UNIVERSITATEA TEHNICA GHEORGHE ASACHI DIN IASIFACULTATEA DE CONSTRUCTII SI INSTALATII

Structuri speciale din metal

Proiect pe tema:

UTILIZAREA PROFILELOR DIN OEL FORMATE LA RECE N CONSTRUCII

Masterand Lupu SergheiProf. univ. dr. ing. Elena Axinte

Specializarea:Managment i Tehnologii Speciale n Construcii

Iai 2015Cuprins

I.Aspecte specifice ale comportarii profilelor din otel cu pereti subtiri,formate la rece3II.Profile din otel formate la rece 5III.Tehnologii de fabricare7IV.Caracteristici ale profilelor formate la rece datorate procesului de fabricaie9V.Probleme specifice n proiectarea elementelor formate la rece10VI.Rigitatea la torsiune12VII.mbinri14VIII.Norme de calcul16IX.Rezistena la foc17X.Avantajele utilizrii profilelor din oel formate la rece n construcii18XI.Bibliografie:24

I.ASPECTE SPECIFICE ALE COMPORTARII PROFILELOR DIN OTEL CU PERETI SUBTIRI, FORMATE LA RECE

Profilele metalice formate la rece se ntlnesc n mai toate aspectele vieii moderne. Utilizrile acestora sunt multe i variate, existnd n zilele noastre o gam larg de produse, cu o mare diversitate de forme i mrimi.Apariia n construcii a profilelor formate la rece dateaz de pe la mijlocul secolului XIX, n SUA i Marea Britanie. Utilizarea pe scar larg a acestor profile a nceput ns doar din a doua jumtate a secolului trecut.Pn nu demult, profilele formate la rece au fost folosite preponderent ca elementele secundare ale structurilor de rezisten ale cldirilor, n alctuirea nvelitorilor, ca pane pentru acoperi sau rigle pentru perei. Tot mai mult, n ultimii ani, aceste profile sunt utilizate i pentru alctuirea structurii de rezisten propriu-zise a cldirilor.Un produs specific, cu larg aplicabilitate, sunt tablele cutate, utilizate pentru realizarea nvelitorilor cldirilor. Tablele pentru nvelitori se produc n sortimente variate, ncepnd cu tablele cutate obinuite, utilizate pentru nchiderile halelor industriale, pn la panourile speciale pentru realizarea unor faade deosebite. Sistemele metalice uoare, pentru realizarea de perei cortin, sunt de asemenea utilizate pe scar larg. Tablele cutate se utilizeaz, n ultimii 15 ani, ca o component de baz n alctuirea planeelor mixte oel-beton ale cldirilor multietajate.Piaa de desfacere a produselor din oel formate la rece pentru construcii continu s se dezvolte n ntreaga lume. Aceasta se datoreaz i noilor tehnologii de protecie anticoroziv, care conduc la creterea competitivitii produselor n domenii n care, pn nu demult, utilizarea lor era restricionat ca urmare a riscului ridicat la coroziune. Studii recente au artat c degradarea proteciei anticorozive pentru elementele din oel zincate este suficient de lent, astfel nct se poate garanta o durat medie de via de 60 ani.n mod obinuit, profilele formate la rece au grosimi de pn la 3mm. Dezvoltri recente ale tehnologiilor de fabricaie permit ns formarea la rece a unor seciuni cu grosimi de pn la 25mm. Seciunile deschise, cu grosimi de pn la 8mm, au nceput s se utilizeze frecvent n construcii. Oelurile din care se obin aceste profile au limite de curgere cuprinse intre 250-550MPa (Hancock, 1997). Sunt ns tot mai des utilizate i oeluri cu limite de curgere superioare acestor valori.Utilizarea profilelor cu grosimi reduse i a oelurilor cu rezistene ridicate implic rezolvarea unor probleme de proiectare deosebite, care nu sunt ntlnite n proiectarea structurilor din oel clasice. Instabilitatea structural se produce mai repede, ca rezultat al voalrii pereilor seciunii transversale, care interacioneaz cu flambajul global al elementului. Utilizarea oelurilor cu rezistene ridicate poate face ns ca tensiunea critic corespunztoare voalrii pereilor seciunii transversale s fie aproximativ egal cu limita de curgere.Formele seciunilor transversale n cazul profilelor formate la rece sunt de obicei mai complexe dect ale celor laminate la cald sau sudate, cum ar fi seciunile I sau U. Seciunile formate la rece au de regul forme monosimetrice, chiar nesimetrice, avnd n mod normal rigidizri suplimentare de capt pe tlpi i chiar rigidizri intermediare pe inimi sau pe tlpile cu lime mare. Pentru calculul structurilor realizate din profile de oel formate la rece, au fost elaborate norme de calcul specifice. n SUA, prima ediie a normelor AISI (American Iron and Steel Institute) pentru proiectarea elementelor din oel formate la rece a aprut n 1946; aceste norme s-au actualizat cu regularitate pn la ediia lor cea mai recent din 1999. Prima ediie a normelor americane unificate, North American Specification (AISI, 2001), a fost publicat n 2001. Aceast norm se aplic n SUA, Canada i Mexic, pentru proiectarea elementelor din oel formate la rece.n Australia i Noua Zeeland, ultima versiune a normei pentru proiectarea structurilor din oel formate la rece a fost publicat n decembrie 1996 (AS/NZS, 1996). Noua ediie, 2003, este n curs de apariie.n Europa, comitetul ECCS (European Convention for Constructional Steelwork) a elaborat recomandrile europene pentru proiectarea elementelor din oel formate la rece, pentru prima oara, n anul 1987 (ECCS, 1987). De atunci, acest document european a fost revizuit i publicat n 1996 ca i prenorm european Eurocode 3, Partea 1.3 (ENV1993- 1-3, 1996). n prezent, este disponibil n versiunea final i Euronorma corespunztoare: EN 1998-1-3.n Romnia, exist din anul 1997 versiunea tradus i adaptat a ENV1993-1-3, cu denumirea "Normativ pentru calculul elementelor din oel cu perei subiri formate la rece" indicativ NP012-1997 (NP012-1997). Standardul de profil, STAS 10108/2-1983, mai vechi, este bazat, n principal, pe noema AISI-1968.Domeniile de utilizare ale profilelor din oel formate la rece, ca elemente de rezisten, sunt variate, mergnd de la industria construciilor pn la industria automobilelor, n aeronautic, construcii navale, industria chimic etc.

