective c) dupa modul de amplasare pe lot: izolate, cuplate si insiruite - pe toata latimea lotului

• Cladirile de locuit se amplaseaza de regula in intravilanul localitatilor pentru a beneficia de dotarile din infrastructura si suprastructura edilitara existenta. Ele se pot realiza numai dupa obtinerea autorizatiei de construire (AC) si cu respectarea prevederilor PUG si PUD (plan urbanistic general si de detaliu) prin care se stabilesc conditiile de amplasare si executare, in corelare si cu PUZ (plan urbanistic zonal).

• In vederea eliberarii AC sunt necesare:

- Certificatul de Urbanism- Dovada titlului de proprietate a terenului - Proiectul de Documentatie Tehnica pentru eliberarea Autorizatiei de Construire

(DTAC) La amplasarea cladirilor de locuit in suprafata lotului se vor - avea in vedere prevederile CU referitoare la regimul de- inaltime, la conditiile de vecinatate la procentul de ocupare - al terenului (POT) si coeficientul de utilizare al terenului (CUT).- Inafara de acesti parametrii trebuiesc avute in vedere si - criteriile urbanistice fundamentale cum ar fi:- Evitarea amplasarii fatadelor cu goluri de lumina in vecinatatea directa a unor surse

producatoare de noxe, zgomote puternice sau vibratii - Evitarea orientarii spre Nord a camerelor de locuit, se vor prefera cand este posibil,

orientarile catre S, S-E sau S-V- Asigurarea de accese carosabile pentru locatari, de accese de serviciu pentru

colectarea deseurilor menajere si accesul pompierilor, accese la parcaje, garaje - Asigurarea de spatii verzi - (conf. legii 10/1995)

• Camerele de locuit se considera ca formeaza spatiul locuibil al locuintei, suprafata lor constituie un indicator de calitate , notat Al si denumit “arie locuibila” a locuintei

• Suprafata locuibila impreuna cu suprafata spatiilor anexa si a spatiilor de circulatie formeaza Suprafata utila, careia ii corespunde indicatorul Au, arie utila. Intre valorile celor doi indicatori se recomanda sa existe relatia: Al/Au >0,5.

• Aria utila nu cuprinde aria logiilor si balcoanelor, niselor de calorifer, sobe si cazane de baie.

• Indicatorul Ac,arie construita, este specific locuintelor realizate in cladiri izolate cu un singur nivel, valoarea sa fiind egala cu aria suprafetei delimitate de conturul exterior al cladirii (amprenta la sol)

• Indicatorul Acd,arie construita desfasurata, apare in cazul locuintelor pe mai multe niveluri =ΣAac, nivel

13.Agenţi, acţiuni şi incarcari

În sens traditional, pentru domeniul constructiilor, definiţia unei acţiuni este: „Orice cauza capabila să genereze stari de solicitare mecanica intr-una sau mai multe diviziuni fizice ale unei structuri se numeşte ACTIUNE”.

Directiva Europeană DE 89/106-93 exprimă notiunea de acţiune printr-o definitie largita, pentru a se avea in vedere toate cerintele esentiale ale utilizatorului:„ O actiune este orice cauza susceptibila de a afecta conformitatea unei constructii sau a unei diviziuni fizice a acesteia in raport cu una sau mai multe cerinte exigentiale ale utilizatiorului „Aceasta conceptie moderna nu este insa aplicabila decat in zona actiunilor cu efecte mecanice, pentru care exista o bogata experienta teoretica si practica.

