CORNELIU LEONTE

DOINA LEONTE

ELEMENTE DE CONSTRUCII ZOOTEHNICE I DESEN TEHNIC

IAI 2003

-1-

CUPRINS Introducere Capitola 1. Importana i coninutul cursului de construcii zootehnice. 1.1. Contribuia disciplinei la formarea inginerului zootehnist 1.2. Coninutul cursului i relaiile cu alte discipline. Capitolul 2. Materiale de construcii. 2.1. Noiuni introductive privind materialele de construcii 2.1.1. Lemnul 2.1.2. Piatra natural 2.1.3. Produse ceramice 2.1.4. Lianii 2.1.5. Mortare 2.1.6. Betoane 2.1.7. Produse din metal 2.1.8. Materiale termo i hidroizolante 2.1.9. Produse din azbociment, sticl, polimeri sintetici Capitolul 3. Noiuni de rezisten a materialelor i dimensionarea elementelor de construcii. 3.1. Clasificare. Elemente componente ale structurilor de rezisten 3.2. Tipuri de structuri de rezisten 3.3. Actiuni n construcii 3.3.1. Definiie, Clasificare, Grupare 3.3.2. Fore exterioare, interioare, solicitari 3.3.3. Eforturi unitare 3.3.4. Legtura dintre eforturile unitare si deformaiile specifice. Legea lui Hooke 3.3.5. Criterii pentru dimensionarea elementelor de construcii. Metoda de calcul Capitolul 4. Elemente de construcii la o cldire 4.1. Definirea i clasificarea construciilor 4.2. Alctuirea general a unei cldiri 4.3. Modularea i tipizarea construciilor 4.4. Terenul de fundare 4.5. Fundaii 4.6. Structura de rezisten a unei cldiri 4.7. Perei (Ziduri) 4.8. Ferestre i ui (Tmplrie) 4.9. Acoperiuri 4.10. Pardoseli 4.11. Lucrri de finisare Capitolul 5. Elemente de fizica construciilor 5.1. Conceptul de confort termic 5.2. Transmiterea cldurii prin elementele de construcii 5.3. Permeabilitatea elementelor de construcii la vaporii de ap 5.4. Sistemul de ventilaie. Metode de calcul 5.5. Bilanul termic i factorii care l influeneaz. Metode de calcul 5.6. Iluminarea natural i artificial. Metode de calcul 5.7. Interaciunea dintre elementele de construcie ale unei cldiri-2-

INTRODUCERE Necesitile crescnde de produse de origine animal au fcut ca metodele clasice de cretere i ntreinere s fie treptat nlocuite prin sisteme noi, n care att produciile ct i productivitatea muncii s fie ct mai ridicat. Ultimii ani caracterizeaz producia zootehnic prin introducerea pe scar tot mai larg a mecnizrii i automatizrii, folosirea unor tehnici i tehnologii noi. n complexul de factori care particip la obinerea unor animale sntoase cu o nalt capacitate productiv, adposturile au cptat o pondere deosebit, nimeni nu mai pune la indoial necesitatea imperioas a cunoaterii i exploatrii acestora, pentru realizarea confortului, a factorilor de microclimat i a condiiilor de igien. Nu trebuie neglijat nici rolul social pe care l au adposturile pentru animale, deoarece condiiile pe care le asigur vizeaz nu numai aprarea sntii animalelor ci i a oamenilor care lucreaz n sectorul zootehnic. Progresele nregistrate n tehnica creterii i exploatrii animalelor, pe plan mondial i n ara noastr, au determinat schimbri radicale privind concepia despre adposturi, iar problema construciilor pentru toate categoriile de animale, s capete noi coordonate, nu numai n cadrul general al tiinelor zootehnice ci i n practica creterii animalelor, fie c este vorba de sistemul intensiv industrial sau de cel tradiional modernizat.

-3-

CAPITOLUL 1

Importana i coninutul cursului de construcii zootehnice

1.1. Contribuia disciplinei la formarea inginerului zootehnistConstruciile agro-zootehnice sunt destinate adpostirii animalelor, depozitrii i conservrii furajelor precum i a produciei animaliere. Construciile zootehnice reprezint o categorie distinct de construcii cu o problematic specific i particulariti proprii ai cror cunoatere trebuie s-i gseasc locul n procesul de formare a viitorului inginer zootehnist ca specialist multilateral. Ca element tehnologic construciile zootehnice particip direct la obinerea unor producii animaliere sporite, ceea ce impune o strns colaborare ntre zootehnist, ca tehnolog i ali specialiti cum ar fi constructorul, mecanizatorul, instalatorul etc. Dup modul cum aceste construcii particip la procesul de producie se pot clasifica n: cldiri de producie, auxiliare i anexe, precum i elemente de echipare tehnic i edilitare. Factorii determinai care impun soluiile constructive la proiectarea spaiilor pentru ntreinera animalelor sunt : - destinaia construciei, determinat de specia i categoria animalelor adpostite (porcine, taurine, ovine, pasri etc.); producia urmrit (carne, lapte, ou, ln etc.); vrsta animalelor i destinaia lor (pentru producie sau reproducie); - soluia tehnologic legat de sistemul de ntreinere, furajare, evacuare a dejeciilor, recoltarea produselor, gradul de mecanizare a proceselor de producie etc.

1.2. Coninutul cursului i relaiile cu alte disciplineDisciplina de construcii zootehnice i-a conturat problematica odat cu trecerea spre formele intensive de cretere a animalelor. Apariia ei ca disciplin de sine stttoare este strns legat de necesitatea creerii unui mediu artificial care s asigure nu numai creterea unor animale sntoase, ci i obinerea unor producii mari, tiut fiind faptul c producia animalelor este rezultanta dintre factorii genetici i cei de mediu extern, iar din acetia din urm fac parte i adposturile. Studiul construciilor zootehnice are un caracter aplicativ. Tot ceea ce se nva teoretic se poate confrunta i verifica n condiiile unitilor zootehnice. Obiectivul urmrit la aceast disciplin este pregtirea viitorilor ingineri zootehnici ca tehnologie de concepie, pentru proiectarea unitilor de producie animal, ca beneficiari ai investiiilor de profil i ca specialiti pentru ntreinera i exploatarea construciilor zootehnice, la parametrii proiectai.

-4-

Noiunile cuprinse n curs urmresc asigurarea unei orientri n domeniul elementelor de construcie, a materialelor de construcie i a structurilor constructive, aprofundarea elementelor de fizic a adposturilor, a soluiilor de cazare. Se prezint principalele tipuri de adposturi pentru diferite specii i categorii de animale, construcii auxiliare i anexe specifice unitilor industriale de cretere a animalelor. Disciplina de construcii zootehince are relaii directe cu disciplinele tehnologice de cretere a animalelor, cu disciplinele de zooigien, maini i instalaii zootehnice precum i cu alte discipline, de la care utilizeaz o serie de elemente absolut necesare pentru realizarea ntr-o concepie unitar, a unui spaiu tehnologic complex pentru creterea i exploatarea animalelor.

-5-

CAPITOLUL 2

Materiale de construcii

2.1. Noiuni introductive privind materialele de construciiTotalitatea produselor care contribuie la executarea unei construcii poart numele generic de materiale de construcii. Cunoaterea caracteristicilor fizico-mecanice i chimice, precum i a modului de comportare a materialelor de construcii la diverse aciuni distructive la care sunt supuse pe timpul exploatrii, ofer posibilitatea alegerii corecte a materialelor necesare executrii diferitelor elemente de construcie. 2.1.1. Lemnul 2.1.1.1. Caracteristici generale Lemnul este un material de natur organic, vegetal i prezint o gam larg de utilizare n construcii, de la elementele de rezisten pn la mobilier i piese decorative. Tehnologiile moderne de prelucrare a lemnului au permis extinderea domeniului de utilizare de la rinoase (bradul, molidul) i foioase (fagul, salcmul), asupra tuturor speciilor de lemn, inclusiv plopul i salcia. Avantajele care rezid din utilizarea lemnului n construcii sunt: - se prelucreaz, asambleaz i se manipuleaz uor ; - asigur o izolaie termic i fonic corespunztoare ; - se pot obine piese relativ lungi ; - prezint aspect frumos . Limitarea domeniului de utilizare a lemnului este determinat de unele dezavantaje: - se aprinde i arde uor ; - este puin rezistent la aciunea agenilor externi ; - are proprieti mecanice nesatisfctoare ; - ofer un sortiment limitat att ca form a seciunii transversale, ct i ca lungime a pieselor ; - are o durat de exploatare relativ redus fa de alte construcii din metal, zidrie sau beton ; - prezint adesea defecte cum ar fi : noduri cztoare, crpturi, guri de insecte, zone de alteraie etc. 2.1.1.2. Proprieti fizico-mecanice Densitatea aparent. Densitatea aparent este o proprietate care depinde de esena i de umiditatea lemnului (tabelul 2.1), influennd direct rezistenele sale mecanice.