II.PROFILE DIN OEL FORMATE LA RECE

Tipuri de profile din oel formate la rece

Elementele structurale din oel formate la rece pot fi clasificate n dou tipuri distincte:1. Profile n cadrul structurii de rezisten propriu-zise a cldirii;2. Panouri de tabl profilat pentru nvelitoare sau planee.

Prima categorie include, aa cum se arat n Figura 1, seciuni deschise simple (Figura 1a), seciuni compuse deschise (Figura 1b) sau seciuni compuse nchise (Figura 1c). n mod obinuit, nlimea seciunilor variaz de la 50-70mm pn la 350-400mm, cu grosimi de aproximativ 1-6mm.

Figura 1: Tipuri de seciuni formate la rece

Panourile din tabl, realizate din table profilate sau casete, sunt artate n Figura 2. nlimea panourilor variaz de obicei ntre 20 i 200mm, n timp ce grosimile variaz ntre 0.4-1.5mm.

Figura 2 : Panouri din tabl

Pentru construcii, profilele formate la rece prezint urmtoarele avantaje (Yu, 2000):1. Prin formare la rece, pot fi realizate n mod economic profile cu seciuni adaptate pentru aplicaii specifice;2. Folosirea profilelor formate la rece este mai economic dect laminatele la cald, pentru ncrcri i deschideri relativ reduse;3. Profilele formate la rece pot fi realizate astfel nct s poat fi transportate n mod compact i economic (cazul profilelor Z de tip LINDAB, cu tlpi inegale, care pot fi suprapuse pentru transport i ambalare);4. Din punct de vedere structural, panourile din tabl cutat pentru nvelitori sau pentru planee uoare au rolul de a susine sarcini perpendiculare pe planul lor, dar pot aciona, de asemenea, i ca diafragme la aciunea forelor orizontale.Comparativ cu alte materiale de construcie, cum ar fi lemnul sau betonul, pentru elementele din oel formate la rece pot fi evideniate urmtoarele avantaje:1. Greutate redus;2. Rezisten i rigiditate ridicate;3. Fabricaie uoar;4. Montaj Acuratee sporit a detaliilor;5. Calitate uniform;6. Costuri reduse la transport i manipulare;7. Sunt incombustibile, nu putrezesc i sunt insensibile la aciunea insectelor;8. Sunt reciclabile.