Acţiunile exprimă influenţa exercitata asupra unei constructii sau asupra elementelor componente de catre diferiţi factori de mediu externi sau interni. Aceşti factori se numesc generic AGENTI. In conformitate cu natura lor, agentii se pot clasifica in:

a) Agenţi mecanici: incarcari permanente şi incarcari temporare, incarcare dată de zăpadă , incarcarile date de presiunea vântului, şocuri mecanice, presiunea hidrostatică, presiunea pamantului, seisme, etc..

b) Agenţi electromagnetici: radiaţiile solare, radiatii din procesul de exploatare, câmpuri magnetice, trasnete, curenti vagabonzi,etc.

c) Agenţi termici: variaţii ale temperaturii aerului exterior si interiori, şocuri termice, cicluri inghet-dezghet

d) Agenţi chimici: umiditatea aerului, apa de condens, apa subterană, etc.

e) Agenţii biologici: bacterii, mucegaiuri, rădăcini, insecte, rozatoare

In domeniul proiectarii structurale a cladirilor, sunt de interes major agentii care produc actiuni cu efect de solicitare mecanica.

Cele mai multe actiuni se exercita direct asupra elementelor de constructie, dar exista si actiuni care se exercita indirect, ca de ex:

-tasari diferentiate ale fundatiilor, -cutremure-dilatari si contractii impiedicate

Cea mai reprezentativa clasificare actuala a actiunilor este aceea care are in vedere durata de manifestare cu intensitati semnificative si frecventa de aparitie a acestei manifestari.Conform acestui criteriu de clasificare se disting:

1. ACTUNI PERMANENTE " G”.2. ACTIUNI VARIABILE " Q”.3. ACTIUNI ACCIDENTALE " A”.

1. ACTUNILE PERMANENTE “G”

Sunt actiunile care au o probabilitate foarte mare de a dura toata viata constructiei si a caror valoare are o variatie neglijabila in timp.Sunt actiuni care se exercita continuu pe toata durata de viata a cladirii fara modificari semnificative ale intensitatii. Cele mai reprezentative actiuni permanente sunt cele datorate greutatii proprii a elementelor de constructii, structural sau nestructurale, echipamente fixate pe constructie, tasari differentiate, efectul precomprimarii.

2. ACTIUNI VARIABILE " Q”Sunt actiunile care au o probabilitate mica de a dura toata viata constructiei si a caror

variatie in timp a valorii medii nu se poate neglija.Este vorba despre actiuni care nu se exercita in mod continuu (adica in anumite perioade de timp pot lipsi in totalitate)si a caror intensitate sufera modificari majore in timp.In cazul unor astfel de incarcari de interes sunt valorile maxime probabile in timp ale intensitatii, care se pot manifesta pe durate mai lungi sau mai scurte de timp.

Acestea sunt acţiuni care nu sunt exercitate în mod continuu (pot lipsi total în cadrul unor anumite intervale de timp) şi a căror intensitate poate varia în mod semnificativ în timp.

Aceste valori pot acţiona pe o perioada mai scurta sau mai lungă de timp. Valorile de scurtă durată acţiune sunt importante în cazul în care actioneaza frecvent, şi sunt numite "valori frecvente".

Valorile pe termen lung care acţionează sunt numite "valori quasipermanente". Unele acţiuni variabile pot avea valori atât frecvente cat şi quasipermanente.

Acţiunile variabile cele mai reprezentative sunt:

- greutatea oamenilor

- pereţii despărţitori ce descarca pe placi sau grinzi

- greutatea echipamentelor, mobilierului sau greutatea materialelor depozitate

- presiunea pamantului

- agenţi climatici

ACŢIUNI ACCIDENTALE "A"

Sunt acţiuni de scurtă durată in timp de intensitate considerabila, a căror probabilitate de apariţie în cursul duratei de viaţă a unei constructii este destul de mica.

Acestea sunt în general incarcari excepţionale, avand efecte catastrofale, pentru România principala preocupare este legată de cutremure, dar trebuiesc luate in considerare in aceasta categorie si exploziile produse in interiorul sau exteriorul constructiei.

Clasificarea acţiunilor în funcţie de:

Variaţia spaţială: acţiuni fixe (poziţia in structura şi distribuţia raman neschimbate în timp) şi acţiuni variabile (ninsoare, vânt)

Natura raspunsul structural: acţiuni statice (fără efecte asupra structurii), acţiuni dinamice

In proiectarea structurală, acţiunile reale produse de către agenţi sunt modelate prin intermediul sistemelor de forţe, deplasări sau deformaţii impuse.

