NP-005 2003 normativ lemn

8/6/2019 NP-005 2003 normativ lemn

1/123

UNIVERSITATEA TEHNIC DE CONSTRUCII BUCURETIFACULTATEA DE CONSTRUCII CIVILE, INDUSTRIALE I AGRICOLE

CATEDRA DE CONSTRUCII CIVILE, INGINERIE URBANI TEHNOLOGIC

CONTRACT NR. 151 A / 2002

NORMATIV PRIVIND PROIECTAREA CONSTRUCIILOR

DIN LEMN(revizuire NP 005-96)

REDACTAREA a III a

BENEFICIAR: M.L.P.T.L.

RECTOR,

Prof. dr. ing. Petre PTRU

RESPONSABIL LUCRARE,

Prof. dr. ing. Maria DARIE

Iunie 2003


2/123

Colectiv de elaborare:

Prof. univ. dr. ing. Maria DARIE - coordonatoref lucr. univ. ing. Ruxandra ERBAUAsist. univ. ing. Lucian PAN

Asist. univ. ing. Monica PANTELIMON

Consultant:Prof. univ. dr. ing. Mihai VOICULESCU


3/123

CUPRINS

Cap. 1. Generaliti...11.1. Obiect i domeniu de aplicare...11.2. Uniti de msur..11.3. Simboluri...2

1.4. Clasificarea elementelori a construciilor din lemn......121.5. Principii generale de alctuire i calcul..151.5.1. Verificarea elementelor.151.5.2. Determinarea solicitrilor.161.5.3. Caracteristicile materialului lemnos.161.5.4. Condiii speciale de calcul161.5.5. Aciuni...17

Cap. 2. Materiale....182.1. Specii de lemn utilizate i domenii de folosin182.2. Masa volumic...202.3. Rezistenele caracteristice ale lemnului masiv la diferite

solicitri..212.4. Rezistenele de calcul ale lemnului masiv.232.5. Elemente metalice pentru mbinri i structuri mixte25

Cap. 3. Prevederi generale privind proiectarea construciilor din lemn..263.1. Prescripii generale de proiectare...263.2. Prescripii generale de alctuire i calcul...26

3.3. Stabilirea deschiderii de calcul..303.4. Deformaii maxime admise313.5. Lungimi de flambaj i coeficieni de zveltee limit..34

Cap. 4. Calculul barelor din lemn cu seciune simpl..374.1. Relaii generale de calcul...374.2. Bare solicitate la ntindere axial paralel cu fibrele.384.3. Bare solicitate la compresiune axial paralel cu fibrele...394.4. Bare solicitate la compresiune perpendicular pe fibre.42

4.5. Bare solicitate la strivire oblic.444.6. Bare solicitate la forfecare.444.7. Bare solicitate la ncovoiere...464.8. Bare solicitate la ncovoiere oblic....474.9. Bare solicitate la ntindere i ncovoiere (ntindere excentric).....494.10. Bare solicitate la compresiune i ncovoiere (compresiune

excentric)...49

Cap. 5. Calculul barelor din lemn cu seciune compus..52

5.1. Definirea barelor compuse i principii de calcul....525.2. Bare compuse solicitate la ntindere axial525.3. Bare compuse solicitate la compresiune axial..53

5.3.1. Alctuirea barelor compuse comprimate..53


4/123

5.3.2. Calculul barelor compuse comprimate.555.3.2.1. Bare pachet..555.3.2.2. Bare cu fururi lungi i bare cu eclise continue565.3.2.3. Bare cu fururi scurte58

5.4. Bare compuse solicitate la compresiune i ncovoiere (compresiuneexcentric)..59

5.5. Bare compuse solicitate la ncovoiere615.5.1. Alctuirea barelor compuse ncovoiate.615.5.2. Calculul grinzilor compuse solicitate la ncovoiere..62

Cap. 6. Calcululi execuia mbinrilor elementelor de construcie dinlemn....64

6.1. Clasificarea mbinrilor..656.2. Condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc mbinrile...666.3. mbinri prin chertare.67

6.3.1. Elemente generale.676.3.2. mbinri prin chertare la piese amplasate n prelungire676.3.3. mbinri prin chertare la piese dispuse perpendicular..686.3.4. mbinri prin chertare la piese amplasate sub unghiul ..70

6.3.4.1. Date constructive.706.3.4.2. Calculul mbinrilor prin chertare frontal..73

6.4. mbinri cu pene prismatice din lemn i cu pene inelare metalice.776.4.1. mbinri cu pene prismatice din lemn...77

6.4.1.1. Date constructive.776.4.1.2. Calculul mbinrilor cu pene prismatice din

lemn.796.4.1.3. Stabilirea numrului necesar de pene i distribuirea

lor pe lungimea elementului836.4.2. mbinri cu pene inelare, netede, dinate sau cu gheare...84

6.4.2.1. Date constructive.846.4.2.2. Calculul mbinrilor cu pene metalice inelare.87

6.5. mbinri cu tije i cu pene lamelare flexibile.886.5.1. mbinri cu tije cilindrice, prevederi generale..886.5.2. Tipuri de tije cilindrice..91

6.5.3. Date constructive privind mbinrile cu tije cilindriceelastice..926.5.4. Capacitatea de rezisten a mbinrilor cu tije..956.5.5. mbinri cu pene lamelare flexibile, prevederi generale...986.5.6. Date constructive privind mbinrile cu pene lamelare

flexibile.996.5.7. Capacitatea de rezisten a mbinrilor cu pene lamelare

flexibile.996.6. mbinri cu tije solicitate la smulgere..100

6.6.1. Date constructive1006.6.2. Capacitatea de rezisten a mbinrilor cu tije solicitatela smulgere..101

6.7. mbinri cu asamblaje metalice102


5/123

6.8. mbinri ncleiate.1036.8.1. Elemente generale...1036.8.2. Date constructive i particulariti privind realizarea

elementelor ncleiate...104Cap. 7. Prezervarea elementelor, subansamblelori a construciilor din lemn

mpotriva biodegradriii a focului....108

Comentarii....111Bibliografie...131


6/123

Capitolul 1

GENERALITI

1.1. OBIECT I DOMENIU DE APLICARE

1.1.1. Prezenta norm tehnic stabilete reglementrile de calcul i alctuireconstructiv a elementelor de construcie din lemn masiv utilizate la construciicivile, industriale i agrozootehnice.

1.1.2. Temperatura maxim a mediului ambiant n care pot fi exploatateconstruciile din lemn se limiteaz la maximum 55C.

1.1.3. La proiectarea elementelor de construcie din lemn, pentru asigurareadurabilitii lor, trebuie s se in seama de regimul de expunere la intemperii i laumiditate, precum i de condiiile specifice de exploatare. n funcie de aceti factori,n proiectele de execuie se stabilesc:

- clasa de calitate a lemnului i specia utilizat;- modul de alctuire a elementelor de construcie;- msurile de prezervare necesare.

1.1.4. Principiile de proiectare, rezistenele de calcul i prescripiileconstructive din prezenta norm pot fi aplicate i la proiectarea construciilor dinlemn cu alte destinaii dect cele de la punctul 1.1.1., innd seama de condiiile

tehnice specifice construciilor respective.

1.2. UNITI DE MSUR

Unitile de msur folosite corespund sistemului internaional de msuri SI:- pentru fore i ncrcri concentrate.....................................N sau kN;- pentru ncrcri distribuite linear.......................N/mm sau kN/m;- pentru ncrcri distribuite pe suprafa..................N/mm2 sau kN/m2;

- pentru masa volumic........................................................... kg/m3

;- pentru tensiuni normale i tangeniale..........N/mm2 (1N/mm2= 1MPa);- pentru momente ncovoietoare....................................Nmm sau kNm.

1.3.SIMBOLURI

- temperatura mediului nconjurtor; i - umiditate relativ a aerului;0,05 - valoarea maxim a masei volumice, fractilul de 95%;0,95 - valoarea minim a masei volumice, fractilul de 5%;0,95 - fractilul de 95%;0,05 - fractilul de 5%;


7/123

R - rezistena caracteristic;R - rezistena caracteristic la ncovoiere static;Rt - rezistena caracteristic la ntindere;Rc - rezistena caracteristic la compresiune n lungul fibrelor;Rc - rezistena caracteristic la compresiune n plan normal pe direcia

fibrelor;

Rf - rezistena caracteristic la forfecare n lungul fibrelor;Rf - rezistena caracteristic la forfecare n plan normal pe direciafibrelor;

E0,05 - valoarea caracteristic a modulului longitudinal de elasticitate;E - modulul longitudinal de elasticitate;G0,05 - valoarea caracteristic a modulului transversal de elasticitate;G - modulul transversal de elasticitate;

Ric - rezistena de calcul;

mui - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

de echilibru a materialului lemnos;mu - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru ncovoierea static;

mut - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru ntindere;

muc - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru compresiune n lungulfibrelor;

muc - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru compresiune n plannormal pe direcia fibrelor;

muf - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru forfecare n lungulfibrelor;

muf - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditateade echilibru a materialului lemnos pentru forfecare n plan normal

pe direcia fibrelor;muE - coeficieni ai condiiilor de lucru care introduc n calcul umiditatea

de echilibru a materialului lemnos pentru modulul longitudinal deelasticitate la ncovoiere static;

mdi - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata deaciune a ncrcrilor;

md - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata deaciune a ncrcrilor pentru ncovoiere statici forfecare;

mdc - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata deaciune a ncrcrilor pentru compresiune;

mdt - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata deaciune a ncrcrilor pentru ntindere;

mdE - coeficieni ai condiiilor de lucru stabilii n funcie de durata deaciune a ncrcrilor pentru modulul longitudinal de elasticitate;i - coeficieni pariali de siguran; - coeficieni pariali de siguran la ncovoiere;


8/123

t - coeficieni pariali de siguran la ntindere;c - coeficieni pariali de siguran pentru compresiune n lungulfibrelor;c - coeficieni pariali de siguran pentru compresiune n plan normal

pe direcia fibrelor;f - coeficieni pariali de siguran pentru forfecare n lungul fibrelor;f - coeficieni pariali de siguran pentru forfecare n plan normal pe

direcia fibrelor;f - coeficient de frecare;a - adncimea maxim a chertrii;b - grosimea seciunii transversale;h - nlimea seciunii transversale;c - lungimea minim a chertrii;l0 - lumina golului;lc - deschidere de calcul;

fmax,final - deformaie maxim final la ncovoiere;f1 - sgeata datorat ncrcrilor permanente;f2 - sgeata datorat ncrcrilor temporare;fi - sgeata datorat deformaiei mbinrilor;fc - contrasgeata iniial a grinzii nencrcate ;f1,inst - sgeata instantanee datorat ncrcrilor permanente;f2,inst - sgeata instantanee datorat ncrcrilor temporare;kdef - coeficient care ia n considerare durata de aciune a ncrcrilori

clasa de exploatare a construciei;

L - efort efectiv n tij;Lcap - efort capabil n tij;lf - lungime de flambaj;a - zveltee admisibil;f - coeficient de zveltee;Fi - capacitate de rezisten a barei la solicitareai;

Si - caracteristica secional;mT - coeficient de tratare;

Anet - arie net;T

r- capacitate de rezisten la ntindere;

Abrut - arie brut;Aslabiri - arie slbiri;Acalcul - arie de calcul;Cr - capacitate de rezisten la compresiune axial paralel cu fibrele;c - coeficient de flambaj;