III.TEHNOLOGII DE FABRICARE

Elementele formate la rece pot fi fabricate prin urmtoarele procedee:1.Laminare la rece;2.ndoire la rece;3. Presare la rece.n cazul laminrii la rece, banda de oel din care se realizeaz profilul este trecut succesiv printre dou trenuri de role, ndoirea fcndu-se progresiv ntr-o secvena de tipul celei prezentate n Figura 3. Flat sheet Finished section123456

123456 Figura 3 : Role de laminare n diferite etape de formare

Figurile 4 (a i b) arat dou linii de laminare pentru produse liniare (profile), respectiv pentru panouri de tabl cutat.Schimbarea rolelor de laminare la rece, pentru a obine profile de forme i/sau mrimi diferite, este consumatoare de timp i stagneaz producia. Pe liniile moderne de laminare sunt folosite de obicei role ajustabile, care permit o schimbare rapid pentru diferite game de mrimi ale seciunii transversale.

a) profile b) table

Figura 4: Linii de laminare industriale

ndoirea la rece este un procedeu mai simplu dect laminarea, dar i are aplicabilitate limitat. Profile cu lungimi reduse i cu geometrie simpl se pot realiza prin ndoiri succesive, aa cum se arat n Figura 5.12

34Figura 5: ndoirea la recePresarea la rece este mai rspndit dect ndoirea i permite producerea unei mari varieti de forme secionale. Prin acest procedeu, o seciune este format prin presarea tablei.Fiecare ndoitur este obinut separat. Acest procedeu are, de asemenea, limitri n ceea ce privete geometria i lungimea elementelor care pot fi produse.

IV.Caracteristici ale profilelor formate la rece datorate procesului de fabricaie

Laminarea la rece este utilizat n mod uzual pentru producerea de cantiti mari de profile cu aceeai form a seciunii transversale. Costurile iniiale ale investiiei sunt ridicate, dar manopera ulterioar este redus. Presarea la rece este utilizat, n mod uzual, pentru a produce cantiti reduse de profile, atunci cnd este cerut o varietate mare de forme ale seciunilor transversale. Caracteristici ale profilelor formate la rece datorate procesului de fabricaie.Procedeul de fabricaie influeneaz anumite caracteristici mecanice i geometrice ale profilelor formate la rece. n primul rnd, formarea la rece produce modificarea curbei caracteristice a oelului. Prin ecruisare, laminarea la rece conduce la creterea limitei de curgere, uneori i a rezistenei la rupere, fenomen mai accentuat n colurile profilelor i apreciabil n inimi i tlpi. Presarea la rece las aceste caracteristici aproape neschimbate n inimi i tlpi. Evident, ecruisarea nu se produce n cazul seciunilor laminate la cald, aa cum se arata in Tabelul 1 (Rondal, 1998).Aa cum s-a menionat deja, creterea limitei de curgere se datoreaz ecruisrii i depinde de tipul de oel utilizat. Creterea rezistenei la rupere se datoreaz fenomenului de mbtrnire, care fragilizeaz materialul, a crui ductilitate a fost deja redus prin ecruisare i depinde de caracteristicile metalurgice ale oelului.Profilele laminate la cald sunt afectate de tensiuni reziduale de tip membranar, care depind de forma seciunii transversale i au o influen semnificativ asupra comportamentului la stabilitate. De aceea, tensiunile reziduale au constituit factorul cel mai important pentru ncadrarea profilelor laminate la cald pe diferite curbe de flambaj n normele de calcul europene (ENV 1993-1-1, 1992), inclusiv STAS 10108/0-78.n cazul profilelor formate la rece, tensiunile reziduale sunt n principal de ncovoiere, aa cum se arat n Figura 11, iar influena acestora asupra comportamentului la stabilitate este mai puin important dect cele de tip membranar, dup cum se vede n Tabelul 2 (Rondal, 1988). Pe de alt parte, procedeul de formare la rece influeneaz mrimea tensiunilor reziduale; laminarea la rece produce tensiuni reziduale de ncovoiere mai mari dect presarea la rece.Curbele de flambaj europene au fost calibrate utiliznd rezultate experimentale pentru profile formate la cald (laminate sau sudate), obinute n urma unei largi campanii de ncercri n Europa anilor 1960 (Sfiintesco, 1970). Aceste curbe se bazeaz pe binecunoscuta formul Ayrton-Perry n care factorul de imperfeciune a fost calibrat pe baza rezultatelor experimentale (Rondal i Maquoi, 1979).