-6-

Tabelul 2.1 Variia densitaii aparente a lemnului n funcie de specie i de umiditate Specia Brad Molid Pin Stejar Fag Frasin Salcm Tei Densitatea aparent (kg/m) pentru lemnul : Verde Cu 15% ap Uscat 1000 450 410 740 480 430 700 520 490 1100 740 650 1010 750 690 920 760 680 880 750 730 740 460 490

Umiditatea lemnului.Cantitatea de ap coninut de lemn n momentul tierii, ajunge pn la jumtate din masa sa, reducndu-se treptat prin evaporarea apei libere (apa care circul prin esuturile vegetale) i a unei pri din apa de higroscopicitate (apa fixat prin adsorbie de pereii esuturilor vegetale), pn la stabilirea unui echilibru cu umiditatea atmosferic. n ara noastr, umiditatea lemnului uscat n aer variaz ntre 12 i 15%. Umiditatea lemnului de construcie notat cu U i exprimat n procente este dat de relaia : m2 m1 100 , (%) U= m1 n care : U este umiditatea, n % ; m2 masa lemnului n stare natural, n g ; m1 masa lemnului uscat la 100. . .105C, n g ; Variaia n timp a umiditii produce fenomenele de umflare i contragere a lemnului. Aceste fenomene se manifest diferit, n funcie de orientarea fibrelor, fiind minime n lungul fibrelor i maxime pe direciile tangeniale la inelele anuale. Rezistenele mecanice ale lemnului. Rezistenele mecanice ale lemnului sunt influenate de unghiul de inciden format de direcia forei i direcia fibrelor longitudinale, de umiditate, precum i de prezena defectelor (tab. 2.2).

Tabelul 2.2Rezistenele mecanice ale lemnului pentru umiditi cuprinse ntre15 i 18% Specia Compresiune n lungul fibrelor (daN/cm) 130 ncovoiere (daN/cm) ncovoiere (daN/cm) Compresiune Perpendicular pe fibre (daN/cm2) 30

Stejar Molid

130 100

90 70

100

15

-7-

Proprietile izolante ale lemnului. Lemnul este un bun izolator termic, electric i fonic, n acest din urm domeniu, lemnul fiind asociat cu vata de sticl, i vata mineral. Defectele lemnului. Defectele prezentate de lemn pot fi: defectele de form (conicitatea anormal, curbura etc.), defectele de structur (fibra rsucit, fibra nclcit etc.), nodurile, crpturile, gurile, galeriile, coloraiile, alteraiile i altele. Acestea se datoresc modului de cretere, aciunii microorganismelor, agenilor fizici i influeneaz negativ asupra rezistenei mecanice a lemnului.2.1.1.3. Msuri de protecie a lemnului

Lemnul poate fi supus aciunii agresive din partea unor ageni de natur vegetal (alge, ciuperci, microorganisme), de natur animal (roztoare, insecte, larve etc.) sau poate fi atacat sau distrus de foc. Ca metode de tratament a suprafeelor se folosesc carbonizarea, (operaie n timpul creia apar la suprafa gudroanele , datorit distilrii pariale a lemnului n procesul de ardere superficial) i carbolinizarea, (aplicarea unui strat superficial de carbolineum, produs obinut prin distilarea huilei). mpotriva intemperiilor, lemnul se protejeaz prin aplicarea pe suprafaa lui a unuia sau a mai multor straturi de vopsele sau lacuri. Ca tratament n profunzime, este utilizat impregnarea cu diverse substane antiseptice sau hidrofuge, operaie care poate fi realizat prin mbiere n bazine deschise sau prin injectare, n autoclave sub presiune. Ignifugarea (protecia mpotriva aciunii focului) se poate realiza fie prin aplicare la suprafaa lemnului a unor straturi de azbest, amot, tabl sau tencuial, fie prin aplicarea unor soluii ignifuge ( silicat de sodiu , vopsele ignifuge ).2.1.1.4. Sortimente de material lemnos folosite n construcii

Materialele lemnoase utilizate n construcii pot fi grupate n materiale lemnoase brute i prelucrate. Materialele lemnoase brute provin din trunchiuri fr crengi i fr coaj i sunt prezentate n tabelul 2.3. Tabelul 2.3Dimensiunile lemnului rotund folosit n construcii Denumirea produsului Diametrul la captul subire (cm) 1020 1216 811 47 1840 Lungimi (m)

Bulumaci Bile Manele Prjini Piloi

1,503,00 6,009,00 3,006,00 2,004,00 6,0015,00

Materialele lemnoase prelucrate pot fi, la rndul lor, mprite n dou grupe de sortimente : - lemn semiecarist, respectiv lemn semirotund (lemn rotund despicat) i cioplitur, obinut din lemn rotund cu lungime mai mare de 7,00 m i cu diametrul cuprins ntre 15 i 18 cm ;-8-

lemn ecarist (cherestea), obinut prin debitarea lemnului rotund de rinoase sau de foioase i caracterizat prin faptul c aceste sortimente au muchii vii i sunt mrginite de fee plane. Principalele sortimente de lemne ecarist sunt urmtoarele: - scndurile, care au grosimea de cel mult 40mm i limea mai mare dect dublul grosimii, ns nu mai mic de 80mm; - dulapii, care au grosimea cuprins ntre 40 i 100mm i limea mai mare dect dublul grosimii, ns nu mai mic de 100mm ; - grinzile, care sunt piese cu fee i canturi plane i paralele ntre ele, avnd grosimea cuprins ntre 10 i 30cm, limea cuprins ntre 12 i 13 cm, iar lungimea normal cuprins ntre 3,00 i 6,00m. Pe baz de comenzi speciale se pot realiza grinzi cu lungimea pn la 12,00m(tab.2.4) ; - ipcile, care sunt piese cu grosimea de 1,24cm, limea de 1,86cm i lumgimea de la 1,00 la 6,00m; - riglele, denumite i cuaci, care sunt piese cu grosimea cuprins ntre 4 i 10cm, limea cuprins ntre 6 i 15 cm i cu lungimea de 1,006,00m Dintre sortimentele de cherestea de foioase, cea mai mare importan prezint, pentru construcii, cheresteaua de stejar i cea de fag. Tabelul 2.4Dimensiunile uzuale pentru grinzile din lemn de rinoase Grosimi (cm) Limi (cm) Lungimi (m) De normale coamnd

-

10 12 15 19 25 30 -

12 12 -

15 15 15 -

17 -

19 19 19 19 -

25 25 25 25 -

30 30 30 30

3,006,00 din 50 n 50cm

6,5012,00 din 50 n 50cm

Produsele din lemn prelucrat folosite n construcii sunt : duumelele cu lamb i uluc, folosite la pardositul camerelor de locuit, a birourilor etc. i fabricate din scnduri sau dulapi de rinoase ; scndurile fluite , fabricate din cherestea de rinoase ; parchetele, constituite din lamele cu lungimea de la 1050cm, ltimea de 29cm i grosimea de 1020mm; pavelele din lemn,utilizate la executarea pardoselelor n ateliere, hale de maini, hangare, standuri pentru animale etc. i prezint urmtoarele avantaje: sunt clduroase, amortizeaz zgomotul, sunt elastice i sunt rezistente la uzur. Aceste produse se livreaz n dou sortimente : pavele de tipul P (prismatic) i pavele de tipul C (cilindric).

Dintre produsele obinute prin valorificarea superioar a lemnului se citeaz urmtoarele : - furnirele , obinute prin tierea plan sau tiere prin derulare i care au o grosime cuprins ntre 0,2 i 6mm ; - placajele din lemn , obinute prin ncleierea unor foi de furnir suprapuse, cu fibrele ncruciate ; - panelele , fabricate dintr-un miez de ipci de molid sau brad, ncleiate unele lng alte i acoperite, pe ambele fee, cu cte o foaie de furnir. Panelele nu-9-

-

-

se deformeaz, nu se onduleaz i nu crap la variaiile normale de umiditate i temperatur din ncperile nchise ; plcile din achii de lemn , denumite n mod curent PAL ; sunt panouri obinute prin aglomerare sub presiune, cu ajutorul unui liant sintetic, a achiilor de lemn i au o densitate aparent care variaz ntre 400 i 1000 kg/m. Prin tratare cu diferite substane, plcile de tip PAL pot fi hidrofugate, ignifugate sau antiseptizate ; plcile din fibre de lemn (PFL) , fabricate din fibre de lemn mpslite datorit proprietilor adezive i de coeziune proprii. La fabricare se pot aduga liani, precum i alte substane antiseptice, ignifuge, emulsii de bitum etc. n funcie de densitatea aparent, se pot distinge urmtoarele sortimente : PFL poros, cu densitatea aparent de 220400kg/m, PFL dur, cu densitatea aparent de minimum 850kg/m i PFL extradur, cu densitatea aparent de minimum 950kg/m. Plcile de PFL dur i extradur pot fi nnobilate prin emailare sau lcuire (PFLE), precum i prin melaminare (PFL-M). Emailarea se realizeaz prin turnarea sau pulverizarea unuia sau a mai multor straturi de email sau lac, care se usuc la cald. Melaminarea se realizeaz prin presarea la cald a unuia sau a mai multor filme de hrtie, impregnat cu rin melaminic.2.1.2 Piatra natural