ACŢIUNILE devin INCARCARI

Fiecare incarcare este asociata unei reprezentari grafice, particularizata, care o defineşte operaţional. Incarcarilor li se asociaza o directie, un sens, un punct de aplicatie si o unitate de masura.

Efectul unei incarcari care acţionează asupra unui element structural este în principal exprimat prin eforturi secţionale sau eforturi unitare în secţiune. Acesta poate fi, de asemenea, exprimat prin deplasari sau rotiri.

14. Valori caracteristice şi de calcul ale încărcărilor. Grupari de incarcari, expresii si coeficienti in conformitate cu CR0/2005Metoda Starilor Limita in proiecarea curenta

Factorii care produc acţiuni depind de un număr mare de cauze şi condiţii de variaţie mai mult sau mai puţin aleatorii.

Toate acţiunile sunt variabile aleatoare în timp şi spaţiu, ceea ce le face foarte greu de modelat.

Luând în considerare doar variaţia în timp, acţiunile pot fi modelate ca procese aleatoare, dar, pentru simplitatea calculelor, ele sunt modelate ca variabile aleatoare.

Oricum, un număr mare de date statistice şi proceduri matematice sunt necesare pentru a ajunge la rezultatul final.

Rezultatul concret al tuturor acestor proceduri matematice este o valoare de referinţă a unei anumite acţiuni numita VALOAREA CARACTERISTICA.

Această valoare se caracterizează prin faptul că există o probabilitate foarte mica de a fi depăşita într-un sens defavorabil siguranţei structurii.

F k este valoarea caracteristica a incarcarii F.

Valoarea caracteristică a unei incarcari poate fi determinata pe:

baze probabilistice, printr-un fractil superior al funcţiei de repartiţie (F 0,98), folosind relaţia generală

F k =m F (1+k 0,98 V F )

baze deterministe, atunci când variabilitatea sa statistica este foarte mic

Metodele actuale de proiectare structurala –

METODA STARILOR LIMITA- introduc valoarea de calcul a incarcarilor (acţiuni) notata generic Fd.

Relaţia intre cele doua valori este

F d =γ f F k ,

γ f = coeficientul parţial de siguranţă care ia în considerare posibilitatea unor abateri nefavorabile ale valorii de încărcare reală in raport cu la valoarea sa caracteristice.

Termenul de "stare limită" defineşte situaţia în care o structură pierde, total sau parţial, capacitatea sa de a satisface exigenţele impuse de utilizarea sa normală sau care ajunge la situaţia în care viaţa oamenilor sau integritatea bunurilor pe care le adaposteste este pusă în pericol.

Starea limita de serviciu (exploatare) :se refera la comportarea elementelor structurale în condiţiile normale de exploatare a constructiei.

În raport cu această stare limita, la orice constructie nu trebuie sa se produca degradari care sa necesite reparatii. Daca totusi apar, este de dorit ca acestea sa se poata efectua fara incetarea activitatii sau evacuarea echipamentelor sau utilizatorilor constructiei.

Deformatiile, deplasările şi vibraţiile trebuie să aibă valori mici, incat sa nu fie sesizate de utilizatori si sa nu produca disfunctionalitati in exploatare.

Starea limita ultima - se referă la siguranta oamenilor,a bunurilor adapostite şi a constructiei ca atare.

In raport cu aceste stari limita se accepta aparitia unor degradari foarte severe ale constructiei, unele putand sa fie pravtic ireparabile. Nu se accepta insa colapsul constructiei.

Deoarece orice constructie este in permanenta acţionata de o serie de agenti, aceasta va fi supusa simultan la diferite tipuri de actiuni, unele permanente unele variabile, sau chiar accidentale.

Aceste incarcari se combina aleatoriu, greu de prezis in ce modalitate, prin urmare, în proiectarea structurală, sunt considerate unele "scenarii" de simultaneitate de încărcare. Aceste scenarii sunt combinatii logice de incarcari ce se pot realiza cu o anumita probabilitate de aparitie.