V.Probleme specifice n proiectarea elementelor formate la rece

Probleme specifice de stabilitate

Elementele metalice cu perei subiri pot fi supuse la unul dintre modurile generice de flambaj: local, distorsional sau global, i la interaciunea acestora. Flambajul local sau voalarea pereilor seciunii transversale, respectiv distorsiunea sau strmbarea seciunii, sunt ntlnite la profilele din oel formate la rece care, de regul, au pereii subiri.Termenul de "flambaj global" desemneaz flambajul prin ncovoiere (Euler) precum i flambajul prin ncovoiere-rsucire sau flambajul lateral, prin ncovoiere i rsucire, al grinzilor.Flambajul distorsional, aa cum sugereaz i denumirea, este modul de pierdere a stabilitii care apare ca o consecin a distorsiunii seciunii transversale. n cazul profilelor din oel formate la rece, acesta este caracterizat de deplasarea relativ a pereilor profilului, care se rotesc n jurul axelor colurilor seciunii. Mrimea lungimii de semiund a flambajului distorsional este n general ntre cea a flambajului local i a celui global. Ca o consecin a creterii complexitii formelor seciunilor transversale ale profilelor formate la rece, calculul caracteristicilor eficace ale seciunii transversale n urma flambajului local devine tot mai complicat, iar flambajul distorsional crete n importan.Flambajul local i cel distorsional pot fi considerate ca fiind moduri de flambaj "secionale" i pot interaciona att ntre ele ct i cu celelalte moduri globale. (Dubin, 1996).Figura 6 arat cteva moduri de flambaj simple i n interaciune, sau cuplate, pentru un profil cu seciune C comprimat. Rezultatele au fost obinute utiliznd Metoda Elementului Finit i analiza de stabilitate cu valori proprii (bifurcarea echilibrului elastic).

Figura 6: Mod de cedare al unui profil C comprimatPentru a ine seama de reducerea rigiditii, atunci cnd flambajul secional apare naintea flambajului global, n practica proiectrii se opereaz cu caracteristici geometrice reduse ale seciunii transversale a profilului.n Figura 6 se arat comparaia dintre curbele de flambaj pentru un profil C solicitat la compresiune, calculate n conformitate cu norma european (ENV,1993), considernd caracteristicile brute ale seciunii transversale (fr considerarea flambajului local) si caracteristicile reduse ale seciunii (caz n care are loc interaciunea dintre modul secional i cel global).

VI.Rigitatea la torsiune

Profilele formate la rece au, de regul, perei subiri i n consecin, o rigiditate la torsiune redus. Multe profile produse la rece sunt cu seciuni monosimetrice, avnd centrul de tiere excentric fa de centrul de greutate. Pentru a produce ncovoiere fr rsucire linia forei trebuie s treac prin centrul de tiere a seciunii. Orice excentricitate a ncrcrii fa de axa centrului de tiere va produce deformaii de rsucire considerabile ntr-o grind cu perei subiri.n consecin, grinzile ncovoiate necesit legturi suplimentare amplasate la diferite intervale, sau n mod continuu, pentru mpiedicarea rsucirii. Aceste legturi se impun n mod aproape curent n cazul grinzilor din profile C sau Z, care i pot pierde stabilitatea general datorit legturilor laterale insuficiente.Pentru elemente solicitate la compresiune, excentricitatea ncrcrii fa de centrul de tiere poate provoca flambajul prin ncovoiere-rsucire, la o for inferioar celei corespunztoare pierderii stabilitii prin ncovoiere.