Piatra natural se gsete la suprafaa scoarei pmntului sub form de amestecuri naturale de minerale, care formeaz rocile. Utilizarea pietrei naturale n construcii este justificat de mutiplele caliti ale acesteia : - se gsete din abunden n majoritatea regiunilor din ara noastr ; - prezint rezistene mari la compresiune i uzur ; - prezint o mare durabilitate n timp - are, un aspect natural frumos ; - necesit numai transformri fizice ; - poate fi utilizat att ca material de baz, ct i ca material decorativ. Tabelul 2.5Proprietile fizico-mecanice ale unor roci Unitatea de msur Densitatea aparent Kg/dm Compactitatea % Porozitatea total % Absorbia de ap % Rezistena la compresiune daN/cm n stare uscat Caracteristici Granit de Iacob Deal Calcar de Bampotoc Marmur de Monesa

med. 2,62 med. 97,80 med. 2,20 max 0,40 16002700

med. 2,57 med. 95,50 med. 4,50 max 1,00 7501100

min 2,68 min 98,80 max 1,10 Max 0,35 10001300

Utilizarea limitat a pietrei naturale este determinat de urmtoarele proprieti ale acesteia (tab. 2.5): - densitatea aparent mare, fapt care are implicaii directe asupra costului manipulrilor, transportului, precum i asupra dimensiunilor fundaiilor i a altor elemente constructive ;

- 10 -

-

majoritatea rocilor au o conductivitate termic ridicat i din acest motiv sunt contraindicate la execuia elementelor de nchidere ale construciilor ; se comport necorespunztor la foc ; se prelucreaz cu un consum ridicat de energie.2.1.2.1. Clasificarea rocilor

-

-

Rocile pot fi clasificate dup diverse criterii i anume : dup genez, rocile se clasific n roci magmatice sau eruptive, roci sedimentare i roci metamorfice ; dup structur, respectiv dup gradul de cristalizare al mineralelor componente, rocile se clasific n roci cu structur holocristalin, care au mineralele complet cristalizate, roci cu structur hemicristalin, care au mineralele parial cristalizate i parial amorfe i roci cu structur amorf ; dup textur, respectiv dup modul de aranjare n spaiu a mineralelor componente, rocile se clasific n roci cu textur neorientat sau masiv, roci cu textur stratificat, la care straturile sunt alcatuite din aceleai minerale i roci cu textur istoas, la care straturile sunt alctuite din minerale diferite.2.1.2.1.1. Roci magmatice

Rocile magmatice s-au format prin rcirea i solidificarea magmei, structura lor difereniindu-se n funcie de durata, presiunea i adncimea la care a avut loc rcirea. Dac rcirea are loc la adncime, mineralele au timp s cristalizeze n ntregime, n timp ce la suprafaa pmntului mineralele cristalizeaz parial, o bun parte din ele rmnnd n stare amorf. Dup adncimea de rcire a magmei, rocile magmatice se clasific n : - roci intrusive ; - roci filoniene ; - roci efusive. In timpul erupiei vulcanilor, datorit rcirii brute a lavei i a degajrii, n acelai timp, de gaze i vapori, se formeaz roci cu structura vitroas i foarte poroas, cum sunt lava vulcanic, piatra ponce, cenuele vulcanice i tufurile vulcanice rezultate prin cimentarea cenuelor. Acestea se utilizeaz ca materiale de izolaie termic, ca agregate uoare sau ca adaosuri hidraulice la fabricarea lianilor micti.2.1.2.1.2. Roci sedimentare

Dup geneza lor, rocile sedimentare se pot clasifica n : - roci detritice; - roci organogene; - roci de precipitaie; Din categoria rocilor sedimentare detritice fac parte : - grohotiurile ; - prundiurile ; - nisipurile ; - mlurile ; Rocile sedimentare enumerate reprezint grupa rocilor sedimentare detritice necimentate. Prin golurile acestor depozite pot s ptrund ape cu diverse substane dizolvate sau n suspensie, care s precipite n goluri i s lege granulele

- 11 -

ntr-un tot rezistent i compact, adic s le cimenteze. Astfel, se formeaz rocile sedimentare cimentate. Dintre rocile detritice cimentate, gresiile se folosesc pe scar lung n construcii, att sub form de piatr spart (ca agregate), ct i sub form de plci (la placarea construciilor, la pavaje etc.). Argilele se utilizeaz n industria materialelor de construcii ca materie prim la fabricarea produselor ceramice, iar marnele, care sunt amestecuri naturale de argile i calcare, se folosesc la fabricarea cimentului Portland. Din grupa rocilor care iau natere prin cristalizarea srurilor coninute n ap se menioneaz ghipsul i calcarele. Ghipsul este un sulfat de calciu hidratat care se formeaz prin evaporarea apei de mare din unele bazine izolate pe cale natural n decursul timpului. Calcarele se formeaz prin precipitarea bicarbonatului de calciu, care se descompune n carbonat de calciu i n dioxid de carbon. Travertinul, o piatr natural ornamental deosebit de apreciat i utilizat la placarea cldirilor este o variaie de calcar, care se formeaz prin depunerea carbonatului de calciu peste frunze, alge, muchi, care dispar prin putrezire, lsnd goluri n roc. Principalele roci organogene sunt calcarele cochilifere, diatomitul i tripoli. Calcarele cochilifere sunt formate din cochilii calcaroase cimentate ntre ele ; se folosesc ca agregate uoare i la lucrri de art. Diatomitul i tripoli sunt roci silicoase bogate n bioxid de siliciu amorf, rezultate n urma depunerii microorganismelor denumite diatomee. Se folosesc ca adaosuri hidraulice la preparea lianilor, ca agregate i la fabricarea materialelor termoizolante.2.1.2.1.3. Roci metamorfice

Schimbrile din scoara Pmntului pot determina modificri ale structurii sau a compoziiei rocilor; astfel, din roci magmatice sau sedimentare, iau natere rocile metamorfice. Textura rocilor este n general istoas, mineralele fiind orientate dup anumite direcii n straturi. Principalele roci metamorfice utilizate n construcii sunt : gnaisurile, cuaritele, marmurile i ardeziile. Aceste roci mai poart i numele de isturi, datorit aezrii mineralelor n straturi.2.1.2.2. Materiale de construcii din piatr natural

n construcii, piatr natural poate fi folosit ca agregat la prepararea mortarelor i a betoanelor, ca material de baz la executarea fundaiilor i a zidriilor, la lucrri de finisaje interioare i exterioare, la lucrri de drumuri, ci ferate, baraje, anrocamente, consolidri i aprri de maluri etc. Dup modul de exploatare, respectiv dup provenien, materialele din piatr natural se mpart n dou mari grupe : produse de balastier i produse de carier (provenite din roci masive).2.1.2.2.1. Produse de balastier

Produsele de balastier sunt agregate naturale grele, purtnd numele de nisip, pietri, bolovani i balast, n funcie de mrimea granulelor. Nisipul este agregatul natural cuprinznd granule cu diametrul msurnd ntre 0 i 7,1mm, fiind utilizat la prepararea mortarelor i betoanelor, ca strat- 12 -

filtrant la drumuri i pardoseli, ca degresant n industria ceramic, la fabricarea sticlei etc. Pietriul este agregatul natural care conine granule cu diametrul cuprins ntre 7,1 i 71 mm i care se utilizeaz la prepararea betoanelor de ciment, la prepararea mixturilor asfaltice, ca strat filtrant la drumuri i pardoseli etc. n mod uzual se asigur de balastiere urmtoarele sorturi : 7,1/16mm, 31/71mm. Sortul 7,1/16 mai poart i numele de mrgritar. Balastul este un amestec natural de nisip cu pietri, eventual i bolovani. Poate fi livrat sub form de balast neciuruit (0/160 mm, utilizat ca strat de fundaie la drumuri, pardoseli etc.) sau sub form de balast ciuruit n sorturile 0/31 i 0/71, (folosit ca agregat pentru prepararea betoanelor de marc inferioar). Bolovanii sunt pietre cu forme rotunjite, cu diametrul cuprins ntre 71 i 160 mm i se utilizeaz la pavaje, betoane ciclopiene, baraje, anrocamente, consolidri i aprri de maluri etc.2.1.2.2.2. Produse de carier