Aceste combinaţii sunt numite grupari de incarcari (grupari de acţiuni) .

Efectul rezultant al efectelor distincte pentru fiecare incarcare într-o combinaţie de încărcari este considerat la nivelul sectiunilor caracteristice ale structurii analizate.

Pentru proiectarea la starea limita ultima, condiţia care trebuie îndeplinita este

Ed ≤ Rd

unde:

Ed = valoarea de calcul a efectului rezultant al combinaţiilor de încărcari într-o secţiune transversală data pentru starea limita considerata.

Rd = valoarea de calcul a rezistenţei sectionale având aceeaşi natură cu efectul actiunii in sectiune

Pentru starea limita de serviciu, condiţia care trebuie îndeplinite este

d ef ≤d adm

Codul românesc CR0/2005 prezintă diferite tipuri de combinatii de incarcari pentru diferite stari limită.

Pentru SLU de exemplu, sunt avute in vedere doua grupari:

Gruparea fundamentala Gruparea speciala

In cadrul gruparii fundamentale sunt incluse numai incarcarile permanente şi variabile.

Pentru gruparea specială de incarcari, pe langa incarcarile permanente si variabile intervine si o incarcare exceptionala.

Schemele formale ale acestui tip de combinatii de incarcari sunt:

Grupari fundamentale:

1.35Σ (G k ) j + 1.50(Q k ) 1 +1.50 Σ Ψ 0,i (Q k ) i

Grupari speciale

Σ (G k ) j + γ I A E,k +Σ Ψ 2,i (Q k ) i

în care:

(G k) j = valoarea efectului pe elementul structural al incarcarii caracteristice permanente j

(Q k) 1 = valoarea efectului pe elementul structural alincarcarii caracteristice variabilă preponderenta

(Q k) i = valoarea efectului pe elementul structural al incarcarii caracteristice variabilă „i’

Ψ 0, i = factorul de simultaneitate al efectelor incarcarilor variabile "i"

Ψ 2, i = coeficientul pentru determinarea valorii quasipermanente a încărcarii variabile "i"

A E, K = efectul valorii caracteristice a sarcinii seismice pe elementul structural

γ I = coeficientul de importanţă a construcţiei

Pentru SLS, codul CR0/2005 oferă un număr mare de combinaţii in functie de elementul de proiectat.

3.Incarcari asociate acţiunilor permanente. Incarcari permanente

Principalele acţiuni cu caracter permanent sunt datorate greutatilor proprii ale elementelor de constructie, cu excepţia pereti despartitori care au in plan trasee complicate si care pot fi modificate in timp.

Fiind in esenta vorba de greutati ale unor volume de materiale, pentru evaluarea lor este necesara cunoasterea dimensiunilor volumului de material si a greutatii specifice a acestuia.

Aceşti parametrii pot varia la întâmplare, dar studiile au relevat faptul că de fapt,coeficienţii de variaţie statistica sunt foarte mici, sub 0,05. În această situaţie, evaluarea de greutatea proprie se face în mod determinist, prin dimensiunile de proiectare a elementelor şi greutatea lor specifica:

4. Incarcari asociate acţiunilor provenite din exploatarea cladirilor (incarcari utile)

Aceste acţiuni au un caracter variabil şi se manifesta prin incarcari verticale care acţionează asupra elementelor structurale sau ca incarcari orizontale care acţionează pe pereţi, balustrade, parapeti etc.

Incarcarile utile care acţionează pe placi de planseu pot proveni din:

greutatea oamenilor greutatea mobilieruluifunctional si sanitar greutatea peretilor nestructurali usori greutatea materialelor sau produselor stocate greutatea echipamentelor usoare

Aceste incarcari sunt sensibil variabile în timp, astfel încât este imposibil să fie descrise în urma un model riguros, astfel, în calculul practic, ele sunt exprimate printr-un sistem de forţe verticale care acţionează pe întreaga suprafaţă a elementului structural (sau doar pe o parte a acestuia, atunci când este cazul).