Ductilitatea i comportarea n domeniul plastic

Ca efect al flambajului secional, dar i datorit ecruisrii n urma procesului de fabricaie, profilele formate la rece posed o ductilitate redus. n general, nu se accept un calcul plastic pentru profilele cu perei subiri formate la rece. Aa cum s-a artat i n paragraful 1.3.1, dup iniierea plasticizrii, la aceste profile rezerva de capacitate portant este foarte sczut. Cu toate acestea, pentru elementele ncovoiate, normele de proiectare accept considerarea rezervei de capacitate portant n domeniul plastic pentru poriunea ntins a seciunii transversale.

Profilele formate la rece pot fi utilizate n structurile supuse la aciuni seismice importante, deoarece exist beneficii structurale importante ca urmare a forelor iniiale reduse, masa structurii fiind mic, dar nu se poate conta pe zone plastice disipative n aceast situaie. n proiectarea antiseismic, dac se utilizeaz profile formate la rece, se aplic un factor de reducere =1, aa cum se prevede n normativul de proiectare antiseismic P100-92 (P100, 1992). n noua versiune a normei europene, EUROCODE 8 (EN1998-1) se prevede pentru structurile metalice cu capacitate de disipare redus un factor de comportare q=1.5 (in P100-1/2006 q=1). Dac structura, prin proiectare, asigur suficient redundan (suprarezisten de proiectare i capacitate de redistribuire a eforturilor n urma unor cedri locale) poate fi, n principiu, aplicat acest factor de reducere.

VII.mbinri

Datorit grosimilor reduse ale pereilor profilelor formate la rece, metodele convenionale de mbinare, prin sudare sau cu uruburi, dei posibile, sunt, n general, mai puin utilizate, accentul punndu-se pe tehnologiile specifice mai potrivite materialelor cu grosime redus. n cazul tehnologiilor aplicate curent, specifice profilelor cu perei subiri formate la rece, se evideniaz mbinrile cu nituri oarbe i cele cu uruburi autoperforante i/sau autofiletante. Bolurile aplicate prin mpucare sunt, de asemenea, utilizate n mod curent pentru prinderea unei table subiri de profile cu grosime de perete mai mari (de exemplu: profile laminate la cald).Mai recent, au aprut i alte metode de mbinare, specifice profilelor cu perei subiri, cum ar fi mbinrile cu adezivi sau cele prin presare i/sau tanare.mbinrile cu adezivi folosesc rini epoxidice sau adezivi acrilici. Avantajul mbinrilor cu adezivi const ntr-o bun repartizare a eforturilor n zona mbinrii, ns necesit o tratare atent a suprafeelor de contact din mbinare, i timp de ntrire a adezivului. Prezint o rezisten bun la solicitri de forfecare ns sunt slabe pentru solicitri de ntindere. Este discutabil comportarea lor n timp i la sarcini repetate i/sau reversibile.mbinrile prin presare (press-joining) sau stanare, de tip "Rosette" (Makelainen i Kesti, 1999), reprezint o metod nou de mbinare a profilelor cu perei subiri.Pot exista i mbinri mecanice speciale, specifice anumitor tipuri de structuri, cum ar fi structurile de depozitare, la care grinzile de susinere a platformelor de depozitare au la capete dispozitive speciale de fixare. La aceste tipuri de structuri, n general, stlpii sunt alctuii din profile cu perei perforai, pentru a permite fixarea grinzilor la diferite nivele.