Principalele sortimente ce fac parte din categoria produselor de carier sunt piatra brut, piatra prelucrat i piatra spart. Piatra brut se prezint sub form de blocuri de form neregulat i este utilizat la execuia fundaiilor i a soclurilor, la zidurile de sprijin, la anrocamente, consolidri etc. Piatra prelucrat se gsete sub urmtoarele forme: - moloane, respectiv blocuri prelucrate numai pe una din fee i parial (numai pe o adncime de 37cm) pe feele adiacente. Moloanele se folosesc la execuia zidriilor masive ; - piatra de talie , respectiv blocuri de form regulat avnd patru, cinci sau toate feele prelucrate i care se folosesc la executarea zidurilor construciilor monumentale. - plci de piatr , produse ce se obin prin tierea blocurilor de piatr i prelucrarea feei aparente prin piuire, pieptnare, buciardare, lefuire, lustruire sau profilare i care se folosesc la execuia pardoselilor sau a placajelor la perei, stlpi,trepte de scar etc. ; - detalii de arhitectur cum ar fi socluri, solbancuri, cornie, bruri, trepte, ancadramente, stlpiori etc. ; - pietre pentru execuia mbrcminilor i ncadrrilor rutiere, fasonate sub form de pavele, calupuri i borduri. La rndul lor, pavelele pot fi normale sau abnorme. Cele normale se produc n dou tipuri : tip dobrogean (18 x 12 x 13cm) i tip transilvnean (17 x 17 x 13cm). Pavelele abnorme au aceeai form cu pavelele normale de tip dobrogean ns cu dimensiunile mai reduse. Calupurile sunt pietre de form cubic (cu latura de 9cm) sau de form prismatic (7 x 7 x 9cm). Bordurile sunt produse de form prismatic ce se utilizeaz la ncadrarea trotuarelor, drumurilor i a platformelor. Piatra spart se obine prin concasarea sau mcinarea rocilor i se prezint n urmtoarele sortimente : - filerul, obinut prin mcinarea fin a pietrei naturale, de regul a calcarelor, avnd granulaia maxim 0,09 mm i utilizat la prepararea asfalturilor, a suspensiilor de bitum, a masticurilor bitumoase, la acoperirea cartonului bitumat ; - nisipul de concasare, care are granulaia 0/7,1 mm i care se folosete la prepararea mortarelor i a betoanelor ; - savura, care are granulaia 0/8 mm i care se folosete la lucrri de drumuri;- 13 -

-

splitul, sortiment cu granulaia 8/40 mm, care se folosete tot la lucrrile de drumuri ; criblura , cu granulaia 3,15/25 mm, obinut prin dubla concasare a rocilor, se folosete la prepararea betoanelor asfaltice ; piatra spart , care are granulaia 7,1/71 mm se folosete ca agregat la prepararea betoanelor de ciment. piatra de mozaic, obinut din prelucrarea pietrei de calcar i marmur . Piatra de mozaic se utilizeaz la prepararea betoanelor de mozaic pentru pardoseli, scri etc.2.1.3.Produse ceramice

Produsele ceramice reprezint amestecuri omogenizate de argil, nisip i ap. Fabricarea produselor ceramice parcurge urmtoarele faze: - prepararea pastei ceramice; - fasonarea produsului; - uscarea produsului; - arderea produsului uscat; Proprietile argilelor, care permit fabricarea produselor ceramice sunt: - plasticitatea, care faciliteaz fasonarea; - ntrirea la temperaturi ridicate, ceea ce confer produsului rezisten mecanic i stabilitate fa de aciunea agenilor atmosferici. Dup tehnologia de fabricaie, produsele ceramice se clasific n produse ceramice brute i produse ceramice fine.2.1.3.1.Produse din ceramica brut

Crmizile sunt pietre artificiale pentru zidrie, fasonate din mase ceramice argiloase i uscate. n zidrie se folosesc crmizile pline i crmizile eficiente (cu guri verticale). Crmizile utilizate n zidrie trebuie s aib urmtoarele proprieti: - omogenitate (s aib structur uniform); - rezistene mecanice corespunztoare, pentru a nu se deteriora n timpul manipulrii i pentru a prelua ncrcrile care apar n timpul exploatrii; - forme i dimensiuni regulate; - uurin la cioplire;porozitate suficient, pentru a permite aderarea mortarului. Se fabric dou tipuri de crmizi pline: - format normal : 240x115x63 (fig.2.1); - format mare : 240x115x88 (2.2).

Fig.2.1 Crmizi pline: a - crmizi pline; b,c crmizi pline cu goluri de uscare - 14 -

Fig.2.2 Crmizi parial modulate, cu guri verticale (GVP) a,c-cramizi GVP cu guri cilindrice; b-crmizi GVP cu guri prismatice

Crmizile eficiente au goluri cilindrice sau prismatice, dispuse perpendicular pe faa lor de aezare. Cele dou tipuri de crmizi cu guri verticale (GV), care se fabric sunt: - tipul I (GVP), crmizi parial modulate, la care este modulat doar grosimea i eventual una din celelate dou dimensiuni; - tipul II (GVM), crmizi total modulate, la care sunt modulate toate cele trei dimensiuni. Crmizile cu porozitate mare sunt obinute prin amestecarea n past a unor substane combustibile (rumegu, turb, praf de crbune). Crmizile termoizolatoare din diatomit se obin pe cale umed din diatomit amestecat cu substane combustibile. Crmizile cu lamb i uluc se folosesc la execuia pereilor neportani (fig.2.3).

Fig.2.3 Crmizi cu lamb i uluc a-crmizi LU 90 cu guri prismatice; b-crmizi LU 90 cu guri cilindrice; c-crmizi LU 45

Blocurile ceramice cu goluri orizontale sunt utilizate la execuia pereilor exteriori uori, a pereilor de umplutur i a celor despritori.nlimea lor este un multiplu al grosimii crmizilor obinuite (fig. 2.4.). Crmizile pentru placaj nlocuiesc tencuiala la pereii exteriori. Faa aparent (mat sau smluit) poate avea dimensiunile 115x88 sau 190x88 mm (fig. 2.5). Plcile ceramice pentru perei,sunt utilizate la placarea pereilor, pardosirea holurilor, vestiarelor, etc (fig. 2.6).

- 15 -

Fig. 2.4. Bloc ceramic cu guri orizontale

Fig.2.5. Crmizi pentru placaj: a-crmizi; b-colar.

Fig. 2.6. Plci ceramice pentru pla carea pereilor i pardoselilor

Blocurile ceramice pentru pardoseli de grajduri i padocuri sunt utilizate la realizarea pardoselilor calde, avnd coeficientul de asimilare termic S= 9,50 W/ m K . Fiind rugoase, mpiedic alunecarea animalelor (fig.2.7).

Fig.2.7. Corpuri ceramice pentru pardoseli de grajduri i padocuri: a- cu lamb i uluc; b- cu striuri; c cu uluc.

- 16 -

Corpurile ceramice cu goluri pentru planee i acoperiuri se fabric n dou tipuri (fig.2.8): - tip CP 160, pentru planee; - tip CA 110, pentru acoperiuri.

Fig.2.8. Corpuri ceramice: a tip CP160, pentru planee; b- tip CA110, pentru acoperiuri.

iglele sunt produse cermice brute, utilizate la acoperiuri. Acestea se fabric n trei tipuri (fig.2.9): - igle solzi; - igle cu jgheab, trase; - igle cu jgheab, presate.

Fig.2.9. igle: a-cu jgheab tras; b-solz

Coamele sunt igle cu forme speciale, utilizate la fixarea i etanarea iglelor de-a lungul coamelor i muchiilor (fig.2.10).

- 17 -

Fig. 2.10. Coam pentru nvelitori din igl profilat

Calitile pe care trebuie s le aib materialele ceramice utilizate la acoperiuri sunt: - culoare uniform, fr pete; - fee plane, fr deformaii; - permeabilitate redus; - rezisten la ncovoiere, putnd susine 80 kg; - s nu fie gelive, putnd s reziste la 25 cicluri nghe-dezghe; - structur fin i omogen n sprtur; - s scoat un sunet clar la lovirea cu ciocanul. Granulitul se prezint sub form de granule aproximativ sferice, fabricate din argil ars i expandat. Fiind un bun izolator termic, se utilizeaz la executarea pardoselilor calde i la stratul izolator al panourilor pentru perei. Tuburile din argil ars (olane) sunt folosite la executarea canalelor de fum i de ventilaii i se fabric cu seciune circular (simple sau cu muf) i cu seciune ptrat (fr muf) (fig.2.11). Tuburile pentru drenaj sunt utilizate la captarea i drenarea apelor subterane i se fabric cu seciunea circular, simple, fr muf (fig.2.12).

Fig.2.11. Tuburi din argil ars: a-tub ptrat, fr muf; b-tub rotund, fr muf; c-tub rotund, cu muf.

Fig.2.12. Tuburi de drenaj: a-cilindrice; b-hexagonal; c-octogonal - 18 -

2.1.3.2 Produse din ceramic fin Plcile i piesele ceramice (cahlele) pentru sobe sunt acoperite cu smal pe faa aparent i se utilizeaz la placarea exterioar a sobelor pentru nclzit. Aceste materiale trebuie s prezinte o rezisten corespunztoare la oc termic (fig.2.13).