Rc - rezisten de calcul la ncovoiere static;

Rtc - rezisten de calcul la ntindere;

Rcc - rezisten de calcul la compresiune n lungul fibrelor;

Rcc - rezisten de calcul la compresiune n plan normal pe direcia

fibrelor;R

cf - rezisten de calcul la forfecare n lungul fibrelor;

Rcf - rezisten de calcul la forfecare n plan normal pe direcia fibrelor;


9/123

- zveltee;Qr - capacitate de rezisten la compresiune n plan normal pe direcia

fibrelor;Ac - arie de contact;mr - coeficient de reazem;

Rcc - rezisten la strivire sub unghi ;

i - raz de giraie; - unghiul de nclinare a forei fa de direcia fibrelor;As - arie de strivire;Nr - capacitatea de rezisten la strivire sub unghi ;Vr - capacitate de rezisten la forfecare n plan normal pe direcia

fibrelor;Af - aria seciunii care se foarfec;Fr - capacitate de rezisten la forfecare n lungul fibrelor;mf - coeficient de frecare;

- coeficient ce ine cont de tipul forfecrii;lp - lungimea pragului de forfecare;e - excentricitate de aplicare a forei;

Mr - capacitate de rezisten la ncovoiere;Wcalcul - modul de rezisten de calcul;Wbrut - modul de rezisten brut;

Lr - capacitate de rezisten la lunecare;I - moment de inerie;S - moment static;fadm - deformaie maxim admisibil;Mxr - capacitate de rezisten la ncovoiere pe direcia x;M

yr - capacitate de rezisten la ncovoiere pe direcia y;

Mx

ef - moment ncovoietor efectiv pe direcia x;M

yef - moment ncovoietor efectiv pe direcia y;

fx

max,final - deformaie maxim final la ncovoiere pe direcia x;f

ymax,final - deformaie maxim final la ncovoiere pe direcia y;

Tef - efort de ntindere axial de calcul;Mef - moment ncovoietor de calcul;Cef - efort de compresiune axial de calcul;

Mfef - moment ncovoietor maxim final;CE - efort axial de compresiune pe direcia de aplicare a momentului;

Lf

ef - fora tietoare de calcul;mR - coeficient de repartiie a ncrcrilor;Tr,i - capacitate de rezisten la ntindere axial a elementului i;

Rct - rezisten de calcul a lemnului masiv la ntindere axial;

Anet.i - arie net a seciunii de calcul, pentru bara i;mT - coeficient de tratare a lemnului;

E|| - modul de elasticitate;

Tr - capacitate de rezisten a unei bare compuse din lemn, supus lantindere axial;

Tef - for total efectiv de ntindere ntr-o bar compus;Tef.i - for efectiv de ntindere aferent elementului i;


10/123

Abrut.i - arie brut a seciunii de calcul, pentru bara i;Cr,x - capacitate de rezisten la compresiune a barelor pachet n raport

cu axax-x normal pe rosturi;R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,

paralel cu fibrele;Acalcul - aria seciunii de calcul a tuturor elementelor componente ale barei

pachet;cx - coeficient de flambaj, n raport cu axax-x;Cr,y - capacitate portant la compresiune a barelor pachet n raport cu

axay-y paralel cu rosturile;cy - coeficient de flambaj, n raport cu axay-y; - coeficient de zveltee transformat al barei, n raport cu axay-y;try - coeficient de majorare a zvelteei barei compuse;y - coeficient de zveltee a barei, n raport cu axay-y;k - coeficient de calcul;b - dimensiunea seciunii transversale a unei bare compuse, paralel cu

rosturile;h - dimensiunea seciunii transversale a unei bare compuse, n sens

perpendicular pe rosturi;r - numr de rosturi;lf - lungime de flambaj a barei;ne - numr efectiv de seciuni de forfecare;d - diametru tij;a - grosimea celei mai subiri piese din pachet;

Ap - aria elementelor principale ale barei compuse;x - coeficient de zveltee a barei, n raport cu axax-x;ix - raz minim de giraie a seciunii, n raport cu axax-x;

Ip,x - moment de inerie al elementelor principale, n raport cu centrul degreutate al seciunii, dup axax-x;

Is,x - moment de inerie al elementelor secundare, n raport cu centrul degreutate al seciunii, dup axax-x;

iy - raz de giraie a seciunii, n raport cu axay-y;Ip,y - moment de inerie al elementelor principale, n raport cu centrul de

greutate al seciunii, dup axay-y;Is,y - moment de inerie al elementelor secundare, n raport cu centrul degreutate al seciunii, dup axay-y; - coeficient de zveltee echivalent al barei, n raport cu axay-y;ey

n - numrul de elemente principale;1 - coeficient de zveltee al unui element izolat;l1 - distan dintre dou fururi scurte;i1 - raz de giraie, n raport cu axay-y, a unui element izolat;

I1 - moment de inerie al unui element izolat, n raport cu centrul de

greutate al seciunii, dup axay-y;A1 - arie a unui element izolat;Cef - efort de compresiune efectiv;Cr - capacitate portant a barei la compresiune;


11/123


12/123

h - nlime element n seciune transversal;lp - lungime prag de chertare;lf - lungime de forfecare a pragului de chertare;hc1 - nlime a primului prag de chertare (adncimea chertrii);hc2 - nlime a celui de-al doilea prag de chertare (adncimea chertrii);lp1 - lungime a primului prag de chertare;

lp2 - lungime a celui de-al doilea prag de chertare;lf1 - lungime de forfecare a primului prag de chertare;lf2 - lungime de forfecare a celui de-al doilea prag de chertare;

Nr - capacitate de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinriprin chertare frontal cu prag simplu;

Cr - capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cudirecia fibrelor;

Nr - capacitate de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinriprin chertare frontal cu prag simplu;

Cr

- capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cudirecia fibrelor;

Qr - capacitate de rezisten a zonei comprimate (strivite),perpendicular pe direcia fibrelor; - unghi determinat ntre direcia de aciune a forei de compresiune idirecia orizontal;

R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune axial,paralel cu fibrele;

R cc - rezisten de calcul a lemnului masiv la compresiune,

perpendicular pe direcia fibrelor;Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie paralel cu fibrele pieseicare se strivete;

Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie perpendicular cu fibrelepiesei care se strivete;

mr - coeficient de reazem;Ntr - capacitate de rezisten total la strivire a unei mbinri frontale cu

prag dublu;Nr,1 - capacitate de rezisten la strivire a primului prag de chertare;

Nr,2 - capacitate de rezisten la strivire a celui de-al doilea prag dechertare;Fr - capacitate de rezisten a pragului la forfecare;

R cf - rezisten de calcul a lemnului masiv la forfecare paralel cu

fibrele;Af - aria pragului la forfecare;mf - coeficient de forfecare;Fr,1 - capacitate de rezisten a primului prag de chertare la forfecare;Fr,2 - capacitate de rezisten a celui de-al doilea prag de chertare la

forfecare;Af1 - arie de forfecare a primului prag de chertare;Af2 - arie de forfecare a celui de-al doilea prag de chertare;mf1 - coeficient de forfecare corespunztor primului prag de chertare;


13/123

mf2 - coeficient de forfecare corespunztor celui de-al doilea prag dechertare;

Fef - for efectiv de forfecare;Fef 1 - for efectiv de forfecare, corespunztoare primului prag de

chertare;Fef 2 - for efectiv de forfecare, corespunztoare celui de-al doilea prag

de chertare;Nc ef - ncrcare efectiv de calcul, care acioneaz perpendicular pepragul de chertare;

Nc ef 1 - ncrcare efectiv de calcul, aferent primului prag de chertare;Nc ef - ncrcare efectiv de calcul, care acioneaz perpendicular pe

pragul de chertare;As1 - arie de strivire a primului prag de chertare;As2 - arie de strivire a celui de-al doilea prag de chertare;Nef bulon - efort axial din bulonul de solidarizare;Ncap bulon - capacitate de rezisten a bulonului de solidarizare;nb - numr de buloane;

Nc - efort axial efectiv de compresiune n mbinare; - unghi ntre piesele mbinate;Anet - arie net a bulonului de solidarizare;Rot - rezisten de calcul a oelului la ntindere;m0 - coeficient de lucru al bulonului n mbinare;Vef - reaciune vertical n mbinare;Qri - capacitate de rezisten la strivire perpendicular pe fibre;n - numr de cuie necesare;

L - component orizontal a efortului din bulonul de solidarizare;La - capacitate de rezisten minim a unei tije;lp - lungime pan de mbinare;

Lef p - efort de lunecare care acioneaz asupra unei pene;Lcap s - capacitate de rezisten a unei pene;R - rezisten de calcul a lemnului la compresiune;ccAs - suprafa de strivire a penei;mr - coeficient de reazem;

L - capacitate de rezisten a unei pene la strivire;obliccap s

L - capacitate de rezisten a unei pene la strivire paralel cu fibrele; scapL - capacitate de rezisten a unei pene la strivire perpendicular pe scap

fibre; - unghi de nclinare a laturii scurte a penei;L - capacitate de rezisten a unei pene, stabilit din condiia depcap f

forfecare;R - rezisten de calcul a lemnului la forfecare;cfAf - suprafa de forfecare a penei;mf - coeficient de forfecare;bp - lime a suprafeei de forfecare;

Lef g - efort de lunecare pe grind;


14/123


15/123


16/123


17/123


18/123


19/123


20/123


21/123

Capitolul 2

MATERIALE

2.1. SPECII DE LEMN UTILIZATE I DOMENII DE FOLOSIN

2.1.1. Principalele specii de lemn indigen utilizate sunt:Lemn de rinoase

bradul, care se ncadreaz la categoria lemnului uori moale, cu contrageri micii rezistene mecanice medii; prelucrrile mecanice se fac fr dificulti, darrelativ mai greu dect la molid din cauza smulgerilor de fibre;

laricele, caracterizat ca un lemn potrivit de greu, moale, cu rezistene mecanicefoarte mari pentru specia de rinoase;

molidul, caracterizat ca un lemn uor i moale, cu contragere total mic irezistene mecanice medii; prelucrarea mecanic a lemnului de molid se realizeazfr dificulti;

pinul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i moale, cu rezistene bune lasolicitri mecanice.

Lemn de foioase

carpenul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i tare, cu contrageri mari

i rezistene mecanice medii, superioare fagului; fagul, lemn greu i tare, cu contrageri mari i proprieti mecanice medii; prezintdificulti la uscare, avnd tendina de a crpa i a se deforma;

frasinul, care se ncadreaz n categoria lemnului greu i tare, cu contrageri irezistene mecanice la nivel mediu pentru specia de foioase;

mesteacnul, lemn relativ greu i tare, cu contracii mari; paltinul de cmp sau de munte, lemn relativ greu i tare, cu rezistene ncadrate n

categoria medie; plopul, din clona indigen, negru sau tremurtor, i din clona adaptat la condiiile

de vegetaie din ara noastr (euramerican), lemn uor i moale, cu contragerireduse i rezistene mecanice reduse; salcmul de plantaie, care este un lemn greu i tare, cu contrageri i rezistene

mecanice reduse; cerul, lemn greu i potrivit de tare, cu contrageri mari i rezistene apropiate de

cele ale stejarului; gorunul, lemn greu i tare, cu contrageri mari i rezistene mecanice mari, similare

cu cele ale stejarului; stejarul, atestat ca un lemn greu i tare, cu contrageri i rezistene mecanice mari.