Proiectarea asistat de experiment

Dei tehnologia formrii la rece prezint avantajul de a permite obinerea unor profile cu seciuni variate, din punct de vedere al proiectrii, calculul acestor elemente poate fi deosebit de complex. Sistemele structurale alctuite din diferite tipuri de profile formate la rece care conlucreaz ntre ele (cum ar fi nvelitoarea acoperiurilor, realizat din pane cu seciune Z i panouri de tabl cutat) pot conduce la situaii de proiectare dificil de controlat prin relaii de calcul analitice. Bineneles, analiza numeric cu ajutorul unui program de calcul cu element finit reprezint ntotdeauna o posibilitate de rezolvare a unor astfel de situaii, dar de cele mai multe ori modelarea este complicat i costisitoare din punct de vedere al timpului de lucru. Pentru astfel de probleme, normele de proiectare moderne permit utilizarea de proceduri experimentale pentru evaluarea performanelor structurale. Analiza experimental poate fi utilizat integral, nlocuind proiectarea prin calcul, sau poate fi utilizat n combinaie cu calculul numeric. Evident, doar laboratoarele acreditate pot efectua astfel de programe experimentale i elibereaz certificate de conformitate.

VIII.Norme de calcul

n paragraful 1 s-a fcut deja referire la normele pentru proiectarea elementelor din oel formate la rece existente n Europa, Statele Unite ale Americii i Australia. n continuare se vor face cteva precizri referitoare la norma romneasc de profil "Normativ pentru calculul elementelor din oel cu perei subiri formate la rece" indicativ NP012-1997 (Este tradusa si in curs de aplicare SREN 1993-1-3). Prevederile generale din SREN 1993-1-1,1-5,1-8 se aplica si in acest caz. se poate face trimitere la NP042-2000.Normativul NP012-1997 reprezint versiunea tradus i adaptat a normei europene EUROCODE 3, Partea 1.3 (ENV1993-1-3, 1996) care este norma european unificat pentru proiectarea elementelor din oel formate la rece cu perei subiri. Prevederile normei europene sunt limitate la elemente din oel cu grosimile cuprinse ntre 1.0-8.0 mm pentru profile, respectiv 0.5-4.0 mm pentru table. Normativul folosete n exclusivitate metoda strilor limit. Prescripiile de proiectare nu sunt mult diferite de cele coninute n norma american AISI (AISI, 2001) ns includ, n general, metode de calcul mai avansate. Pentru calculul caracteristicilor eficace ale profilelor comprimate, spre exemplu, norma european conine prevederi de calcul mult mai complexe. Cu toate acestea, n comparaie cu norma american (AISI, 2001) respectiv norma australian (AS/NZS, 1996, 1998) nu sunt prezentate formule de calcul pentru flambajul distorsional.Normativul romnesc introduce, de asemenea, n plus fa de norma european, Capitolul 5.4 "Bare cu seciune compus din elemente formate la rece". n acest capitol sunt prezentate formulele de calcul pentru verificarea rezistenei i stabilitii barelor cu seciune transversal compus, obinut prin metode de solidarizare specifice, a dou sau mai multor profile formate la rece cu perei subiri.

IX.Rezistena la foc

Un parametru important pentru determinarea rezistenei la foc a unui anumit element structural este factorul de masivitate, definit prin raportul dintre perimetrul seciunii transversale a profilului supus aciunii focului i aria seciunii transversale. n cazul profilelor formate la rece, datorit grosimilor reduse ale pereilor, acest factor are valori ridicate, ceea ce conduce la rezistene la foc reduse. Din acelai motiv, n cazul profilelor formate la rece, protecia la foc cu vopsea intumescent nu este eficient.Aplicarea sprayurilor grele, dei eficient n mod obinuit, nu este o soluie uzual pentru profilele formate la rece zincate. De obicei, pentru protecia la foc a acestui tip de profile se recomand izolarea cu vat mineral sau alte materiale similare i mbrcarea lor cu un sistem de plci de gips-carton. Aceast protecie asigur o rezisten la foc adecvat cerinelor de proiectare impuse de norme.Funcie de numrul de straturi de plci i de izolaia termic suplimentar, acest tip de protecie poate asigura o rezisten la foc de pn la 120 de minute.