Fig.2.13. Plac de teracot pentru fa

Ornamentele arhitecturale (bruri, frize, ancadramente, plci de drenaj etc) sunt acoperite cu smal pe faa aparent i se prezint sub diferite forme, profiluri i culori. Faiana este un produs impermeabil, datorit glazurii cu care este acoperit.Spatele plcilor de faian este neglazurat, prevzut cu striuri pentru asigurarea aderenei optime cu mortarul utilizat la fixarea plcilor. Plcile ceramice smluite tip CESAROM sunt plcue smluite pe faa aparent, cu latura pn la 5 cm, utilizate la placarea pereilor. Gresia ceramic este un produs cu porozitate foarte mic.n construcii se utilizeaz diferite sortimente : gresii arhitecturale, crmizi pentru pavaj, clincherul de construcie, tuburi de canalizare glazurate.2.1.4. Lianii

Lianii sunt substane minerale sau organice, naturale sau artificiale care, n amestec cu apa leag ntr-un tot materialele de construcie aflate sub form de pulbere sau granule. Lianii se clasific dup natura lor i dup modul de ntrire i rezisten la contactul cu apa. Dup natura lor, lianii pot fi naturali (argila i pmnturile argiloase) i artificiali. Lianii artificiali pot fi, n funcie de modul de ntrire i rezisten la contactul cu apa: - nehidraulici (aerieni) :varul nehidraulic i ipsosul; - hidraulici (varul hidraulic i cimenturile). Din grupa lianilor nehidraulici fac parte: ipsosul de construcii, ipsosul de modelat, ipsosul alaunat i varul pentru construcii. n grupa lianilor artificiali hidraulici intr varurile hidraulice i diversele sortimente de ciment.

- 19 -

Cimentul se obine pe cale industrial din calcar i argil care, mpreun cu alte adaosuri se omogenizeaz i se arde la temperatura de 1400 1000 C pn la clincherizare, dup care se macin fin. Cimentul se utilizeaz la prepararea mortarelor i betoanelor. Principalele sortimente de cimenturi sunt: - cimentul Portland P400 i P500; - cimentul Portland cu ntrire rapid RIM 200 i RIM 300, cimentul alb; - cimentul Portland cu adaos de zgur de furnal PZ400 i PZ 500; - cimentul Portland cu adaos de trass(PT) sau cenu de termocentral (PC), cimentul metalurgic M400, cimentul de furnal F300 i F350. Apa trebuie s fie curat cu o concentraie normal de sruri, cu pH-ul cuprins ntre 4 i 10, fr resturi de celuloz, zahr sau alte produse organice.2.1.5. Mortare

Mortarele sunt amestecuri omogene din liant, nisip i ap, la care se mai pot aduga plastifiani, colorani, substane impermeabilizatoare, substane care regleaz priza. Mortarele se pot clasific dup mai multe criterii : domeniul de utilizare, natura liantului de baz, rezistena minim la compresiune, densitatea aparent, consisten. n funcie de domeniul de utilizare, mortarele se clasific n: - mortare de zidrie, folosite la legarea pietrelor de construcie ntre ele; - mortare de tencuial, care se aplic pe suprafeele elementelor d construcie i protejeaz i nfrumuseeaz construciile; - mortare speciale (fonoizolatoare, antiacide, impermeabile). Dup natura liantului de baz utilizat la prepararea lor, mortarele sunt: - mortare pe baz de var (mortarele de var simplu, mortarele de var-ciment, mortarele de var-ipsos); - mortare pe baz de ciment (mortarele de ciment, mortarele de ciment cu var, mortarele de ciment - argil); - mortare pe baz de ipsos (mortarele de ipsos, mortarele de ipsos-var). Rezistena minim la compresiune definete mrcile mortarelor, care se noteaz cu M urmat de valoarea mrcii (M4, M25, M50). n funcie de densitatea aparent, mortarele se clasific n: - mortare grele, cu densitatea aparent a > 1800 kg/ m; - mortare semigrele, cu a > 1500 .1800 kg/ m; - mortare uoare, cu a > 1000 .1500 kg/ m; - mortare foarte uoare, cu a < 1000 kg/ m. Dup consistena lor, mortarele pot fi fluide, plastice, vrtoase. Prepararea mortarelor se poate face manual, pentru lucrrile de volum redus i mecanizat, pentru lucrrile mai importante, care necesit un consum mare de mortar, folosindu-se malaxoarele de mortar sau betonierele cu amestec forat.2.1.6 Betoane

Betoanele se obin din liant, agregate (nisip, pietri sau piatr spart) i ap, servind la executarea unor pri de construcie precum: fundaii, ziduri, stlpi, grinzi, planee i a diverselor elemente prefabricate din beton simplu, beton armat sau beton precomprimat. Dup gradul de compactare, betonul poate fi: compact, semicompact, macroporos i celular.

- 20 -

Dup densitatea aparent betonul poate fi: foarte greu, greu, semigreu, uor i foarte uor. n funcie de gradul de ntrire, betonul poate fi: proaspt, n curs de ntrire i ntrit, cu urmtoarele mrci: B50, B75, B100, B150, B200, B250, B300, B400, B500, B600, B800. Dup solicitrile la care sunt supuse, betoanele pot fi: de rezisten, de uzur sau de umplutur. Dup modul de turnare betoanele pot fi turnate monolit i betoane prefabricate. Dup modul de armare betoanele sunt: simple, armate sau precomprimate. Anumite condiii speciale de exploatare au determinat apariia unor betoane speciale, precum: betoane refractare, betoane antiacide, betoane de protecie mpotriva radiaiilor, betoane cu polimeri. Dintre prefabricatele din beton destinate realizrii structurilor de rezisten, pot fi menionate: stlpi i grinzi, ferme i grinzi din beton armat precomprimat, panouri mari pentru perei i planee, scri, chesoane drepte i curbe. Din grupa elementelor de nchidere fac parte panourile din BCA armat pentru perei interiori i exteriori, fii din BCA armat pentru perei despritori. Din beton armat se fabric i o gam bogat de stlpi, iar pentru reelele de ap i canalizare, tuburi din beton precomprimat de diferite diametre.2.1.7. Produse din metal

Principalele metale folosite n construcii sunt: fonta, oelul, zincul, cuprul, plumbul i aluminiul. Fonta este un material care, pe lng fier, mai conine i alte elemente: carbon (ntre 3 i 4 %), siliciu, mangan, fosfor i sulf. Oelul se obine din font, prin arderea carbonului din aceasta. n oelul utilizat n construcii, coninutul n carbon este sub 0,3%. Oelul este un material elastic, maleabil, forjabil, ductil, care poate fi sudat, laminat i clit. Oelul se poate utiliza sub form de profile laminate (n structurile de rezisten i confecii metalice), sub form de bare rotunde (oel-beton, utilizat la armarea betoanelor) i sub form de table, evi i piese speciale (utilizate n instalaii tehnico-sanitare, de gaze, de ventilaie,etc).De asemeni, oelul este utilizat i la fabricarea de materiale utilizate n construcii: cuie, scoabe, nituri, electrozi de sudur, esturi din srm, etc. Zincul este un material neferos, utilizat la galvanizare, operaie care protejeaz oelul contra coroziunii. n industria vopselelor se utilizeaz diferii pigmeni pe baz de zinc : sulfura de zinc, oxidul de zinc, albul de zinc. Protejarea lemnului contra putrezirii se face cu ajutorul clorurii de zinc. De asemeni, zincul este utilizat la obinerea aliajelor de lipit i ca element de aliere la alame. Cuprul este un metal ductil i maleabil, bun conductor de cldur i electricitate, cu densitatea aprent a = 8900 kg/m . Prin alierea cuprului cu zincul se obine alama. Fiind rezistente la coroziune i avnd culoare i aspect frumos, cuprul i alama sunt folosite la finisaje.

- 21 -

Plumbul este un metal neferos cu densitatea aparent a = 11340 kg/m. Acesta se acoper cu o pelicul de oxid de plumb i n acest mod se autoprotejeaz mpotriva coroziunii. Plumbul este utilizat sub form de foi, la execuia ecranelor de protecie mpotrive razelor X i gamma, la execuia izolaiilor hidrofuge.De asemeni, plumbul se mai utilizeaz la fabricarea conductelor de ap potabil (plumb de presiune) i la racordarea la canalizare a unor obiecte sanitare (plumb de scurgere). Pentru protecia contra oxidrii a suprafeelor metalice se utilizeaz vopsele pe baz de miniu de plumb.Miniul de plumb este utilizat i la fabricarea de chituri rezistente la ape i uleiuri. Aluminiul este un metal alb-argintiu, bun conductor de energie i electricitate. n practic se utilizeaz aliajele de aluminiu sub form de table, bare profilate, evi, srme,nituri.2.1.8 Materiale termo i hidroizolante

La execuia construciilor, pentru aprarea mpotriva temperaturilor excesive, se execut izolaii termice la elementele de nchidere aflate n contact cu mediul exterior. Proprietile materialelor izolante sunt: porozitate mare, densitate aparent mic. Materialele termoizolatoare pot fi: - de natur organic vegetal (plcile fibrolemnoase PFL i PAL, pluta, stabilitul, stufitul i solomitul) ; - din polimeri sintetici (ampora, policlorura de vinil spumat PVC, polistirenul expandat i poliuretanul); - de natur anorganic (perlitul expandat, sticla spongioas, vata de sticl i vata mineral). La execuia hidroizolaiilor se utilizeaz urmtoarele materiale : - cartonul bitumat (carton asfaltat sau hrtie gudronat), fabricat din carton celulozic impregnat cu bitum, neacoperit sau acoperit pe ambele fee cu mastic bituminos); - pnza bitumat (asfaltat); - mpslitura de fibre de sticl bitumat, prezint avantajul c nu putrezete; - foliile de polietiletilen i de policlorur de vinil, care nu putrezesc, sunt impermeabile i au grosime i greutate redus; - bitumurile (substane naturale sau artificiale) sunt hidrofobe i se gsesc sub form de bitum natural de extracie, bitum industrial neparafinos; din bitumuri se pot reliza liani bitumunoi, ce pot fi folosii la rece, numii soluii, emulsii sau suspensii bituminoase.2.1.9 Produse din azbociment, sticl i polimeri sintetici