2.1.2. Domeniile de utilizare n tehnica construciilor ale diverselor specii delemn de rinoase i foioase sunt prezentate n tabelul 2.1.


22/123


23/123

- STAS 3416-75 Lemn rotund pentru piloi;- STAS 4342-85 Lemn rotund de foioase pentru construcii.

2.1.4.2.Lemnul ecarisati semiecarisatse folosete sub form de:- scnduri i dulapi;- ipci i rigle;- grinzi cu dou, cu trei i cu patru fee plane i paralele ntre ele i

grinzi cu teituri (cioplitur);- margini, lturoaie, restrole.Sortimentele de cherestea (lemn ecarisat) se livreaz la dimensiunile stabilite

conform STAS 942-86 Cherestea de rinoase. Dimensiuni nominale i conformSTAS 8689-86 Cherestea de foioase. Dimensiuni nominale, precum i ladimensiunile stabilite pe baz de nelegere ntre productori beneficiar.

Clasele de calitate pentru diferitele specii de lemn sunt specificate n STAS1928-90 Cherestea de stejar. Clase de calitate, STAS 1949-86 Cherestea derinoase. Clase de calitate, STAS 1961-80 Cherestea de fag. Clase de calitate,STAS 3363-86 Cherestea de cire, frasin, paltin, pr i ulm. Clase de calitate,STAS 3575-86 Cherestea de arin, plop, salcie i tei. Clase de calitate, STAS 6709-86 Cherestea de arar, carpen, jugastru, mesteacn i salcm. Clase de calitate.

Comentariul C. 2.1.4.2.

2.2. MASA VOLUMIC

Masa volumic pentru principalele specii de material lemnos utilizate n

construcii, care se ia n considerare la stabilirea greutii proprii a elementelor deconstrucie din lemn este specificat n tabelul 2.2.Tabelul 2.2.

Masa volumic (kg/m3)

Nr. Specia 0,05 0,95 Nr. Specia 0,05 0,951 Brad 400 480 7 Fag 630 7502 Larice 500 600 8 Mesteacn 600 7003 Molid 375 440 9 Paltin 510 6004 Pin negru 520 750 10 Plop 310 5505 Pin silvestru 430 560 11 Salcm 710 8406 Carpen 775 900 12 Cer, gorun, stejar 640 780

Observaie: La stabilirea celor mai defavorabile condiii de solicitare luate n consideraren calcul se va adopta valoarea maxim a masei volumice (0,95 ) n cazul n care rezultanta

suprancrcrilor care solicit elementele de construcie acioneaz gravitaional i valoareaminima masei volumice (0,05) n cazul n care rezultanta suprancrcrilor ce solicitelementelede construcie din lemn acioneazantigravitaional (caz frecvent ntlnit la calculul acoperiurilor

uoare din lemn cu pant redus n zonele cu valori mari ale presiunii dinamice de baz avntului).

Comentariul C. 2.2.


24/123


25/123


26/123

2.4.3. Coeficienii condiiilor de lucru mdi au valorile date n tabelul 2.6., nfuncie de tipul aciunilori de durata de acionare a acestora asupra elementelor deconstrucie.

Comentariul C. 2.4.3.

2.4.4. La proiectarea elementelor structurale din lemn, valoarea coeficientuluimdi se stabilete lund n considerare ponderea procentual pe care o au diferiteletipuri de ncrcri, n funcie de clasa de durat (permanente, de lung durat sau descurt durat).

Tabelul 2.5.Valorile coeficienilor condiiilor de lucru mui

Valorilecoeficienilormuipentru clasa de

exploatare

Nr.crt.

Solicitarea Simbol Esena

1 2 3Rinoase1 ncovoiere static mu Foioase

0,75

Rinoase2 ntindere n lungul fibrelor mut Foioase0,90

Rinoase 0,753 Compresiune n lungul fibrelor muc Foioase 0,70Rinoase4 Compresiune n plan normal pedirecia fibrelor muc Foioase

0,70

Rinoase5 Forfecare n lungul fibrelor muf Foioase 0,80

Rinoase6 Forfecare n plan normal pedirecia fibrelor muf Foioase0,80

Rinoase7

Modulul de elasticitate lancovoiere static muE Foioase

1,00 0,90

0,90

Tabelul 2.6.Valorile coeficienilor de lucru mdi

Valorile coeficienilormdipentru esena:Solicitarea Clasa de durat

a ncrcrilorSimbol

rinoase,foioase moi

foioase tari

Permanente 0,55 0,60Lung durat 0,65 0,70

ncovoiere staticForfecare

Scurt duratmd

1,00Permanente 0,80 0,85

Lung durat 0,85 0,90CompresiuneScurtdurat

mdc1,00

Permanente 0,90 0,95Lung durat 0,95 1,00ntindereScurt durat

mdt1,00

Modulul de elasticitate Toate clasele mdE 1,00


27/123

Observaii:- n categoria rinoase sunt incluse speciile: molid, brad, larice i pin;- n categoria foioase moi este inclus plopul;- n categoria foioase tari sunt incluse: stejarul, gorunul, cerul, salcmul, fagul,

mesteacnul, frasinuli carpenul.

2.4.5. Coeficienii pariali de sigurani au valorile din tabelul 2.7., n funcie

de solicitri. Tabelul 2.7.

Valorile coeficienilor pariali de sigurani

Nr.crt.

Solicitarea SimbolValorile

coeficienilori1 ncovoiere i 1,10

ntindere:

- n seciuni fr sl biri 1,22- n seciuni cu slbiri

t 1,40

3Compresiune n lungul fibrelori

perpendicular pe direcia fibrelor c; c1,25

Forfecare n lungul fibrelor- unilateral 1,254- bilateral

f 1,10

5Forfecare n plan normal pe direciafibrelor f

1,10


2.5. ELEMENTE METALICE PENTRU MBINRI ISTRUCTURI MIXTE

2.5.1. Pentru realizarea asamblajelor la construciile din lemn se folosescurmtoarele mijloace de mbinare metalice:

- cuie din srm de oel, conform STAS 2111-90;- uruburi pentru lemn conform STAS 925-80, STAS 1451-80, STAS 1452-

80, STAS 1453-80, STAS 1454-80, STAS 1455-80 i STAS 1755-80;- piulie hexagonale i ptrate conform STAS 922-89 i STAS 926-90;- buloane confecionate din oel beton OB 37, aibe confecionate din tabl

groas, inele metalice, profile laminate etc.

2.5.2. La proiectarea i execuia unor subansamble de construcie lemn-metalse folosete, pentru realizarea elementelor ntinse (montani, diagonale, tlpile

inferioare ale fermelor, tirani etc.), oel-beton sau profile laminate. Rezistenele decalcul ale acestor elemente se iau conform STAS 10108-94.


28/123

CAPITOLUL 3

PREVEDERI GENERALE PRIVIND PROIECTAREACONSTRUCIILOR DIN LEMN

3.1. PRESCRIPII GENERALE DE PROIECTARE

3.1.1. La proiectarea construciilor din lemn se vor adopta msuri i soluiiconstructive de protecie mpotriva atacului ciupercilori a insectelor xilofage i deevitare a umezirii, care s conduc la o conservare bun a materialului lemnos folosit,n conformitate cu STAS 2925-86 Protecia lemnului din construcii mpotrivaatacului ciupercilori insectelor xilofage.

3.1.2. Dac la punerea n oper materialul lemnos are o umiditate mare (darmaxim 20%) i nu exist posibilitatea de a fi uscat pe antier, se vor adopta soluiiconstructive, msuri de protecie i detalii de alctuire care s permit ventilareaelementelor de construcie fr a induce n structura de rezisten deformaii

periculoase sau creterea eforturilor secionale. n acest caz, se vor adopta depreferin mbinri care nu sunt influenate de variaiile de umiditate (mbinrincleiate, cu tije, cu asamblaje metalice) i care sunt uor accesibile pentru reglare icontrol (este exclus folosirea mbinrilor cu cep).

3.1.3. n cazurile n care construciile sunt supuse aciunii unor medii corosive pentru metal, se recomand folosirea unor subansamble structurale fr piesemetalice, de exemplu cu mbinri prin ncleiere, cu cuie din lemn sau cu pene

elastice; elementele metalice folosite pentru montaj sau solidarizare trebuie spermit controlul i protecia n timpul exploatrii i s poat fi nlocuite uor.

3.1.4. Sistemele constructive se vor stabili astfel nct s se asigure o execuiei o montare simpl. n acest scop se va folosi un numr ct mai redus de seciunidiferite de cherestea (fr a spori ns consumul de material). De asemenea, se vor

prefera subansamble constructive ce se pot prefabrica n ateliere dotatecorespunztor, pe antier executndu-se numai operaiuni de montare.

3.2. PRESCRIPII GENERALE DE ALCTUIRE I CALCUL

3.2.1. Pentru calculul elementelor, subansamblelori a construciilor din lemn,cu excepia elementelorarpantei, se iau n considerare gruprile de ncrcri stabilitein STAS 10101/0A-77 Aciuni n construcii. Clasificarea i gruparea aciunilor

pentru construcii civile i industriale.

3.2.2. Elementele arpantei (astereala, ipci, c priori, pane, popi, contrafie,

cleti i tlpi) se calculeaz la ncrcrile de calcul stabilite conform standardelor deaciuni, grupate n urmtoarele situaii de ncrcare:

Ipoteza I: ncrcarea permanent + ncrcarea din zpad;


29/123

Ipoteza a II-a: ncrcarea permanent + ncrcarea exterioar din vnt

(la care se adaug efectul suciunii interioare) + jumtatedin intensitatea ncrcrii din zpad;

Ipoteza a III-a: ncrcarea permanent + o for concentrat (aplicat n

poziia n care produce cea mai defavorabil stare desolicitare) avnd valoarea normat de 1000 N, majorat cuun coeficient al ncrcrii n = 1,2.

Observaii: La calcululipcilor nu se ia n considerare ipoteza a III-a, ntruct circulaia pe

acoperiul n execuie, n acest caz, se asigurpe podini de repartiie a ncrcrilor saunumai pe cpriori.

La calculul asterelei, dacdistana ntre axele scndurilor este sub 15 cm se considerc fora concentrat se distribuie la dou scnduri, iar dacdistana este mai mare de15 cm, fora concentratse repartizeazunei singure scnduri. n cazul a doustraturide scnduri suprapuse, sau n cazul unui strat de scnduri solidarizat cu rigletransversale, se considercfora concentratse distribuie pe o lime de 50 cm.

3.2.3. n cazul acoperiurilor foarte uoare (la care ncrcarea permanent arevalori reduse) amplasate n zone cu valori mari ale presiunii dinamice de baz avntului, elementele de acoperi, inclusiv ancorajele, se vor verifica suplimentar laipoteza de calcul:

Ipoteza a IV-a: ncrcarea permanent + ncrcarea exterioar din vnt (la

care se adaug efectul presiunii interioare).

3.2.4. Eforturile unitare efective nu trebuie s difere fa de rezistenele decalcul dect n limitele ecartului de +3%, respectiv -5%, dac elementul deconstrucie nu trebuie dimensionat constructiv i dac sortimentul de material lemnosexistent nu conduce la valori ale eforturilor unitare mai reduse.