Protecia anticoroziv

Rezistena la coroziune a profilelor formate la rece depinde de agresivitatea mediului i de tipul i grosimea tratamentului de protecie aplicat. Procedeul de fabricare la rece permite ca protecia anticoroziv s poat fi aplicat pe tabla de baz nainte de laminare. n consecin, tabla zincat i/sau vopsit poate fi trecut prin rolele de laminare i nu mai Galvanizarea uzual se execut cu o cantitate de 275 grame de zinc pe metru ptrat (Zn 275), care corespunde unei grosimi a stratului de zinc de 20 m pe fiecare parte a tablei. Protecia prin zincare este suficient pentru asigurarea rezistenei la coroziune pentru toat durata de via a unei cldiri, cu condiia ca aceasta s fi fost construit n mod adecvat. Protecia anticoroziv poate fi uor distrus ca urmare a manipulrii i transportului profilelor. n cazul efecturii unor guri n profilele zincate, n mod obinuit nu mai este necesar un tratament ulterior, din moment ce stratul de zinc se transfer pe suprafeele neprotejate.Un alt tip de protecie anticoroziv utilizat n cazul profilelor formate la rece cu perei subiri este protecia cu film pe baz de materiale plastice.

X.Avantajele utilizrii profilelor din oel formate la rece n construcii

ntr-o serie de publicaii intitulata Light Steel, Steel Construction Institute (SCI) a publicat un ghid de proiectare a construciilor utiliznd profilele din oel formate la rece (Grub, 1997). n conformitate cu acest ghid se prezint urmtoarele avantaje ale utilizrii acestor materiale n construcii.

Avantaje n timpul execuiei

Asamblare uoar ntr-o larg gam de forme structurale i arhitecturale; Exist metode de mbinare i montaj bine puse la punct; Exist posibilitatea prefabricrii subansamblelor; elementele pot fi livrate la lungimea necesar i cu toate gurile pentru uruburi realizate din fabric; Asamblarea i montajul se realizeaz cu uurin i n timp scurt pe antier; elementele individuale, chiar i subansamblele se pot manipula i monta manual, fr utilaje de ridicare; manopera este redus i nu necesit o calificare deosebit; Eventualele modificri ale structurii se pot realiza pe antier mult mai uor dect n cazul profilelor laminate la cald; aceasta evident cu aprobarea proiectantului; Protecia la foc se realizeaz cu uurin; sistemele de protecie cu izolaie i gips- carton permit obinerea unei rezistene la foc de pn la 120 minute; Erorile de montaj pe antier sunt reduse la minim; Se obin construcii competitive, performante din punct de vedere tehnico-economic.

Avantaje n timpul exploatrii

Se pot realiza structuri mai uoare i eficiente, ntr-o mare varietate de forme; Se pot obine deschideri mai mari dect n cazul utilizrii elementelor din lemn; Sistemul structural permite, n general, obinerea de spaii tehnice pentru cabluri electrice i instalaii sanitare; Materialele de protecie la foc pot fi nlocuite cu uurin n urma unui eventual incendiu; Realizeaz o bun protecie termic i evit formarea condensului, n cazul respectrii detaliilor de realizare; Nu afecteaz mediul nconjurtor, sunt reciclabile, demolarea se face cu pierderi minime (Burstand, 2000). Greutatea sczut a acestor construcii este un avantaj deosebit de important n cazul terenurilor de fundare slabe sau a lucrrilor de supraetajare sau mansardare. Profilele formate la rece pot fi utilizate n cadrul aceleiai structuri mpreun cu profilele laminate la cald, acolo unde apar deschideri sau ncrcri mari. De asemenea, la cldirile multietajate, realizate din profile laminate la cald, se poate profita de rezistena la aciuni orizontale a panourilor de nchidere realizate din profile formate la rece i tabl cutat (Mazzolani i Piluso, 1996).

Aplicaii

n acest paragraf se prezint cteva aplicaii ale elementelor din oel formate la rece n construcii, n care s-au utilizat produse LINDAB.

Structura de susinere a nvelitoriin mod tradiional, prima utilizare structural a profilelor din oel formate la rece a fost ca pane pentru acoperi sau rigle de susinere a tablei cutate pentru perei (Figura 18). n general sunt folosite seciuni Z, care permit suprapunerea peste grinzi n scopul creterii eficienei structurale.

a)b)

Fig. 8: Profile Z i C utilizate pentru: a) pane de acoperi (ALCATEL-DATATIM, Timioara) i b) rigle de perete (ARBEMA, Arad)

Cadre pentru structura de rezisten

Din ce n ce mai mult, n ultimii ani, profilele formate la rece sunt utilizate i pentru structurile de rezisten principale ale cldirilor. Astfel, se obin cadre cu stlpi i rigle alctuite din seciuni compuse din profile de oel formate la rece de tipul celor artate n Figura 9.