Din grupa prefabricatelor fac parte i produsele realizate din azbociment (amestec de fibre de azbest, ciment i ap) . n aceast grup de materiale sunt incluse plcile plane i ondulate de azbociment, tuburile de scurgere pentru canalizri i ventilaii i tuburile de presiune pentru execuia reelelor de alimentare cu ap. Sticla este un material cu larg utilizare n construcii, datorit urmtoarelor caliti: transparena, rezisten la aciunea substanelor chimice, rezisten la aciunea agenilor atmosferici, rezisten mecanic mare.- 22 -

Pentru ferestre i luminatoare se utilizeaz o gam larg de tipuri de geamuri: geamul tras, riglat, armat, ornament, termoabsorbant, lefuit, securit, termopan. Sticla este utilizat i la realizarea pereilor i planeelor, caz n care se utilizeaz pavelele rotalit (fig.2.14), dale de sticl tip Nevada (fig.2.15), profilit (fig. 2.16).

Fig. 2.14. Pavele rotalit

Fig.2.15.Dale de sticl Nevada pentru perei: a- cu dou fee curbe; b- cu o fa curb.

Fig.2.16. Profilit a-aspect general; b-variante de mbinare - 23 -

Din sticl se fabric i materiale termoizolatoare ca: sticla spongioas i vata de sticl. Produsele din polimeri sintetici se folosesc pentru realizarea nvelitorilor (plci ondulate,fabricate din metacrilat de metil; plci ondulate i cupoletele din poliesteri armai cu fibre de sticl; foliile de policlorur de vinil plastifiat; foliile de polietilen). Pentru pardoseli se folosesc covoare din policlorur de vinil cu grosime de pn la 3 mm, plci de pardoseal din PVC, cu dimensiuni de 20x20 sau 50x50 cm. Pe baz de polimeri sintetici se fabric i adezivii, lacurile i vopselele.Test de evaluare 1. ntocmii un eseu de pagini din care s rezulte importana adposturilor n creterea animalelor i n ce const contribuia disciplinei la formarea inginerului zootehnist. 2. Enumerai principalele materiale utilizate n construcii. 3. Care sunt principalele proprieti fizico-mecanice ale lemnului? 4. Dulapii au grosimea cuprins ntre: a) 40 mm b) 40-100mm c) 100-300mm. 5. Rocile filoniene fac parte din grupa rocilor: a) sedimentare b) magmatice c) metamorfice 6. Nisipul ca produs de balastier are granule cu diametrul cuprins ntre: a) 7,1-71 mm b) 71-160 mm c) 0-7,1mm 7. Care sunt principalele sortimente de piatr spart? 8. Care sunt principalele tipuri de crmizi? 9. Care sunt principalele proprieti ale argilelor? 10. Ipsosul de construcii face parte din categoria lianilor minerali : a)naturali b)artificiali 11. Efectuai o clasificare a mortarelor dup domeniul de utilizare. 12.Betonul celular autoclavizat are densitatea aparent cuprins ntre: a) 1000-1200kg/m b) 400- 900 kg/m c) 1500-2000kg/m 13.Coninutul de carbon n componena oelului este de: a) 3% b) sub 0,3% c) 4%. 14.Polistirenul expandat face parte din gama materialelor termoizolatoare: a) de natur organic vegetal b) din polimeri sintetici c) de natur anorganic 15.Enumerai principalele materiale folosite la hidroizolaii. 16.Artai care sunt domeniile de folosire a sticlei n construcii. 17.Indicai principalele produse din azbociment. 18.Care sunt principalele materiale din polimeri sintetici utilizate pentru nvelitorile acoperiurilor? Not 1. Soluionarea problemelor se face pe coli A4 2. Pentru fiecare problem se acord 0,5 puncte 3. Punctaj oficiu 1.00 punct 4. Punctaj total 10.00 puncte- 24 -

CAPITOLUL 3

Noiuni de rezistena materialelor i dimensionarea elementelor de construcii

3.1. Clasificare. Elemente componente ale structurilor de rezistenElementele componenete ale structurilor de rezisten au forme i dimensiuni diferite. Orice element de structur se definete geometric prin dou dimensiuni pentru seciunea transversal i una pentru lungime. n funcie de raportul ntre aceste dimensiuni se disting elemente de structur sub form de bare, plci i de blocuri. Bara are lungimea mult mai mare dect cele dou dimensiuni ale seciunii transversale i se caracterizeaz prin axa i seciunile transversale (fig3.1).

Fig.3.1. Elemente lineare de rezisten (bare)

n funcie de destinaia pe care o pot avea barele drepte se numesc stlpi , barele drepte orizontale sau nclinate poart denumirea de grinzi, iar barele drepte ntinse sunt numite tirani. Placa este elementul la care una dintre dimensiuni (grosimea) este mult mai mic n raport cu celelalte dou (fig.3.2). Placa este definit prin suprafaa ei median i seciunea transversal pe unitatea de lungime. Plcile pot fi sub form de dale, cnd ncrcarea este normal pe suprafaa median i sub form de perei, aibe sau diafragme, cnd sunt ncrcate n planul lor.

- 25 -

Fig.3.2. Elemente plane de rezisten(plci): a- elementele caracteristice ale unei plci; b- plci plane; c- plci curbe; d- tipuri de seciuni transversale prin plci; e- membran

Blocul, ca element de structur are toate cele trei dimensiuni apropiate ca ordini de mrime (fig.3.3).

Fig. 3.3. Element masiv de rezisten

(bloc).

3.2. Tipuri de structuri de rezistenStructurile formate din bare pot fi: grinzi pe dou reazeme (fig.3.4,a); grinzi cu console (fig3.4,b); grinzi continue (fig.3.4,c); grinzi sub form de reea (fig.3.4,d); grinzi cu zbrele (fig.3.4,e). Structurile formate din fire pot fi sisteme plane sau spaiale (fig.3.5,a,b). Structurile formate din plci plane pot fi: - sub form de suprafee prismatice (fig.3.6,a); - sub form de diafragme (fig.3.6,b); - sub form de planee (fig.3.6,c). Structurile formate din plci curbe (fig.3.7,a,b) reprezint un ansamblu ntre plcile curbe i alte elemente de rezisten (precum arcele i inelele). Structurile formate din membrane se utilizeaz n combinaie cu cablurile sau prin susinere, datorit presiunii interioare (fig.3.8,a,b). -

- 26 -

Fig.3.4. Structuri formate din bare: a- grind simplu rezemat; b- grind cu consol; c- grind continu; d- reea de grinzi; grind cu zbrele; f- cadru cu bare drepte; g- arc; h- cadru cu bare curbe.

- 27 -

Fig.3.5. Structuri formate din fire: a-sisteme plane; b- sistem spaial.

Fig.3.6. Structuri formate din plci plane: a- suprafee prismatice; b- diafragme cu goluri; c- planeu.

Fig.3.7. Structuri formate din plci curbe: a-plac curb rezemat pe arce cu tirani; b- plac curb rezemat pe inel.

Fig.3.8.Structuri formate din membrane: a- n asociere cu cabluri; b- structur pneumatic.

3.3. Aciuni n construcii3.3.1. Definiie. Clasificare. Grupare

Aciunea este o cauz capabil de a da natere ntr-o construcie strilor de solicitare mecanic. Dup modul de aplicare, aciunile pot fi: - directe (fig.3.9,a); - indirecte (fig.3.9,b).

- 28 -

Fig.3.9. Clasificarea aciunilor dup modul de aplicare asupra structurii: a- aciuni directe; b- aciuni indirecte.

Fig.3.10. Clasificarea ncrcrilor dup mrimea suprafeei pe care se aplic: a- ncrcri concentrate; b- ncrcri distribuite.

-

Dup mrimea suprafeei pe care se aplic, aciunile sunt: concentrate (fig.3.10,a); distribuite (fig.3.10,b). Dup variaia n timp, aciunile se clasific n: statice (fig.3.11,a); ciclice (fig.3.11,b); dinamice (fig.3.11,c).

Fig.3.11. Clasificarea aciunilor dup variaia n timp: a- ncrcri statice; b- ncrcri ciclice; c- ncrcri dinamice.