Incarcarile utile ce simuleaza impingeri date de oameni sau materiale asupra peretilor sau parapetilor sunt modelate ca sisteme de forţe orizontale, distribuite liniar sau pe suprafaţă.

Principalele tipuri de incarcari variabile sunt prezentate în codurile romanesti (SR EN1991-1-1) cu valorile lor caracteristice, după cum urmează:

a) incarcari utile verticale, uniform distribuite pe metru pătrat de suprafaţă orizontală, care modeleaza greutatile oamenilor ,mobilier, greutatea materialelor stocate.

Dacă nu există alte specificaţii tehnice, câteva exemple pentru valorile specificate prin coduri sunt:

cladiri, spitale, grădiniţe sau similare

pentru spaţiile principale 1.50-2.00 kN / mp si pentru spatiile comune si scara 3.00-4.00 kN / mp

clădiri de birouri, scoli, restaurante, magazine mici, 2-4 KN / mp

b) Incarcari orizontale uniform distribuite pe metru liniar, care modeleaza impingerile ce pot aparea din activitatea utilizatorilor la nivelul parapetilor sau pe peretii nestructurali.

Valorile caracteristice ale acestor incarcari sunt diferenţiate funcţie de tipul de construcţie şi în funcţie de posibilitatea de solicitare a balustradelor sau pereţilor despărţitori.

c)Incarcari verticale concentrate care modeleaza greutatea unei persoane incarcata cu scule si materiale

Acesta este un tip specific de încărcare utila la o serie de elemente structurale liniare care trebuie să fie în măsură să suporte o astfel de incarcare: elemente de acoperiş sau trepte de scari independente.

În ambele cazuri, elementele structurale lucreaza ca grinzi simplu rezemate şi incarcarile utile concentrate se considera aplicata în poziţia cea mai defavorabila.

d) Incarcari verticale uniform distribuite pe mp de placa orizontală, care modeleaza greutatea pereţilor despărţitori, cu forma complexa în plan şi având poziţia modificabila în timp.

Cel mai rapid mod de estimare în cazul acestor incarcari este de a evalua o încărcare uniform distribuită, exprimată pe mp de placa.Codurile dau un echivalent în KN / mp funcţie de încărcare din greutatea peretelui în KN / m.

Ex: în cazul în care greutatea peretelui este mai mică de 150 KN / m, atunci valoarea uniform distribuite poate fi 0.50 KN / mp

16)Incarcari asociate actiunii zapezii

Zapada este un agent climatic natural specific zonelor cu clima temperata rece.

Actiunea zapezii este semnificativa si periculoasa in special in cazul acoperisurilor usoare si foarte usoare in multe cazuri ea conducand la prabusiri spectaculoase.

Pe suprafete orizontale si in absenta vantului zapada se depune intr-un strat de grosime

uniforma, variabila in timp.Pe suprafetele inclinate, cand unghiul cu orizontala are valori mici situatia este similara suprafetelor orizontale, daca suprafetele sunt inclinate cu peste 60 grade zapada aluneca practic in totalitate, deci nu exista depunere si incarcare.Straturile succesive de zapada sufera fenomene de topire, umezire inghetare, de aceea in grosimea stratului de zapada exista zone cu structuri diferile , cele mai dense fiind cele de la baza. In cazul straturilor de zapada exprimarea riguroasa a greutatii specifice ar trebui sa se faca printr-o functie de grosime h, de tip γz(h).Pentru lucrarile de proiectare curenta reglementarile de specialitate permit exprimarea greutatii specifice a zapezii printr-o valoare medie conventionala , in Romania fiind γz=2.5kN/mcGeometria stratului de zapada depus , in mod real, pe acoperisul unei cladiri este, de regula, diferita de cea a stratului de zapada depus la nivelul solului in conditiile absentei vantului.La nivelul acoperisurilor, zapada se poate depozita in functie de geometrie, de rugozitatea invelitorii, de proprietatile termice, de influenta cladirilor vecine, de caracteristicile meteo, de aceea in mod concret se realizeaza doua situatii fundamentale:

