Contravântuiri clasice sau cu tiranți?

Contravântuiri clasice sau cu tiranți?

Daca ati proiectat vreodată o structura metalica parter (hala) sigur v-ati confruntat cu “problema consumului de material”. Pentru a obtine un consum redus de otel exista mai multe solutii printre care si una folosita destul de des in ultima vreme, in special de tinerii ingineri, înlocuirea sistemului clasic de contravântuiri din planul acoperișului  cu tiranți din otel care lucrează doar la intindere; sau înlocuirea atat a contravântuirilor cu tiranți cat si înlocuirea panelor de acoperiș din profile clasice (I, U) cu pane din profile cu pereți subțiri (Z,C).

Contravantuirile sunt un element structural important in alcatuirea unei structuri metalice. Contravântuirile verticale dintre stâlpi asigura rigiditatea structurii pe direcția longitudinala iar contravantuirile orizontale din planul acoperisului asigura rigiditatea acestuia. Contravântuirile din planul acoperișului lucrează atât la întindere cât si la compresiune și sunt realizate de regula din profile de tip țeavă sau corniere. Ele asigura crearea unui efect cât mai apropiat posibil de o “șaibă rigidă”.

Spre deosebire de contravantuiri, tirantii, care lucreaza doar la intindere, sunt realizati din otel rotund , ei neasigurand rigiditatea sistemului de acoperiș. Prin urmare rigiditatea trebuie asigurata prin celelalte elemente ale acoperisului (pane). Panele asigura conlucrarea tuturor cadrelor transversale si transmit eforturile grinzilor de cadru. Astfel, cand structura este solicitata intr-o zona, toate cadrele participa la preluarea eforturilor din acea zona (“conlucreaza”).

Dar ce facem atunci cand panele sunt din profile cu pereti subtiri (Z,C) sensibile si ele la pierderea stabilitatii si incapabile sa asigure rigiditatea acoperișului? In acest caz avem nevoie de legaturi longitudinale intre grinzile de cadru pentru ca acestea sa lucreze impreuna. Exista cazuri in care am descoperit construcții metalice tip hala calculate ca o schema statica 2D numai pe directia cadrului principal fara a se tine seama de conlucrarea spatiala a tuturor cadrelor si la care sistemele de contravântuire erau subdimensionate sau dispuse greșit. Este important ca modelul de calcul sa fie complet pentru a putea vedea toate efectele folosirii de tiranți sau profile cu pereți subțiri. Spre exemplu, programul de calcul ETABS nici măcar nu permite modelarea tiranților, asta ar trebui sa va atragă atenția. Astfel, soluția de acoperiș ușor din pane din profile cu pereți subțiri si tiranți presupune adăugarea unor elemente suplimentare pe care multi nu le pun.

Un alt aspect de care în general nu se ține cont, ori din neglijenta ori din necunoaștere, este acela ca tiranții trebuie pretensionați periodic deoarece un tirant care nu este pretensionat nu intra în lucru. Asta presupune o verificare periodica a tiranților,  asigurarea accesului permanent la aceștia si ar trebui explicat încă de la început beneficiarului care trebuie să își asume aceste costuri de mentenanță. Din experiență am observat ca dacă beneficiarii nu sunt vreo multinațională cu standarde clare, nu au nicio o preocupare pentru menținerea la zi a cărții construcției.

Solicitarea unui consum de material cât mai redus vine în majoritatea cazurilor din partea beneficiarului care de cele mai multe ori este dezinformat de către constructori amatori și de diverse site-uri “de profil”. Dacă vreți sa faceți o construcție cu un preț cât mai redus soluția pe structura metalică nu este întotdeauna cea mai ieftină, internetul fiind invadat de astfel de informații false.  Multi beneficiari vor o construcție metalică din convingerea ca este cea mai ieftina dar realitatea este ca structurile metalice sunt  eficiente doar in anumite cazuri. Sfatul meu este sa va calculați cu atenție bugetul înainte de a începe o investiție iar calculul sa-l faceți numai după ce discutați cu un specialist despre ceea ce vreți sa construiți.

Concluzii:

1. Folosirea tiranților ca modalitate de reducere a consumului de material este eficienta numai la construcții cu înălțime redusa și deschideri mici din clasa de importanta-expunere IV.

2. Normativul P100-1/2013 este interpretat de fiecare inginer asa cum crede de cuviință sau cum se pricepe, in ceea ce privește alegerea factorului de comportare q ducând astfel la erori de proiectare grave. Alegerea unui factor de comportare mai mare decât cel corect duce la micșorare consumului de material creând astfel falsa impresie ca se pot atinge valori chiar și de 30-40 kg/mp construit mult sub valorile reale care încep de la 50kg/mp în funcție de complexitate și dimensiuni.

3. Greselile de proiectare mentionate mai sus in articol si la punctul 2, pot duce la comportamente defectuoase ale construcțiilor metalice in eventualitatea unui seism. Nu exista suficienta experiență in ceea ce privește comportamentul tiranților și profilelor cu pereți subțiri la cutremurele Vrancene pentru ca în perioada comunista nu au fost prea folosite, construcțiile metalice fiind de regula cele industriale, masive unde contravântuirile erau din alte profile metalice.

Mai jos cateva contravanturi “clasice”.

 

Si ne-am riscat si la insistentele unui constructor am zis sa facem o hala mica mica, într-o zona slab seismica și cu tiranți, pentru ca ne-a promis ca ii ace bine și uite ce-a ieșit. Acum sunt curios daca beneficiarul ii va mai verifica vreodata si ii va mai tensiona vreodata! Dar asta e treaba lui sau nu?

 

Un articol scris de:

Dr. ing. Joița Loredana

Asociat partener VILARED