- 29 -

-

-

Dup frecvena cu care sunt ntlnite, aciunile sunt: permanente temporare excepionale. n calculul elementelor i structurilor de construcii este necesar a se lua n consideraie unele combinaii defavorabile ale diferitelor ncrcri. Aciunile se mpart n dou categorii principale: grupri fundamentale (ncrcri permanente, cvasipermanente i variabile ); grupri speciale (ncrcri permanente, cvasipermanente, variabile i excepionale).3.3.2. Fore exterioare, interioare, solicitri

ntre structur i baza de sprijinire precum i ntre elementele componente ale unei structuri, intervin legturi (rezemri). Rezemrile pot fi: reazem simplu, articulaie i ncastrare. Reazemul simplu (mobil) este legtura care mpiedic posibilitatea de deplasare dup direcia perpendicular pe planul de rezemare (fig.3.12,a). Reaciunea care ia natere ntr-un reazem simplu are cunoscute punctul de aplicaie i direcia, iar ca necunoscut mrimea forei de reaciune. Articulaia (reazemul fix) este o legtur care mpiedic deplasarea dup orice direcie, lsnd liber rotirea n jurul punctului teoretic de articulaie (fig.3.12,b). Reaciunea este o for care trece prin punctul de articulaie, care are direcia i mrimea necunoscute. ncastrarea este legtura care mpiedic att orice deplasare, ct i orice rotire (fig.3.12,c).

Fig. 3.12. Tipuri de legturi: a-reazem simplu(reazem mobil); b-articulaie(reazem fix); c-ncastrare.

Reaciunea dintr-o ncastrare are punctul de aplicaie, direcia i valoarea necunoscute. Forele de legtur se pun n eviden prin suprimarea legturilor i nlocuirea cu reaciunile corespunztoare fiecrui tip de rezemare. Efortul ntr-o seciune este reaciunea pe care o opune corpul n acea seciune tendinei de deformare dat de forele exterioare. Se definete ca efort global ntr-o seciune, totalitatea forelor de legtur intermolecular din seciunea respectiv, care se opun aciunii sarcinilor exterioare.

- 30 -

Eforturile pe faa din stnga vor fi, conform principiului aciunii i reaciunii, egale i de sens contrar, cu cele de pe faa din dreapta seciunii (fig. 3.13).

Fig. 3.13

Denumirile eforturilor sunt date de efectele pe care le produc n structura pe care se aplic. Componenta dup tangent la axa barei, N, se numete for axial i produce ntinderea sau compresiunea n bar. Componenta normal pe axa barei, T, se denumete for tietoare. Momentul M, deoarece produce o ncovoiere, poart numele de moment ncovoietor.3.3.3. Eforturi unitare

Mrimea care caracterizeaz intensitatea repartiiei eforturilor pe unitate de suprafa a seciunii, se numete efort unitar. Pentru definirea efortului unitar se consider pe suprafaa secionat, un element de suparafa dA cu normala n (fig.3.14).

Fig.3.14.

Rezultanta forelor de legtur distribuite pe elementul de suprafa este o for elementar dP, care are o anumit nclinare fa de normala n. ntr-un punct oarecare al seciunii se definete ca efort unitar total raportul dP p= . dA Elementele de construcie, sub aciunea eforturilor globale, sufer deformaii n seciuni (fig.3.15). Modificarea lungimii segmentelor drepte se numete deformaie linear, iar modificarea unghiurilor drepte, deformaie unghiular.

- 31 -

Fig.3.15.

l l Coeficientul , care face legtura dintre deformaia specific transversal i deformaia specific linear, se numete coeficient de deformaie transversal, sau coeficientul lui Poisson . Deformaia linear se definete prin raportul =

3.3.4. Legtura dintre eforturile unitare i deformaiile specifice. Legea lui Hooke

Legtura dintre eforturi i deformaiile specifice se stabilete pe cale experimental i reprezint aspectul fizic al problemelor rezistenei materiale. Analiznd figura 3.16, se observ c pentru oel apar o serie de puncte caracteristice la solicitarea de ntindere : - punctul A, pn la care curba este aproximativ dreapt, marcnd o proporinalitate aproape perfect ntre eforturile unitare i deformaiile specifice, numit limit de proporionalitate; - punctul B, care marcheaz limita de elasticitate, pn la care materialul se comport perfect elastic; - punctul C, care marcheaz limita de curgere a materialului i care este nceputul unui interval C D n care are loc o reorientare a cristalelor materialului pe direcia solicitrii (palierul de curgere) i n care deformaiile cresc foarte mult fr ca efortul s mai creasc; - dup punctul D, care marcheaz reconsolidarea materialului, urmeaz o zon D E n care cresc att eforturile, ct i deformaiile;

Fig.3.16. Curbe caracteristice pentru cteva materiale de construcii: a-oel; b-aluminiu; c-font; d-font. - 32 -

-

puncul E, n care se atinge efortul unitar maxim; punctul F, n care se produce ruperea.

Pn la limita de proporionalitate, relaia dintre eforturile unitare i deformaiile liniare specifice este legea lui Hooke. =E, unde E este modulul de elasticitate al materialului, n daN/cm. Pentru deformaiile transversale relaia este: = G , G, reprezentnd modulul de elasticitate transversal, exprimat n daN/cm. ntre G i E exist relai de izotropie: E G= 2(1 + ) Dup forma curbei caracteristice, materialele se pot ncadra n materiale care respect legea lui Hooke (oelul, aluminiul, lemnul) i materiale care nu ascult de legea lui Hooke (betonul). Dup modul de comportare la rupere la solicitarea de ntindere, materialele pot fi: plastice (oelul,aluminiul) i casante (fonta). Dup modul de comportare la ntindere i compresiune, materialele se pot comporta a asemntor (oelul moale) i materiale care rezist mai puin la ntindere dect la compresiune (betonul).3.3.5.Criterii pentru dimensionarea elementelor de construcii. Metode de calcul

Elementele de construcie care suport sarcini trebuie dimensionate n aa fel nct s asigure cldirilor o exploatare normal. Criteriile de dimensionare a elementelor de construcie sunt: - criteriul de rezisten, care impune condiia ca elementul s nu cedeze sub sarcini; - criteriul de deformabilitate, care exprim condiia ca elementul s nu sufere deformaii, fa de poziia sa iniial, peste anumite limite. Criteriul de rezisten trebuie ndeplinit de fiecare element de construcie, n timp ce criteriul de deformabilitate se aplic doar la elemetele la care se impune limitarea deplasrii sub sarcini. Dimensiunile pentru seciunea transversal rezultate din aplicarea celor dou criterii sunt diferite; pentru confecionarea barei se aleg cele mai mari dimensiuni. La efectuarea calculelor de rezisten se pot aplica diferite metode (metoda rezistenelor admisibile, metoda de calcul la rupere, metoda strilor limit). Metoda rezistenelor admisibile consider c elementul de construcie rezist n totalitatea sa dac n punctul cel mai solicitat efortul unitar nu depete o anumit limit acceptabil (rezistena admisibil). Rezistena admisibil difer n funcie de material i de natura efortului unitar i se determin mprind o anumit valoare caracteristic din curba materialului printr-un coeficient unic de siguran. n cazul solicitrii de ntindere pentru un material plastic, cum este oelul, rezistena admisibil a se obine prin mprirea limitei de curgere c la un c coeficient de siguran Cc: a = Cc n cazul oelului OL 37 c = 2400 daN/cm i Cc = 1,60 , deci:

- 33 -

2400 = 1500daN / cm 2 1,60 Pentru materialele casante, a se obine considerndu-se rezistena la rupere r (a = r / Cr). n metoda de calcul la rupere i metoda strilor limit, limita de solicitare este considerat chiar momentul distrugerii elementului de construcie. Pentru eliminarea riscurilor unor accidente datorate diferiilor factori (condiii speciale de lucru, neomogenitatea materialului, creterea valorilor sarcinilor peste valorile normale) se adopt coeficieni de siguran diferii.

a =

Test de evaluare1. Partea unei cldiri aflat: -sub cota 0,00 se numete . -peste cota 0,00 se numete . 2. Precizai care sunt dimensiunile prin care se caracterizeaz fiecare element al structurii de rezisten. 3. ntocmii o clasificare a structurilor de rezisten ale construciilor. 4. Ce denumire poart o bar la care dimensiunile seciunii transversale sunt foarte mici n raport cu lungimea acesteia? 5. Indicai prin sgei modul de clasificare a aciunilor: I dup modul de aplicare statice ciclice dinamice directe indirecte permanente temporare excepionale concentrate distribuite

II dup mrimea suprafeei pe care se aplic

III dup variaia n timp IV dup frecvena cu care sunt ntlnite

6.Precizai care sunt gruprile de aciuni care se iau n calculul elementelor i structurilor de construcii. 7.Care sunt sunt legturile care intervin ntre elementele componente ale unei structuri? 8.Ce se nelege prin efort unitar i care sunt principalele eforturi ntr-o seciune? 9.Cum se clasific materialele dup modul de comportare la rupere? 10.Artai care sunt criteriile dup care se face dimensionarea elementelor de construcie.