3.2.5. Pentru asigurarea comportrii n exploatare a sistemelorconstructive adoptate ct mai aproape de ipotezele de calcul admise, se vor

respecta urmtoarele recomandri:- se vor evita mbinrile la care transmiterea eforturilor se face prin mai multemijloace de asamblare cu rigiditi diferite (de exemplu chertri i tije);

- se va urmri, pe ct posibil, o repartizare uniform a eforturilor n toateelementele componente ale barelor compuse comprimate sau ntinse, prin adoptareaunor prinderi corespunztoare;

- la elementele comprimate, se recomand ca mbinrile de continuitate s fieamplasate n apropierea nodurilori s se realizeze transmiterea eforturilor direct prinmbinare cap la cap; eclisele de solidarizare vor avea o lungime de cel puin trei orimai mare dect limea elementelor nndite i vor fi fixate cu cel puin dou buloanecu diametrul mai mare sau egal cu 12 mm, amplasate de fiecare parte a rostului;gurile pentru buloane vor fi ovalizate pentru a asigura transmiterea direct aefortului n barele comprimate;


30/123

- la elementele ntinse, se recomand ca eforturile s se transmit centric,evitndu-se momentele datorate excentricitii, iar mbinrile de continuitate vor fiamplasate n zonele cu solicitri reduse;

- la grinzile cu zbrele, barele vor fi centrate la noduri; n cazurile n care dinconsiderente de ordin constructiv nu se pot evita prinderile excentrice, n calcul se vaine cont de solicitrile suplimentare ce apar;

- cnd nu se pot folosi subansamble prefabricate, se recomand adoptarea unorsisteme static determinate (grinzi simplu rezemate, arce cu trei articulaii, ferme cuzbrele static determinate etc.).

3.2.6. n cazul utilizrii unor subansamble prefabricate, acestea vor fiobligatoriu verificate la aciunile provenite din transport i montaj, adoptndu-seschemele statice i gruprile de ncrcri corespunztoare acestor faze de lucru.

3.2.7. Avnd n vedere valoarea redus a eforturilor suplimentare ce apar dincauza variaiei de temperatur, a uscrii sau umflrii lemnului, acestea nu se iau nconsiderare la calculul construciilor din lemn.

3.2.8. Efectul favorabil al forei de frecare nu se va lua n calcul dect n cazuricu totul excepionale, stabilite de ctre proiectant, cnd se asigur n permanen forade compresiune printr-o supraveghere continu a construciei; n acest caz,coeficienii de frecare,f, luai n calcul nu vor depi valorile:

f 0,3 pentru suprafee frontale;f 0,2 pentru suprafee laterale.Nu se admite luarea n considerare a frecrii ntre piesele supuse la vibraii sau

ocuri.

n cazul n care frecarea acioneaz cu efect defavorabil, coeficientul de frecarese va lua cu valoarea 0,6.

3.2.9. Elementele portante cu seciune simpl ntinse din lemn trebuie s aibaria seciunii nete (rezultat n urma scderii sl birilor din seciune) de cel putin 4000 mm2i minimum 2/3 din aria seciunii brute. Grosimea seciunii slbite trebuies fie de minimum 38 mm, iar a seciunii brute de minimum 58 mm, n cazul

elementelor solicitate la ntindere pentru care tensiunea normal maxim depeste70% din rezistena de calcul la ntindere.

3.2.10. n cazul elementelor portante cu seciune compus, realizat dinscnduri btute n cuie sau prin ncleiere, este necesar ca grosimea minim a unei

piese (scnduri) s fie de 24 mm i s aib aria seciunii transversale de cel puin1400 mm2. Grosimea pieselor care alctuiesc elementele compuse ncleiate nu estelimitat inferior, iar superior se recomand s nu depeasc 50 mm.

3.2.11. La grinzile ncovoiate trebuie evitate sl birile amplasate n zonele desolicitare maxim la for tietoare; n cazurile n care acest lucru nu este posibil serecomand ca adncimea maxim a chertrii n zona ntins de la reazem (fig. 3.1) sse limiteze la valorile:


31/123

a = 0,1 h cnd R/bh 0,5 N/mm2;a = 0,25 h cnd R/bh = 0,3 N/mm2; (3.1)a = 0,5 h cnd R/bh 0,2 N/mm2,

R fiind reaciunea, n N, iarbi h dimensiunile seciunii transversale, n mm.

Observaie: PENTRU VALORI INTERMEDIARE ALE RAPORTULUI R/BH, A SE VA

DETERMINA PRIN INTERPOLARE LINIARA.

a = 0,3 h cnd h 180 mm;a = 0,5 h cnd 120 mm


32/123


33/123


34/123


35/123

3.5. LUNGIMI DE FLAMBAJ I COEFICIENI DE ZVELTEELIMIT

3.5.1. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor cu seciune simpl solicitate lacompresiune se iau din tabelul 3.4 n funcie de tipul legturilor mecanice la capete.

Tabelul 3.4.

Lungimi de flambaj la bare comprimate axial

Nr.crt.

Tipul de rezemareSimbol

rezemareLungimi de

flambaj

1nod i: translaie i rotire mpiedicate

nod k: translaie i rotire mpiedicatel,lf = 650

2nod i: translaie mpiedicati rotire liber


3nod i: translaie mpiedicati rotire liber

nod k: translaie mpiedicati rotire liberllf =

4nod i: translaie liberi rotire mpiedicat

nod k: translaie i rotire mpiedicate

l,lf = 201

5nod i: translaie liberi rotire parial


6nod i: translaie liberi rotire mpiedicat

nod k: translaie mpiedicati rotire liber

l,lf = 002

7nod i: translaie i rotire liber


3.5.2. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor grinzilor cu zbrele se iau conform

tabelului 3.5. Tabelul 3.5.


36/123


37/123


38/123


39/123


40/123


41/123

Fig. 4.1. Variante de apariie a slbirilor la barele comprimate:x x direcia de calcul la flambaj

4.3.3. Coeficientul de flambaj, c, cu valorile din tabelul 4.3 se calculeaz curelaiile:

75pentru3100

75pentru100

801

2c

2

>=

=

,c(4.5)

n care: este coeficientul de zveltee al barei, stabilit ca raportul dintre lungimea de

flambaj, lf, i raza minim de giraie pe direcia de flambaj considerat, i.Observaie: Coeficientul de zveltee , n funcie de tipul barei nu va depi valorile din

tabelul 3.6.


4.3.4. Lungimile de flambaj, lf, ale barelor comprimate se stabilesc n funcie

de condiiile de rezemare la capete i de legturile pe lungimea barei care mpiedicdeplasarea la flambaj, conform indicaiilor din paragraful 3.5.


42/123


43/123

4.4.2. Valorile coeficientului de reazem, mr, se stabilesc n funcie de relaia

dintre dimensiunile elementului comprimat i cele ale elementului de reazem, astfel:

- pentru elemente la care aria de contact este egal cu aria elementuluicomprimat (fig. 4.2, a), precum i la mbinri cu crestri laterale (fig. 4.2, b),

;001,mr =- la piesele de rezemare (fig. 4.2, ci d), dacahi a 10 cm, n mbinri cu

pene prismatice care au fibrele dispuse normal pe fibrele elementelor mbinate (fig.4.2, e), precum i la suprafeele de reazem ale construciilor din lemn (fig. 4.2, g),

;601,mr =

- la striviri sub aib, 002,mr = .


44/123

Fig. 4.2. Variante de rezemare a pieselor amplasate perpendicular sau subunghiul i variante de piese solicitate la forfecare

4.5. BARE SOLICITATE LA STRIVIRE OBLIC

4.5.1. Capacitatea de rezisten la strivire,Nr, n N, cnd fora de compresiuneface un unghi cu direcia fibrelor (fig. 4.2,f), se determin cu relaia:


45/123

22 cosQsinC

QCN

rr

rrr

+

= , (4.8)

n care:Cr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel cu direcia

fibrelor, nN, stabilit cu relaia (4.6), n care Acalcul este proiecia ariei de contact pe

direcia perpendicular pe fibre;Qr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), perpendicular pe

direcia fibrelor, n N, stabilit cu relaia (4.7), n care Ac este proiecia ariei decontact pe direcie perpendicular fibrelor piesei care se strivete, iar coeficientul dereazem, mr, se stabilete conform paragrafului 4.4.2;

- unghiul dintre direcia forei de compresiune (strivire) i direcia fibrelor.

Comentariul C. 4.5.

4.5.2. Capacitatea de rezisten la strivire sub unghi fa de direcia fibrelorse poate stabili i cu relaia:(4.9)Ts

ccr mARN =

n care:

311 sinR

R

RR

cc

cc

ccc

c

+

=

||

|| (4.10)

c

cR || este rezistena la strivire paralel cu fibrele;ccR - rezistena la strivire perpendicular pe fibre;

- unghiul de nclinare a forei fa de direcia fibrelor;As aria de strivire ;mT coeficientul de tratare.

4.6. BARE SOLICITATE LA FORFECARE

4.6.1. Solicitrile de forfecare pot apare la elementele din lemn masiv cuseciune simpl sub form de:

- forfecare perpendicular pe fibre la grinzile ncovoiate, solicitate de foreconcentrate mari (fig. 4.2, i), sau la penele prismatice cu fibrele dispuse normal pedirecia fibrelor pieselor mbinate (fig. 4.2, e);

- forfecare n lungul fibrelor la mbinrile prin chertare pe lungimea pragurilorde forfecare (fig. 4.2,f), sau la penele prismatice cu fibrele dispuse n aceeai direciecu fibrele elementelor mbinate (fig. 4.2, h).

4.6.2. Capacitatea de rezisten la forfecare perpendicular pe direcia fibrelorelementelor din lemn masiv cu seciune simpl, Vr, n N, se stabilete cu relaia:


46/123

, (4.11)Tfcfr mARV =

n care:

- este rezistena la forfecare perpendicular pe direcia fibrelor stabilit cu

relaia (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i

condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

cfR

2

;Af - aria seciunii care se foarfec, egal cu aria piesei care preia efortul (ariaseciunii grinzii sau a penelor), n mm2;

mT- coeficient de tratare a lemnului, cu valoarea specificat n tabelul 4.1.

4.6.3. Capacitatea de rezisten a pieselor din lemn masiv cu seciune simpl laforfecare n lungul fibrelor,Fr, n N, se stabilete cu relaia:

, (4.12)fTcfcfr m/mARF = ||

n care:este rezistena de calcul la forfecare paralel cu direcia fibrelor, stabilit

cu relaia (2.1), n funcie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnuluii condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

cfR ||

2;Af- caracteristica secional a elementului (aria de forfecare), n mm

2;mT- aceeai semnificaie ca n relaia (4.9);mf - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de

forfecare i excentricitatea de aplicare a forei fa de direcia pragului, precum i

modul de producere a forfecrii (unilateral sau bilateral).

Coeficientul de forfecare mf se calculeaz cu relaia:e/lm pf += 1 , (4.13)

n care: este coeficientul ce ine cont de tipul forfecrii, cu valoarea de 0,25 pentru

forfecare unilaterali 0,125 pentru forfecare bilateral (fig. 4.4);lp - lungimea pragului de forfecare, limitat superior la 10 hch, n mm;e - excentricitatea de aplicare a forei de forfecare fa de axa net a

elementului, n mm.