- Zapada se depune aproape uniform, este cazul in care nu intervine nici actiunea vantului si nici vreun fenomen de topire fapt pentru care sunt date doar configuratiile geometrice ale acoperisurilor

- Zapada se depune neuniform, cu aglomerari in unele zone si diminuari in altele, au loc fenomene de redistribuire spatiala a zapezii

In calculele de proiectare trebuie avute in vedere ambele situatii.Modelarea actiunii zapezii la nivelul acoperisurilor cladirilor se face, in prezent, pornindu-se de la greutatea stratului depus la nivelul solului pe suprafata orizontala si in absenta vantului.Greutatea pe mp a unui strat de zapada depus pe sol , orizontal, in grosime uniforma hz, se evalueaza cu relatia gz=hz x γz [kN/mp]In concluzie, intrucat densitatea are o valoare conventionala, ramane o singura marime cu caracter aleator, grosimea stratului de zapada (hz) .In toate prescriptiile tehnice , variabila aleatoare(Hz)asociata marimii aleatoare reprezinta „ grosimea maxima anuala a stratului de zapada depus linistit pe sol orizontal” de unde Gz =valoarea maxima anuala a greutatii stratului de zapada depus linistit pe sol orizontal.In reglementarile actuale romanesti (CR1-1-3/2005) este precizata direct, pentru fiecare localitate in parte, valoarea marimii caracteristice gz sub notatia europeana Sok si sub denumirea de valoare caracteristica a incarcarii din zapada pe sol .Rezultatul este o zonare a teritoriului tarii , din pdv al valorii sok sub forma unei harti climatice ce are in vedere localitatile aflate la altitudini mai mici de 1000m.Conform CR1-1-3/2005 incarcarea din zapada asociata unui acoperis este o incarcare statica, notata cu sk,distribuita pe metru patrat de proiectie orizontala a acoperisului si a carei valoare caracteristica se exprima functie de incarcarea din zapada la nivelul solului cu expresia:

sk= μ x ce x ct x sokTrecerea de la incarcarea din zapada la nivelul solului si in absenta vantului la cea de la nivelul acoperisului unei cladiri situate pe un amplasament supus actiunii vantului se face, in prezent, cu ajutorul unor factori deterministi care introduc in model aspecte concrete legate de:

- expunerea la vant a amplasamentului cladirii ce, denumit coeficient de expunere al amplasamentului.

In mod practic se au in vedere urmatoarele tipuri de expunere:-expunere completa= amplasament deschis, plat, fara adapostiri in

raport cu vantul, in care sunt foarte posibile fenomenele de spulberare a zapezii (0.8)-expunere partiala = amplasament cu denivelari si/sau copaci sau

constructii pe care sunt posibile spulberari nesemnificative ale zapezii (1.0)-expunere redusa = amplasament intr-o vale sau adapostit datorita

prezentei in jur a copacilor si/sau constructiilor inalte , un amplasament pe care sunt foarte posibile si probabile fenomenele de aglomerare a zapezii (1.2)

- gradul de termoizolare al acoperisului: coeficientul ct este denumit coeficient termic al acoperisului.

Acesta ia in considerare posibilitatea ca , datorita unor pierderi excesive de caldura prin elementele de acoperis o parte a zapezii asternute pe acestea sa se topeasca.

Pentru acoperisurile cu pod, cu buna izolatie termica ct=1, in cazuri speciale se poate avea in vedere incalzirea artificiala a acoperisurilor si deci diminuarea lui ct.

- geometria acoperisului: coeficientul μ = coeficientul de forma pentru incarcarea pe acoperis

Acest coeficient tine cont de posibilitatea distribuirii neuniforme a zapezii pe versantii unui acoperis datorita altor cauze decat cele legate de conditiile de expunere ale amplasamentului, adica de configuratia geometrica a acoperisului, pante, prezenta unor denivelari bruste, etc..Coeficientul μ se stabileste pentru fiecare zona distincta de acoperis, functie de panta acesteia si de pozitia in cadrul configuratiei generale a acoperisului.