Fig. 9: Cadre transversale pentru structura de rezisten, alctuite din seciuni compuse (ARBEMA, Arad)

Perei despritori

O aplicaie special o constituie pereii despritori pentru cldiri de locuit sau administrative. Aceti perei sunt realizai din plci de gips-carton montate pe profile C aa cum se arat n Figura 10.

Fig. 10: Perete despritor n interiorul unei cldiri

Panouri de perete prefabricate (sistem "wall-stud")Panourile de perete pot fi preasamblate n fabric i montate pe antier, aa cum se arat n Figura 21.

Fig. 11: Sistem de panouri prefabricate pentru perei i acoperi din lemn

Ca materie prim pentru realizarea profilelor din oel ndoite la rece se utilizeaz n general band de oel laminat la rece sau la cald cu o limit de curgere de minimum 235 N/mm2.

Cele mai utilizateStandardele relevante

clase de calitate a

NumrulTitlul

oelului

S235JREN 10025-2Produse laminate la cald din oeluri pentru construcii

Partea a 2-a: Condiii tehnice de livrare oeluri nealiate

EN 10305-3evi pentru utilizri de precizie Condiii tehnice de livrare

Partea a 3-a: evi sudate trase la rece

E235

EN 10305-5evi pentru utilizri de precizie Condiii tehnice de livrare

Partea a 5-a: evi sudate i calibrate cu seciune ptrat sau dreptunghiular

Profile cave formate la rece, sudate, pentru construcii, din oeluri nealiate i

S235JRHEN 10219-1cu granulaie fin

Partea 1: Condiii tehnice de livrare

I. PARAMETRII PRINCIPALI

DIMENSIUNILE PROFILELOR DIN OEL

Profile caveGrosimea peretelui; sDimensiunile generale aleLungimea; l (m)

(mm)profilelor (mm)

Rotunde1,0-4,616-1335-12

Ptrate1,0-4,615x15-100x1005-12

Dreptunghiulare1,0-4,620x10-150x605-12

Profile deschiseGrosimea peretelui; sDimensiunile generale aleLungimea; l (m)

(mm)profilelor (mm)

U1,5-6,020x20-250x805-12

L2-5,030x30-140x1405-12

L2-4,040x20-180x1005-12

C2-5,040x40-200x755-12

Z2-4,050x25-180x605-12

Limitele dimensiunilor profilelor tiate la lungimi fixe

Dimensiunile exterioare ale profilului (mm)Cu debavurareFr

debavurare

Diametrul exterior al profilului cav rotundmin. 16 16

max. 80 95

Diametrul exterior al profilului cav ptrat (bxb) (mm)min. 15x15 15x15

max. 60x60 80X80

Diametrul exterior al profilului cav dreptunghiular (hxb) (mm)min.20x10*20x10

max.50x30*90x70

Grosimea pereteluin funcie de sortiment

* Latura bazei nu poate fi mai mare dect dublul nlimii.

Limitele dimensiunilor profilelor tiate la lungimi fixecu debavurare130-4.500 mm

fr debavurare30-4.500 mm

CERINE TEHNICE

Grupa de produseCerine tehnice generaleDimensiuni

Conform catalogului de

produse detaliat

Profile dinPentru uz general iEN 10162Profile din oel ndoite la

oelconstruciirece"

deschiseal ISD DUNAFERR Zrt.

sau conform contractului

Pentru utilizri specialeConform contractului

Pentru utilizri generaleEN 10305-3, EN 10305-5

Profile din

Pentru construciiEN 10219-1EN 10219-2

oel cave

Pentru utilizri specialeConform contractului

XI.Bibliografie:

Constructii metalice VictorPopescu

Profile metalice cu pereti subtiri in constructii MirceaPopescu

Constructii metalice si tehnologia executieiP.Siminea

www.google.com

www.wikipedia.org12