Fig. 4.3. Forfecare unilateral (a) si bilateral (b)


47/123

4.7. BARE SOLICITATE LA NCOVOIERE

4.7.1. Capacitatea de rezisten a elementelor din lemn masiv cu seciunesimpl solicitate la ncovoiere, Mr, n Nmm, se stabilete cu relaia:

, (4.14)Tcalculc

r mWRM =

n care:este rezistena de calcul a lemnului masiv la ncovoiere static stabilit cu

relaia (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului icondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

cR

2;Wcalcul - modulul de rezisten axial pentru seciunea cea mai solicitat a

elementului (Wbrut dac elementul nu prezint slbiri n seciunea de calcul, respectivWnetdac elementul are slbiri n zona de calcul);

mT - coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1;

Observaie: La proiectarea elementelor din lemn solicitate la ncovoiere trebuie s serespecte rapoartele dintre dimensiunile seciunii transversale specificate n tabelul 4.2 pentru a seevita supradimensionarea elementelor de construcie din condiia de stabilitate lateral.


4.7.2. Pentru grinzile scurte din lemn, acionate de ncrcri mari, n special defore concentrate aplicate n apropierea reazemelor, se va face obligatoriu iverificarea la for tietoare cu relaia (4.11).


4.7.3. Capacitatea de rezisten a grinzilor ncovoiate la lunecare n zona ceamai solicitat din apropierea reazemelor, n planul determinat de axa neutr,Lr, n N,se stabilete cu relaia:

, (4.15)S/mIbRL Tcfr = ||

n care:

este rezistena de calcul la forfecare paralel cu direcia fibrelor, stabilitcu relaia (2.1) n funcie de specia materialului lemnos, clasa de calitate a lemnului icondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm

cfR ||

2;b - limea seciunii n planul n care se calculeaz efortul, n mm;

I- momentul de inerie axial brut al seciunii n raport cu axa central de inerieperpendicular pe planul de aciune al solicitrilor, n mm4;

mT- coeficient de tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1;S- momentul static al zonei care lunec n raport cu axa neutr, perpendicular

pe planul de aciune a solicitrilor, n mm3.

4.7.4. La elementele ncovoiate se verific n mod obligatoriu i condiia derigiditate (deformaie), cu relaia:


48/123


49/123


50/123

n care:Cefeste efortul axial de calcul n bar, n N;Cr- capacitatea de rezisten a barei la compresiune, stabilit cu relaia (4.4), n

;

r a barei la ncovoiere n raport cu aceeai ax,stabilit cu relaia (4.12), n Nmm.

N

fefM - momentul ncovoietor maxim final stabilit n raport cu axa central

rincipp al de inerie, perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm, calculatconform indicaiilor din paragraful 4.10.2.;

M - capacitatea de rezisten

Fig. 4.5. Bar solicitat la compresiune excentric

4.10.2. Momentul ncovoietor efectiv final se calculeaz innd cont i deomentul ncovoietor secundar (moment de ordin inferior) produsm

cde fora axial de

ompresiune c ia:are acioneaz excentric fa de axa barei, cu rela

=

E

efef

fef

C

CMM

1

1, (4.21)

ie perpendicular pe direcia de aciune a forei, n Nmm; laeterminarea valorii momentului ncoe va stabili conform indicaiilor din

Cef- efort axial de calcul n bar, n N;- efort axial de compresiune pe direcia de aplicare a momentului, n N,

n care:Mef este momentul ncovoietor maxim de calcul, stabilit n raport cu axa

rincipal de inerpd voietor Mef, deschiderea de calcul a elementuluis paragraful 3.3;

CEstabilit cu relaia:

2050

2fTuE,E l/ImmEC = , (4.22)

nde:u

E0,05 este modulul de elasticitate caracteristic, cu valorile din tabelul 2.4, nfuncie de specia de material lemnos utilizat, n N/mm2;


51/123

muE - coeficient al condiiilor de lucru, cu valorile date n tabelul 2.5, n funcien e construc

l n raport cu axa perpendicular pe direcia de4

ef

uin dect 10% din , verificarea se face numai la compresiune cu flambaj,

influen

0.4. Capacitatea de rezisten a barei n plan normal pe planul ncovoierii setabile

4

, (4.23)

15), n;

- fora tietoare de calcul, n N, stabilit n zona cea mai solicitat a

lementului, n funcie de schema de ncrcare a acestuia i de momentul ncovoietorfectiv final, stabilit cu relaia (4.21).

4.10.6. Prin utilizarea, n relaia 4.23, a forei tietoare finale, , stabilit n

uncie de se introduce n calcul efectul de ordinul 2, prin care se majoreaz

ora tietoare de calcul datorit influenei reciproce a compresiunii i a ncovoierii.

de esena i de clasa de exploatare a eleme tului d ie din lemn care seproiecteaz;

mT- coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1;I - momentul de inerie axia

aplicare a forelor ce produc ncovoierea, n mm ;

lf - lungimea de flambaj a barei, stabilit conform indicaiilor din paragraful.5, n mm.3

4.10.3. n cazul valorilor mici ale lui f cnd f W/M reprezint maiefM brut

brutef A/Cp

neglijndu-se a momentului ncovoietor.

4.1s te cu relaia (4.4).

.10.5. Verificarea la lunecare a elementelor solicitate la compresiune cuncovoiere se face cu relaia:

fefr LL

n care:

Lreste capacitatea de rezisten a barei la lunecare, stabilit cu relaia (4.N

fefL

ee

fefL

fefMf

f


52/123

Capitolul 5

CALCULUL BARELOR DIN LEMN CU SECIUNE COMPUS

grinzi), suprapuse sau alturate i solidarizate ntrele prin diferite procedee de mbinare.

mentelor de mbinare folosite pentru solidarizareu excepia cleiului) i anume de a se deforma n timp sub aciunea solicitrilor de

stabilirea capacitii de rezisten a barelor compuse, supuse lali tri, s

neuniform a ncrcrilor n elementele

Pentru seciuni compuse alctuite din maximum trei elemente i la carebin tului de

partiie sunt:

lor;- pentru alte caracteristici.

RE AXIAL

mmAR = , (5.1)

lemnului masiv la ntindere axial, stabilit conform

T tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1;mR - coeficientul de repartiie a ncrcrilor, cu valoarea 0,90, conform

indicaiilor din paragraful 5.1.3.

5.1. DEFINIREA BARELOR COMPUSE I PRINCIPII DECALCUL

5.1.1. Barele cu seciune compus sunt alctuite din dou sau mai multeelemente (scnduri, dulapi, rigle,e

5.1.2. La calculul barelor din lemn cu seciune compus se ine seama dereducerea rigiditii acestora fa de rigiditatea barelor cu seciune simpl, datoritmodului de comportare a tuturor ele(clung durat la care sunt supuse.

5.1.3. Ladiferite so ci e introduce n calcul coeficientul de repartiie a ncrcrilor mR,care ine seama de posibilitatea de repartiiecomponente ale seciunii compuse.

m rile asigur conlucrarea elementelor componente, valorile coeficienre

- 900,mR = pentru solicitrile de ncovoiere, forfecare longitudinal,compresiune i ntindere n lungul fibre

001,mR =

5.2. BARE COMPUSE SOLICITATE LA NTINDE

5.2.1. Capacitatea de rezisten pentru fiecare element component, i, lantindere axial se stabilete cu relaia:

i,rT RTi,netct

n care:Tr,i este capacitatea de rezisten a elementului i, n N;

cR - rezistena de calcul atrelatiei (2.1) n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitatea a lemnului icondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2;

Anet,i - aria net a seciunii de calcul pentru bara i, stabilit conform paragrafului

4.2.2., n mm2

;m - coeficientul de


53/123

5.2.2. C de rezisten a barei compuse solicitat la ntindere axiaapacitatea l se

tabilete prin nsumarea capacitilor de rezisten ale elementelor componentesstabilite cu relaia (5.1), n ipoteza n care toate elementele componente au acelaimodul de elasticitateE||):

n

==

TT . (5.2)

5.2.3. Pentru verificarea fiecrui element al barelor compuse ntinse, foraoporional cu

seciu lor:

ii,rr

1

efectiv de ntindere Tef,i se stabilete prin repartizarea forei totale Tefprnea brut a bare

i,brutA=

nefi,ef5.3)

Barele compuse solicitate la compresiune axial se pot realiza sub form de:

- bare pachet, la care toate elementele sunt acionate la extremiti (fig. 5.1, a);- bare cu fururi continue (fig. 5.1, b) i bare cu eclise continue (fig. 5.1, c), la

care numai elementele principale sunt acionate la extremiti; fururile i ecliselecontinue constituie elemente secundare care mresc rigiditatea barei;

- bare cu fururi scurte (fig. 5.1, d), la care elementele principale sunt amplasatedistanat i asamblate ntre ele cu fururi scurte i izolate.

= i,brutA

TT . (

i 1

5.3. BARE COMPUSE SOLICITATE LA COMPRESIUNEAXIAL

5.3.1. Alctuirea barelor compuse comprimate


54/123

Fig. 5.1. Tipuri de bare solicitate la compresiune


55/123

5.3.2. Calculul barelor compuse comprimate

5.3.2.1. Bare pacheta) Capacitatea de rezisten a barelor pachet n raport cu axa x-x normal pe

rosturi, Crx, n N (v. fig. 5.1, a), se stabilete cu relaia:

Tcxcalcul

c

crx mAR = || ,C (5.4)

R

cryC || 5.5)

care:

4 uncie de coeficientul de zveltee transformat al barei, care se stabilete cu relaia:

= ; (5.6)

de majorare a zvelteei barei compuse, care se stabilete culaia:

n care:

c|| este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune axial, paralel cu

fibrele, stabilit conform relaiei (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasade calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor de construcie, n

/mm2

c

N ; Acalcul - aria seciunii de calcul a tuturor elementelor componente ale barei; seecoma dr n ca aria slbirilor s fie maxim 25% din aria brut a barei;

cx - coeficientul de flambaj, calculat conform indicaiilor din paragraful 4.3.3,n raport cu axax-x;

mT- coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1.

b) Capacitatea de rezisten a barelor pachet n raport cu axa y-y, paralel cuosturile, Cry, n N (v. fig. 5.1, a), se stabilete cu relaia:r

c mAR = , ( Tcycalcul

n cR || ,Ac

calculi mTau aceleai semnificaii ca n relaia (5.4);

cy este coeficientul de flambaj, calculat conform indicaiilor din paragraful.3.3, n raport cu axa y-y, n ftry

yy

este coeficientul

tr

re

ef nlk

+=

21 ; (

rhb 6105.7)

n mm;

permite lunecarea reciproc a elementelor componente ale barei;

n care:

keste coeficientul de calcul, cu valorile din tabelul 5.1;

arei paralel cu rosturile,b - dimensiunea seciunii transversale a bh - dimensiunea seciunii n sens perpendicular pe rosturi, n mm;r- numrul de rosturi de-a lungul crora elementele de mbinare deformndu-

e pots


56/123

lf- lungimea de flambaj a barei, n mm;ne - numrul efectiv de ibuite pe 1,00 m lungime de

bar.

5.1.Valorile coeficient

Valorile coeficientului k pentru

seciuni de forfecare, distr

Tabelulului k

Nr.crt. Co e

Com e incovoiere

Felul legturilormpresiun

presiun

1 1 / 10d2 1 / 5d2Cuie2 Dornuri, uruburi i buloane din oel 1 / 3d2 1 / 1,5d2

3 Dornuri de stejar 1 / 15d 1 / 10d

Observaie:d este diametrul tijei, n mm.

sversale, respectnd distanelerevz

u rnduri transversale de tije nu trebuie sepeasc de 6 ori grosimea elementului cel mai subire din pachet; se dispun minimou

fururi lungii bare cu eclise continuea) Capacitatea de rezisten a barelor cu fururi lungi (v. fig. 5.1, b) i a barelor

cu eclise continue (v. fig. 5.1, c), n raport cu axax-x normal pe rosturi se stabilete cu

relaia (4.5), n care:

c) Dispoziii constructiveTijele cilindrice se dispun n rnduri tran

p ute n capitolul 6.Distana maxim ntre do

dd iruri de cuie n seciune transversal (fig. 5.2).

Lungimea de ncastrare a cuielor va fi de minim 3a/4, n care a este grosimeacelei mai subiri piese din pachet.

5.3.2.2.Bare cu

cu relaia (5.4), n careAcalcul = Ap (aria elementelor principale), i cxse determin

x

fx

l= , (5.8)

i


57/123

Fig. 5.2. Solidariz compuse tip pachet, cu cuiearea barelorn care:

p

sxpxx

I,Ii

+=

50

A(5.9)

deal seciunii, dup axa x-x, n mm4;

elor secundare, n raport cu centrul de

reuta

p cy

eficient de majorare a zvelteei barei compuse conform rela

iei (5.7)

Ipx este momentul de inerie al elementelor principale n raport cu centrulgreutate

Isx momentul de inerie al element

te al seciunii dup axa x-x, n mm4.g

b) Capacitatea de rezisten a barelor cu fururi lungi (v. fig. 5.1, b) i a barelorcu eclise continue (v. fig. 5.1, c), n raport cu axa y-y, paralel cu rosturile sestabilete cu relaia (5.5), n care Acalcul=A (aria elementelor principale) i seetermin cu relaia (4.5), n care:d

(5.10)y

try =

- co

yy i

(5.11)fl

=

p

sypy II += , (5.1y Ai 2)

n care:Ipy este momentul de inerie al elementelor principale, n raport cu centrul de

reutate al seciunii, dup axay-y, n mm4

; ntelor secundare, n raport cu centrul deg Isy momentul de inerie al eleme4greutate al seciunii, dup axay-y, n mm .


58/123

5.3.2.3.Bare cu fururi scurtea) Capacitatea de rezisten a barelor cu fururi scurte (v. fig. 5.1, d), n raport

cu axax-x normal pe rosturi se stabilete cu relaia (5.4), n careAcalcul= Ap, iarcxe determin cu relaia (4.5) n care:s

xx

i

fl= , (5.13)

care:

y-y paralel cu rosturile se stabilete conform paragrafului 5.3.2.1, b), curecizarea cA = A , iar se determin n funcie de coeficientul de zveltee

nix se determin conform relaiei (5.9).

b) Capacitatea de rezisten a barelor cu fururi scurte (v. fig. 5.1, d), n raportcu axa

p calcul p cyechivalent e , care se calculeaz cu relaia:y

( ) 22 ne += ,12yy(5.14)

n care:te coeficient de majorare a zvelteei barei compuse, care se stabilete cu

relaia (5.7);

y

es

- coeficientul de zveltee al barei n raport cu axa y-y, conform relaiei

(5 n - numrul de elemente p

.11).rincipale componente;

- coeficientul de zveltee al unui element izolat, dat de relaia:1

111 i/l= ,1

11 A

Ii =

te laompre

a ncovoietor, cu

l1 - distana ntre dou fururi scurte;i1 raza de giraie, n raport cu axay-y, a unui element izolat.Observaie: n cazul n care seciunea compus realizat cu fururi scurte are un numr

redus de legturi sau dac legturile au o lungime redus , se va determina att coeficientul dezveltee y , cti coeficientul de zveltee 1 (neinnd seama de legturi i acceptnd ipoteza cfiecare element lucreazindependent, l1=lf).

5.4. BARE COMPUSE SOLICITATE LA COMPRESIUNEI NCOVOIERE (COMPRESIUNE EXCENTRIC)

5.4.1. Barele compuse realizate din elemente din lemn masiv, solicitac siune cu ncovoiere n raport cu axay-y, se verific:

) La condiia de rezisten n planul de aciune al momentuluirelaia:


59/123


60/123

aLnf 1 , (5.18)riL =

care:

inare se face mprind suprafaa

iagramei de for tietoare n pri egale i dispunnd cte un element de mbinare laxtremitatea dinspre reazem a fiecrei fraciuni de suprafa;n - numrul de elemente de mbinare dispuse pe jumtate din lungimea

lementului;rm capitolului 6,

N.

c) La condiia de stabilitate a barei n raport cu axa x-x (flambaj n afara

i i pentru bare cu eclise

A) LA CONDITIA DE REZISTENTA IN PLANUL DE ACTIUNE ALMOMENTULUI INCOVOIETOR, CU RELATIA:

n f1 este factorul de distribuie al forei de lunecare la mijloacele de mbinare,egal cu 1/1,5 dac mijloacele de mbinare se distribuie uniform pe lungimea grinzii iegal cu 1,0 dac distribuia elementelor de mb

dee La - capacitatea de rezisten a unui element de mbinare confon

planului de ncovoiere), capacitatea de rezisten a barei compuse n raport cu aceast

ax se stabilete cu relaia (5.4), cu observaia cAcalcul= Ap (aria barelor principale),iar coeficientul de flambaj cx se va determina n funcie de coeficientul de zvelteex, calculat cu relaiile (5.8) pentru bare cu fururi lungcontinue i (5.10) pentru bare cu fururi scurte.

5.4.2. Barele compuse solicitate la compresiune i ncovoiere n raport cu axax-x se verific:

001, ,xMC fefef (5.19)

xrrx

n care:MC

cx

x-x,

cular pe direcia de aciune a forei de ncovoiere i pe direcia rosturilor, n

bilitate n raport cu axay-y, conform paragrafelor 5.3.2.1,

, pentru bare pachet, 5.3.2.2, b, pentru bare cu fururi lungi i pentru bare cu eclise3.2.3, b, pentru

Cefeste ncrcarea axial de calcul n bar, n N;Crx - capacitatea de rezisten a barei la compresiune, stabilit cu relaia (4.4),

n N, lund Acalcul = Ap (aria elementelor principale) i coeficientul de flambaj

calculat cu coeficientul de zveltete x, stabilit cu relaia (5.9);f - momentul ncovoietor maxim final, stabilit n raport cu axaxefM

perpendiNmm, calculat conform indicaiilor din paragraful 4.10.2;

xrM - capacitatea de rezisten a barei la ncovoiere n raport cu axa x-x,stabilit cu relaia (4.12), n Nmm.

b) La condiia de sta

bcontinue i 5. bare cu fururi scurte.


61/123

5.5. BARE COMPUSE SOLICITATE LA NCOVOIERE

cu mijloace de mbinare ce pots se

omporte ct mai aproape de o grind cu seciune unitar.

etede sau dinate realizate dinel (fig. 5.3, b), buloane etc.

5.5.1. Alctuirea barelor compuse ncovoiate

Grinzile compuse solicitate la ncovoiere se pot realiza din dou sau mai multe piese din lemn suprapuse, mbinate longitudinal prelua eficient forele de lunecare dintre piesele mbinate, astfel ca grindac

n mod obinuit se folosesc ca elemente de mbinare: pene elastice (fig. 5.3),pene de lemn prismatice cu fibrele amplasate longitudinal (fig. 4.2, h) sau transversal(fig. 4.2, e) fa de fibrele elementului, pene inelare no

a bFig. 5.3. Elemente compuse ncovoiate solidarizate cu pene elastice (a)

M, n Nmm, innd

calculr

este rezistena de calcul a lemnului masiv la ncovoiere static, stabilit culaia

m ;

ilitatea mbinrilori carere valorile:

kw = 0,8, respectiv 0,7 pentru grinzi din dou, respectiv trei elemente dispuse frinterspaiu ntre ele;

kw = 0,8, respectiv 0,6 pentru grinzi din dou, respectiv trei elemente dispuse cuinterspaiu ntre ele;Wnet - modulul de rezisten al seciunii nete a barei, considerat ca o grind

nitar, mbinrile fiind considerate indeformabile;

i cu pene metalice inelare (b)5.5.2. Calculul grinzilor compuse solicitate la ncovoiere

5.5.2.1. Capacitatea de rezisten a grinzilor compuse solicitate la ncovoiere,

cont de deformabilitatea mbinrilor, se stabilete cu relaia:rc mWRM = c , (5.20)T

n care:

cR

re (2.1.) n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului icondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/m 2

ccalcul

W - modulul de rezisten corectat pentru seciunea cea mai solicitat agrinzii, n mm3, stabilit cu relaia:

netwc

calcul WkW = ; (5.21)

kw - coeficient de reducere ce ine seama de deformaba

u


62/123

mT- coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1.

5.5.2.2. Verificarea rigiditii (sgeii) la grinzile compuse ncovoiate se faceu relaia (4.14), cu observaia c la determinarea deformaiei maxime finale se ia nalcul momentul de inerie corectat, stabilit cu relaia:

cc

brutic IkI = , (5.22)care:ki este coeficientul de reducere al momentului de inerie care ine cont de

deformabilitatea mbinrilor, avnd v Ibrut - mome utr , considerndntreaga seciu

grinzii, n N, calculat

n

aloare 0,7;antul de inerie al seciunii brute n raport cu axa ne

ne a barei.

5.5.2.3. Verificarea la for taietoare, lund n considerare fora de lunecare lacare trebuie s reziste fiecare element de mbinare se face cu relaia:

rit LL , (5.23)n care:

Lt este fora de lunecare total pe jumtate din lungimeacu relaia:

I

ASL T

= ,t (5.24)

;I- momentul de inerie brut al seciunii n raport cu axa central principal de

inerie perpendicular pe planul de aciune al solicitrilor, n mm4;AT - suprafaa diagramei de for taietoare de la extremitatea barei i pn la

mijlocul acesteia, n Nmm; n cazul grinzilor acionate de sarcini mobile, reprezintnfurtoarea forelor tietoare maxime pe o jumtate de grind;

Lri - capacitatea de rezisten la lunecare a mijloacelor de mbinare, distribuitepe jumtate din lungimea grinzii, stabilit cu relaia (5.18).

S - momentul static al jumtii de seciune n raport cu axa neutr,perpendicular pe planul de aciune al solicitrilor, n mm3


63/123

CALCULUL I EXECUIA MBINRILORUCIE DIN LEMN

SI CA SECTIUNE, CARE NU CORESPUNDNTOTDEAUNA CU DESCHIDERILE NECESARE SI CU SOLICITARILE

IN LEMN - IMBINARI DE

- mbinri ntre piese la noduri sau la intersecii, executate atunci cnd dou sau

Capitolul 6

ELEMENTELOR DE CONSTR

MBINARILE ELEMENTELOR DIN LEMN MASIV APARNECESARE DATORITA SORTIMENTULUI LIMITAT ATAT CALUNGIME, CATIDIN ELEMENTELE DE CONSTRUCTIE.

La construciile din lemn, mbinrile se folosesc pentru:- REALIZAREA UNOR SECTIUNI COMPUSE, CAND

SORTIMENTUL EXISTENT ESTE INSUFICIENT PENTRU PRELUAREASOLICITARILOR (V. FIG. 5.1 SI 5.3);

- IMBINAREA IN LUNG A PIESELOR DPRELUNGIRE (FIG. 6.1,A SIB);

mai multe piese fac un unghi ntre ele (fig. 6.1, ci d).

Fig. 6.1. Tipuri de mbinria de prelungire la piese tensionate; b de prelungire la piese comprimate; c

mb cu buloane; 2 scoabe; 3 dorn; 4 cuie.

6.1. CLASIFICAREA MBINRILOR

inare pop-contrafi; d mbinarea montantului i a diagonalei la o grindzbrele; 1


64/123

6.1.1. Dup modul de execuie, mbinrile pot fi demontabile saunedemontabile, executate pe antier sau n ateliere specializate, pe baza unor

ederea asigurrii stabilitii relative a

en, dimensionate pe baz de calcul la eforturile pe care le transmit.

binare utilizate i de natura solicitrilor la

raful 6.3);

E (V.

.8).

ARE TREBUIE S LE NDEPLINEASC

- prin mijloacele de mbinare utilizate, trebuie s se asigure o repartizarelor n elementele componente ale barelor compuse;

suprasolicitarea unor elemente apare datorit inexactitilor de execuie a mbinrilori a prezenei unor deformaii iniiale inegale;ionarea elementelor de transmitere a

forturilor (tije cilindrice sau lamelare, pene prismatice sau inelare etc.), asigurndu-

tehnologii moderne.

6.1.2.Duprolul pe care l au, mbinrile pot fi:- de solidarizare, care se prevd n v

elementelor, transmit eforturi de care, n general, nu se ine seama n calcul i care seexecut pe criterii constructive, de exemplu solidarizarea cu scoabe, dornuri sau buloane la mbinarea de prelungire a barelor comprimate din figura 6.1, b, sausolidarizarea cu scoabe la mbinarea din figura 6.1, c;

- de rezist

6.1.3.Din punctul de vedere al deformaiilor iniiale i n timp care se producn mbinare, pot fi:

- mbinri prin psuire, la care efortul se transmite direct, fr piese de lagtur,elementul principal al mbinrii fiind suprafaa de contact; la aceste tipuri de mbinrideformaiile iniiale sunt mari datorit aezrii pieselor n mbinare, iar n timpdeformaiile cresc foarte puin;

- mbinri nepsuite (cuie, buloane, plcue elastice) la care deformaiile suntfoarte mici n prima etapi cresc mult n timp.

6.1.4.n funcie de mijloacele de mcare sunt supuse, pot fi:

- mbinri prin chertare, solicitate la strivire i forfecare (v. parag- mbinri cu pene prismatice i pene inelare netede, cu dini sau cu ghiare,

solicitate la strivire i forfecare (v. paragraful 6.4);- IMBINARI CU TIJE CILINDRICE SI CU PENE LAMELARE,

FLEXIBILE, SOLICITATE IN PRINCIPAL LA INCOVOIERE, IARELEMENTELE IMBINATE SOLICITATE LA STRIVIRPARAGRAFUL 6.5);

- mbinri cu cuie i uruburi pentru lemn, solicitate la smulgere (v. paragraful6.6);

- mbinri cu asamblaje mecanice care preiau diferite solicitri - juguri, tirani,elemente de reazem, piese pentru articulaii etc. (v. paragraful 6.7);

- mbinri ncleiate, care lucreaz n principal la forfecare (v. paragraful 66.2. CONDIIILE PE C

MBINRILE

Pentru a satisface exigenele de performan impuse, mbinrile trebuie sndeplineasc urmtoarele condiii:

uniform a eforturi

- s se realizeze, pe ct posibil, frac

e


65/123

se astfel un numr mai mare de seciuni de lucru i prin urmare o rezisten i oiguran sporit a mbinrilor chiar n cazul prezenei unor defecte (noduri, crpturi

te efectele defavorabile aleontraciei i umflrii i s nu faciliteze apariia fenomenului de biodegradare (prin

sub form de scnduri sau dulapi, avnd umiditatea de echilibru maxim8%; mbinrile prin chertare transmit numai eforturi de compresiune la piese dinmn

pieselor mbinate; slbirea seciunii trebuie s fie minim;- mbinrile trebuie astfel concepute nct s fie uor de executat i ntreinut;

e recomand ca la realizarea construciilor din lemn s se aleag tipuri de mbinriplu: mbinri

cleiate, mbinri cu plcue multi-cuie, asamblaje metalice), sau care necesit

litatea eforturilorbare; excentricitile prezente la noduri mresc seciunile barelor datorit faptuluiace

siderare forele de frecare favorabile

entru comportarea elementelor de construcie n mbinri, datorate legturilor de

e ctul favorabil al forelor de frecare se ia n considerare n condiiilerevzute n paragraful 3.2.8.;

te transmiterea eforturilor prindiferite mijloace de mbinare, dar integral succesiv.

6.3. MBINRI PRIN CHERTARE

6.3.1. Elemente generale

6.3.1.1. mbinrile prin chertare asigur transmiterea eforturilor de la o pies laalta, direct pe suprafaa de contact corespunztor psuit.

6.3.1.2. mbinrile prin chertare se caracterizeaz prin deformaii mari n primafaz a solicitrii, pn la realizarea unui contact direct ntre suprafeele care transmit

Comentariul C. 6.2.

smedulare etc.);

- mbinrile trebuie astfel realizate nct s se evicstagnarea apei sau mpiedicarea aerisirii mbinrii);

- tipul de mbinare ales trebuie s se potriveasc cu materialul lemnos folosit icu solicitrile din piese, de exemplu: mbinrile ncleiate nu se pot utiliza dect lalemn ecarisat1le rotund sau din lemn ecarisat de tip grinzi sau rigle; mbinrile cu inele necesitmaterial ecarisat de calitate superioar; nu se pot realiza construcii exterioarembinate cu cuie, chiar n cazul protejrii acestora, ntruct ruginesc din cauzaumiditii relative mari a aerului exterior;

- mbinrile trebuie astfel realizate nct s nu reduc sensibil capacitatea derezisten asce se pot realiza industrializat i se pot asambla uor pe antier (de exemnmanoper mai puin calificat (de exemplu: mbinri cu cuie sau buloane);

- mbinrile trebuie astfel concepute nct s se menin axianc stea lucreaz la solicitri compuse (ntindere sau compresiune excentric);

- la calculul mbinrilor nu se iau n con

pstrngere (buloane sau cuie), deoarece acestea sunt n general de scurt durat;

- fep

- datorit modului de lucru diferit al diverselor tipuri de mbinri (diferenemari de deformaii iniiale i n timp) nu este permis pentru transmiterea aceluiaiefort folosirea mbinrilor de diferite tipuri; se permi

i


66/123

efortul i deformaii mai p realizarea contactuluiintre piese.

prin buloane,coabe sau tirani, care au rolul de a menine contactul ntre suprafeele care transmit

realizarea mbinrilor de prelungire la piesele comprimate secomand respectarea datelor constructive prevzute n figura 6.2.

6.3.2.3. Verificarea capacitii de rezisten a mbinrii este satisfcut apriori

STE SUPUSA SI LA MOMENTINCOVOIETOR, LEGATURILE CU E

VERIFICA LA ACTIUNEA ACELUI MOMENT.

mici n faza a doua a solicitrii, dud

6.3.1.3. Piesele unei mbinri prin chertare se fixeaz ntre elesefortul i de a mpiedica deplasrile relative ntre piese. n calculul de rezisten al

mbinrilor prin chertare nu se ine seama de eforturile pe care ar putea eventual s lepreia elementele de prindere, dar se ine seama de slbirile de seciune pe care acesteale produc.

6.3.2. mbinri prin chertare la piese amplasate n prelungire

6.3.2.1. Lare

6.3.2.2. Nu se recomand mbinri prin chertare nesimetrice deoarece producmomente n bare datorit dezaxrii eforturilor.

ntruct ccc

str RR |||| = .

6.3.2.4. DACA IMBINAREA EZBANTURI SAU BULOANE S

Fig. 6.2. mbinri de prelungire prin chertare solidarizate cu:a) eclise; b) buloane; c) zbanuri

6.3.3. mbinri prin chertare la piese dispuse perpendicular


67/123

6.3.3.1. mbinrile transversale prin chertare pentru solidarizare se utilizeaz larezemarea grinzilor pe stlpi, a stlpilor sau popilor pe tlpi, a subgrinzilor de laodurile fermelor cu zbrele pe cosoroabe etc. La realizarea acestor mbinri trebuie

se r

6.3.3.3. Transmiterea efortului pe suprafaa de contact dintre cele dou

elemente se face prin strivire normal pe fibre la grind, talp, subgrind, cosoroabi n lungul fibrelor la stlpi i popi. n cazul utilizrii mbinrilor cu cep, la calcululsuprafeei de contact se va scade suprafaa cepului.

6.3.3.4. n cazul utilizrii lemnului rotund, rezemarea grinzii pe stlp serealizeaz prin chertarea cu teitur a grinzii (v. fig. 6.3, c); nu se recomandchertarea fr teirea grinzii (v. fig. 6.3, d).

ns especte datele constructive prezentate n figura 6.3.

6.3.3.2. Pentru asigurarea stabilitii la deplasri laterale, mbinarea se

rigidizeaz cu cepuri (fig. 6.3, a, c i e) sau scoabe (fig. 6.3, b i f). Pentru a setransmite efortul pe suprafaa de contact, adncimea locaului va depi cu 5...10 mmnlimea cepului.


68/123

Fig. 6 .

7 cutie metalicsubgrind; 11 cosoroab

6.3.3.5. Capac a piese amplasate

perpen

, (6.1)

este rezistena de calcul a lemnului masiv la compresiune (strivire)perpendicular pe fibre, stabilit conform relaiei (2.1) n funcie de specia de materiallemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile de exploatare a elementelor deconstrucie, n N/mm2;

.3 Tipuri de bare compuse solicitate la compresiune perpendicular pe fibre: 1 grind; 2 stlp; 3 cep; 4 scoabe; 5 talp; 6 saboi;

; 8 talp superioar ferm; 9 talp inferioar ferm; 10 ; 12 bulon; 13 cuie.

itatea de rezisten a mbinrilor ldicular se stabilete cu relaia:

rTccri

n care:

c mmARQ =

c

cR


69/123

Ac - aria de contact dintre cele dou elemente (aria reazemului), n mm2,

stabilit conform indicaiei din paragraful 6.3.3.3.;mT- coeficient de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1;mr - coeficient de reazem, cu valoarea 1,60, dac sunt ndeplinite condiiile

constructive prevzute n figura 6.3.

6.3.3.6. La rezemarea popilor pe tlpi, dac Qri < Qef , pentru a nu mridimensiunile elementului vertical, talpa se poate realiza din lemn de foioase (fag,stejar, salcm), sau se poate mri aria de contact prin dispunerea unor saboi (fig. 6.3,

g) sau a unor cutii metalice (fig. 6.3, h). n cazul utilizrii saboilor, acetia se fixeazmpotriva deplasrii laterale prin buloane dispuse n guri ovalizate, astfel ncttransmiterea efortului s se fac pe suprafeele de strivire i nu prin buloane.

Fig. 6.4. Posibiliti de teire a pragurilor simple (a i b) i duble (c i d)

6.3.4. mbin ri prin chertare la piese amplasate sub unghiul

6.3.4.1. Date constructive

n funcie de mrimea solicitrilori de dimensiunile pieselor componente,binr u c

, la unghiuri 30ig. 6

ate

ome

a - m ile c hertare frontal se realizeaz cu unul sau dou praguri.

b - Teirea pragurilor se realizeaz:- perpendicular pe elementul comprimat, la unghiuri < 30 (fig. 6.4, ai c);- la bisectoarea unghiului exterior dintre cele dou piese

(f .4, bi d).

C ntariul C. 6.3.4.1.

c - La mbinrile frontale cu prag simplu se vor avea n vedere urmtoarele dconstructive (fig. 6.5, a):


70/123

nlimea pragului (adncimea chertrii) h trebuie s fie minim 2 cm la

sau la elementele cu o grosime mai mic de 8 cm; lungimea pragului l trebuie s fie: l10 h ; l 2h ; l20 cm;

se ia: lf10hc; lf

2h;

< 30, i perpendicular pe teitur, la valori 30i se poziioneaz la mijlocul teiturii;

deteitura ei;n cazul n care din calcul rezult diametre mai mici, buloanele se vor lua cu

l cu prag dublu se folosesc n cazul ne un sing prag, adncimea de chertareLa o

rag, hc2, trebuie s fie cu cel puin 2 cm maimare dect nlimea primului prag i s fie limitat superior n raport cu durile de reazem ale grinzilor

cu z brele, respectiv h/4 la nodurile intermediare ale grinzilor cu zbrele,mai mic de 8 cm;

lungimea pragurilorlp1 si lp2 trebuie s fie lp1 10 hc1; lp12h; lp2 10 hc2;tru calculul mbinrilor la hc1;

lf1 2h; lf2 10 hc2;la unghiuri de nclinare 45, este obligatorie montarea buloanelor de

pect aceleai condiii ca lalne n mbinare, see tlpii inferioare.

c

grinzi ecarisate, respectiv 3 cm la cele rotunde i maxim h/3 la nodurile dereazem ale grinzilor cu z brele, respectiv h/4 la nodurile intermediare alegrinzilor cu zbrele

p p c p p

pentru calculul mbinrii la forfecare, lungimea pragului

buloanele de solidarizare se amplaseaz perpendicular pe talpa superioar,la valori ale unghiului

subgrinda va fi astfel alctuit nct buloanele s treac simetric fa

diametrul minim l/25 din lungimea lori cel puin 12 mm.

d - mbinrile prin chertare ortogonacare efortul din mbinare nu poate fi preluat d ur rezultat din calcul depind adncimea maxim admis (h/3, respectiv h/4).asemenea mbinare se impune condiia ca cele dou praguri s lucreze concomitent,ceea ce se poate obine numai printr-o execuie extrem de ngrijit.

La proiectarea mbinrilor frontale cu prag dublu se vor avea n vederermtoarele date constructive (fig. 6.5, b):u

nlimea primului prag (adncimea chertrii) hc1, trebuie s fie minim 2 cmla grinzile ecarisate, respectiv 3 cm la cele rotunde;

nlimea celui de al doilea pnl imea grinzii chertate la maxim h/3 la no

sau la elementele cu o grosime

pen forfecare, lungimea pragurilor se ia: lf110

siguran i a subgrinzilor; n acest caz se resp u;mbinarea prin chertare frontal cu prag sim avnd n vedere eforturile relativ mari ca azre acio

recomand ca centrarea nodului s se fac dup axa n t a


71/123

Fig. 6.5. mbinri prin chertare frontal:

g dublu; buloane de siguran;

carton bitumat

a cu prag simplu; b cu pra1 talp superioar; 2 talp inferioar; 34 subgrind; 5 cosoroab; 6 cuie; 7 foaie de

e - La nodurile intermediare ale grinzilor cu zbrele se admite c transmiterea

eforturilor din zbrelele comprimate s se fac prin intermediul unui clci (fig. 6.6).

Fig. 6.6. mbinare cu clci la nodul intermediar al unei grinzi cu zbrele

6.3.4.2. Calculul mbinrilor prin chertare frontal

a - Capacitatea de rezisten la strivire sub unghiul a unei mbinri princhertare frontal cu prag simplu se stabilete cu relaia:

22 cosQsinC

QCN rrri

+= , (6.2)

rr

care:

or, n N, stabilit cu rel

(6.3)

n C este capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite), paralel curdirecia fibrel aia:

c Tpcr mARC = |||| ;


72/123

Qr - capacitatea de rezisten a zonei comprimate (strivite) perpendicular pe

ireci

ace pragul cu direcia fibrelor elementului care setrive

ul ale lemnului masiv la compresiune paralel

u direcia fibrelor, respectiv perpendicular pe direcia fibrelor, stabilite conformmnului i

ondiiile de exploatare a elementelor de construcie, n N/mm2;- proiecia suprafeei pragului pe direcie paralel cu fibrele piesei care se

trive

m - coeficientul de tratare a lemnului cu valorile specificate n tabelul 4.1;

mbinril dete ca su

eterminate cu relaia (6.2):

ezisten a pragului la

m/m= , (6.6)

forfecare paralel cu fibrele, stabilit cu relaia.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lemnului i condiiile

A - aria pragului la forfecare, n mm2;

d a fibrelor, n N, stabilit cu relaia:

rTpccr mmARQ = ; (6.4)

- unghiul pe care l fs te;

ccR || i

ccR

- rezistenele de calc

crelaiei (2.1), n funcie de specia de material lemnos, clasa de calitate a lec Ap||s te, n mm2;

Ap - proiecia suprafeei pragului pe direcie perpendicular cu fibrele pieseicare se strivete, n mm2;T

mr - coeficient de reazem cu valoarea 1,60, conform indicaiilor din paragraful4.4.2.

b - La e frontale cu prag dublu, capacitatea de rezisten totalstrivire se stabile m a capacitilor de rezisten ale fiecrui prag n parte,d

21 ,r,rtr NNN += . (6.5)

c - La mbinarea frontal cu prag simplu, capacitatea de rforfecare se stabilete cu relaia:

fr ARF ||

fTfc

n care:cfR || este rezistena de calcul la

(2de exploatare a elementelor de construcie;

ff lbA =f ;

aia (4.11).

d - ala forfeca

- p tr

mT- coeficient de tratare a lemnului cu valoarea specificat n tabelul 4.1;mf - coeficient de forfecare, care introduce raportul dintre lungimea pragului de

forfecare i excentricitatea de aplicare a forei fa de direcia pragului, precum iodulm de producere al forfecrii (unilateral sau bilateral), stabilit cu rel

L mbinarea frontal cu prag dublu, capacitatea de rezisten a pragurilore prag n parte, astfel:re se stabilete pentru fiecar

en u primul prag, cu relaia:


73/123

70,F = 111 fTff,r ||

- pentru al doilea prag, cu relaia:

c m/mAR , (6.7)

, (6.8)

n care:, mT, mf1i mf2 au semnificaiile din relaia (6.6);

Af1 - aria de forfecare a primului prag, n mm2 (

222 fTfcf,r m/mARF = ||

cfR ||

11 ff lbA = );

Af2 - aria de forfecare al celui de al doilea prag, n mm ( ).

e - Forele efective de forfecare care acioneaz asupra pragurilor se stabilescca proiecii ale forelor de strivire pe direcia pragurilor de forfecare, astfel:

la mbinarea frontal cu prag simplu, cu relaia:

222 ff lbA =

cosNF efcef = , (6.9)

la mbinarea frontal cu prag dublu, cu relaiile:pentru primul prag:

cosNF efcef = 11 , (6.10)

pentru pragul al doilea:

cosNF efcef = 2 , (6.11)

n c Nc ef- ncrcare icular pe prag;

Nc ef 1 - ncrcarea efectiv de calcul aferent primului prag, stabilit cu relaia:

are:a efectiv de calcul, care acioneaz perpend

)AA/(ANN sss 211efc1efc += ; (6.12)

s12

- unghiul dintre cele dou bare ale mbinrii;

A - aria de strivire a primului prag, n mm2;As2 - aria de strivire a celui de-al doilea prag, n mm .

f - Capacitatea de rezisten a tlpii ntinse se stabilete cu relaia (4.2) dacelementul este solicitat la tensiune centric (nodul se axeaz prin centrul de greutateal seciunii nete, fig. 6.7, a) i cu relaia (4.19), dac elementul este solicitat latensiune excentric (nodul se axeaz prin centrul de greutate al seciunii brute, fig..7, b).6


74/123

Fig. 6.7. Centrarea nodului dup axa net a tlpii inferioare (a) i dup axa brut atlpii inferioare (b)

g - Verificarea buloanelor de solidarizare se face cu relaia:

bef nNN , (6.13)buloncapbulon

n care:

Nef bulon este efortul axial din bulonul de solidarizare, care se determin culaiare :

)(tgNNef = 60cbulon ; (6.14)

bucapN lon - capacitatea de rezisten a bulonului de solidarizare, care se

tabiles te cu relaia:

0tbuloncap mRAN onet = , (6.15)

a 0,6, care ine conte ac inare.

subgrindi piesa de

(6.16)

Vefeste reaciunea vertical n mbinare, n N;ri - ca a suprafeei de

ontact dintre subgrindi cosoroab, stabilit cu relaia (4.7).inferioar se

determin cu relaia:

Nc - efortul axial efectiv de compresiune din mbinare, n N;- unghiul dintre piesele care se mbin;Anet - aria net a bulonului de solidarizare, care se stabilete prin scderea

slbirii date de filet din aria brut a bulonului, n mm2;Rot - rezistena de calcul a oelului la ntindere, stabilit conform STAS

0108/0 - 78, n N/mm2;1 m0 - coeficient de lucru al bulonului n mbinare, cu valoare

iunea dinamic a ncrcrii i de deformaia bulonului n mbd nb numrul de buloane.

feei de contact dintreh - Verificarea la strivire a suprareazem (cosoroab) se face cu relaia:

QV ,riefn care:

Q pacitatea de rezisten la strivire perpendicular pe fibre

ci - Numrul de cuie, n, necesar prinderii subgrinzii de talpa


75/123

aL,

Ln

=

21, (6.17)

n care:L este componenta orizontal a efortului din bulonul de solidarizare, n N,

stabilit cu relaia:sinNL = bulonef ; (6.18)

La - conformdicaiilor din paragraful 6.5.

I CU PENEELARE M

e a unors ealizate din elemente suprapuse;

rii, pn la realizarea contactului

direct ntre suprafeele ntre care se transmit eforturile;

cu pene din lemn impun o execuie ngrijit a lucrrii, cu abateriimensionale minime.

binrile cu pene prismatice din leg. 6.8, bi d), sau cu interspaii nt -se

.

capacitatea de rezisten minim a unei tije, n N, stabilitinComentariul C. 6.3.4.2

6.4. MBINRI CU PENE PRISMATICE DIN LEMNIN ETALICE

6.4.1. mbinri cu pene prismatice din lemn

6.4.1.1.Date constructivea - Penele prismatice din lemn se folosesc la mbinrile de prelungir

piese tensionate sau la crearea de grinzi compu e, raceste tipuri de pene nu se folosesc la nodurile fermelor.

b - mbinrile cu pene prismatice din lemn se caracterizeaz prin:- deformaii mari n prima faz a ncrc

- deformaii mici n timp.c - mbinrile

d d - La m mn, elementele care se mbin pot fin contact (fi re ele (fig. 6.8, ai c), asigurnduventilarea pieselor.


76/123

Fig. 6.8. mbinri cu pene prismatice din lemn:a mbinare cu pene transversale la grinzi cu interspaii ntre elementele

componente; b mbinare cu pene longitudinale la piese n contact;c mbinare cu pene l

NP-005 2003 normativ lemn

Documents

Transcript of NP-005 2003 normativ lemn