Not 1.Soluionarea problemelor se face pe coli A4 2.Pentru fiecare problem se acord 1.00 punct 3Punctaj total 10.00 puncte- 34 -

CAPITOLUL 4

Elemente de construc]ie la o cl\dire

4.1. Definirea i clasificarea construciilor Criteriile de clasificare utilizate n construcii sunt: destinaia, calitatea, structura de rezisten, gradul de rezisten la foc. Dup destinaie, construciile se mpart n cldiri i construcii inginereti. Cldirile sunt construciile care delimiteaz un spaiu nchis, executate, de regul, la suprafaa terenului, pentru adpostirea oamenilor i animalelor, i a diferitelor activiti de producie, social-culturale, de depozitare, etc. Exist diferite tipuri de cldiri: - cldiri civile ( cldiri de locuit, publice i administrative, social-culturale); - cldiri industriale (cldiri de producie ateliere, uzine, i cldiri pentru deservirea produciei magazii, rezervoare, silozuri); - cldiri agrozootehnice (adposturi pentru animale, construcii legumicole, cldiri pentru adpostirea inventarului agricol). Construciile inginereti includ toate celelalte tipuri de construcii care nu sunt cuprinse n categoria cldirilor: ci de comunicaii, lucrri de art pe ci de comunicaii, construcii hidrotehnice,turnuri de televiziune, linii de transport al energiei electrice, conducte de gaze, etc. Clasificarea dup criteriul de calitate este determinat de durabilitatea i gradul de rezisten a principalelor elemente de construcie i de cerinele de exploatare referitoare la normele de suprafa, gradul de confort, etc.Dup acest criteriu cldirile i construciile inginereti se mpart dup trei clase de calitate dup cum satisfac cerine ridicate, medii sau obinuite. Dup structura de rezisten construciile sunt alctuite din: - structuri cu perei portani, realizai din lemn, zidrii diverse, beton armat, diafragme, sau beton prefabricat; - structuri cu schelet portant (cadre), realizat din beton armat monolit sau prefabricat sau schelet metalic; - structuri cu alctuire mixt, realizate din cadre i diafragme; - structuri speciale (cu arce, plci curbe, subiri, cu acoperiul suspendat pe cabluri).

4.2. Alctuirea general a unei cldiriElementele de construcie ale unei cldiri figura 4.1. pot fi grupate n: - elemente de rezisten - elemente de nchidere i compartimentare - elemente sau lucrri de finisaj - instalaii. Elementele de rezisten asigur rezistena, rigiditatea i stabilitatea, formnd structura de rezisten a cldirii, fiind alctuit din: fundaii, perei portani, stlpi, grinzi, planee, arpanta acoperiului, scri, planuri nclinate. Elementele de nchidere i compartimentare pot fi verticale (pereii) sau orizontale (planeele, acoperiurile).- 35 -

Elementele de finisaj apr cldirea contra aciunilor agresive i i dau forma i aspectul final.Din aceast categorie fac parte pardoselile, tmolria, tencuielile, zugrvelile, vopsitoriile, placajele. Instalaiile sunt reprezentate de reeaua interioar de alimentare cu ap i canalizare, de alimentare cu nergie electric, de nclzire, ventilaie. Partea unei cldiri aflat sub cota 0,00 poart denumirea de infrastructur (cuprinde fundaiile), iar partea care se afl deasupra cotei 0,00 se numete suprastructur (cuprinde toate celelalte elemente ale cldirii).

Fig.4.1. Alctuirea general a unei cldiri a-perspectiv; b-seciune transversal; 1-stlp prefabricat;2-grind prefabricat din beton armat realizat cu consol; 3-pan prefabricat; 4- zid exterior; 5-nvelitoare din azbociment ondulat; 6-termoizolaie; 7- barier de vapori; 8- strat suport al termoizolaiei, realizat din azbociment ondulat; 9-coam din tabl zincat; 10- parapei din elemente prefabricate din beton armat; 11- pardoseal n zona de odihn; 12-pardoseal n zona de circulaie; 13- fundaie; 14- trotuar.

4.3. Modularea i tipizarea construciilorTipizarea sistemelor constructive creeaz condiiile executrii n uniti centralizate a elementelor prefabricate i a industrializrii execuiei acestora. Pentru a putea fi aplicate o perioad ct mai lung de timp structurile proiectelor tip sau refolosibile trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: - s corespund unor eventuale modificri ale tehnologiilor de producie, prevzut pentru specia stabilit iniial; - s aib posibiliti de folosin multipl, construcia putnd fi uor adaptat s adposteasc diverse specii de animale i chiar pentru diferite funciuni necesare (administraie, depozit).

- 36 -

S-au proiectat cldiri cu folosin multipl cu o singur deshidere, avnd acoperiul din elemente de beton armat, beton precomprimat i lemn. S-au proiectat variante de construcii cu deschideri de la 6 la 15 metri (cu modulul de 3m) i nlimi de la 2,40 la 3,60 m (cu modulul de 0,40m).

4.4.Terenul de fundareTerenul de fundare este partea scoarei terestre supus influenei ncrcrilor date de construcii, transmise prin intermediul fundaiilor. Structurile care alctuiesc terenulde fundare pot fi alctuite din roci compacte (stncoase sau semistncoase) sau din roci dezagregate (pmnturile). Rocile compacte sunt roci masive sau cimentate cu rezistene mari la compresiune. Rocile dezagregate sunt alctuite din fragmente din roci minerale, rezultate din dezagregarea rocilor stncoase, sub aciunea agenilor fizici, sau datorit alterrii pe cale chimic. Geotehnica definete pmnturile ca fiind alctuite din mai multe faze: - faza solid, (particulele solide care formeaz sheletul mineral); - faza lichid, (apa din golurile rmase ntre particule); - faza gazoas, (aerul i gazele din pori). Raportul dintre cele trei faze se poate modifica datorit ncrcrilor transmise de construcii, straturilor de pmnt de deasupra, variaiilor de temperatur.

4.5. FundaiileFundaia este elementul de construcie, care se afl n contact direct cu terenul bun de fundare i transmite acestuia toate ncrcrile care acioneaz construcia. Pentru stabilirea tipului de fundaie i a modului de fundare, sunt necesare determinri pentru cunoaterea caracteristicilor, identificrii i clasificrii pmnturilor (granulozitate, compoziie mineralogic, plasticitate, permeabilitate), precum i a proprietilor mecanice ale acestora. Rezolvarea problemei deformaiilor necesar determinrii tasrii fundaiei impune cunoaterea compresibilitii pmntului, iar rezolvarea problemelor de capacitate portant necesar determinrii siguranei pe care presiunea pe talpa fundaiei o ofer fa de pericolul de pierdere a stabilitii fundaiei, impune cunoaterea rezistenei la forfecare a terenului. n acest scop sunt necesare determinri cu mijloace adecvate, efectuate n laborator i pe teren.

4.5.1.Clasificarea fundaiilorDup adncimea de fundare sunt: fundaii de suprafa, sau fundaii directe; fundaii de adncime sau indirecte (fundaii pe piloi, chesoane, puuri, coloane). Dup modul de execuie fa de nivelul apelor subterane sunt: fundaii executate deasupra nivelului apei freatice (n uscat), fundaii executate sub nivelul apei freatice (n ap). Dup materialele folosite se deosebesc: fundaii rigide (din piatr natural, crmid, beton simplu sau ciclopian); fundaii elastice (din beton armat).- 37 -

-

Dup forma lor n plan fundaiile pot fi: fundaii izolate; fundaii continue sub ziduri sau sub stlpi (tlpi continue); fundaii cu reele de grinzi (tlpi ncruciate); fundaii pe radier general plac continu, sau plac cu grinzi. Dup tehnologia de execuie, se pot deosebi: fundaii executate la faa locului, direct n groapa de fundaie; fundaii prefabricate.

4.5.2. Alegerea tipului de fundaieSe face pe baza unei analize tehnico-economice a structurii de rezistena n ansamblu. Tipul de fundaie, adncimile de fundare, presiunile pe teren, materialele pentru fundaii se vor alege innd cont de: - condiiile climatice; - condiiile de stabilitate generala a amplasamentului; - adncimile, natura, grosimile si caracteristicile fizico-mecanice si chimice ale straturilor de pmnt de sub talpa fundaiei, determinate cu ajutorul studiilor geotehnice; - condiiile hidrogeologice (ape subterane i de suprafa; - gradul de importan al cldirii; - seismicitatea regiunii; - caracteristicile structurii de rezisten a construciei; - mrimea i uniformitatea n plan a ncrcrilor transmise de construcie; - particularitile funcionale ale construciei;

4.5.3. Materiale utilizate la executarea fundaiilorFundaiile se execut n mod obinuit din: beton simplu, beton ciclopian, beton armat i piatr natural. Betonul simplu este materialul de construcie folosit pentru executarea fundaiilor de mrci : B50, B100, iar pentru betoanele de egalizare, B25. La construciile provizorii blocul de fundaie i soclul se execut din beton B50. Pentru construciile definitive se utilizeaz betonul B50 n blocul de fundaie, iar pentru socluri, beton B100. La executarea betoanelor obinuite, n fundaii se folosete ciment P400 sau M400, care este rezistent la aciunea apelor agresive. La fundaiile care rmn n permanen n mediul umed se folosete ciment cu tras.Dozajul de ciment este de 280.350 kg ciment /m beton. Betonul ciclopian se obine prin nglobarea n beton n proporie de pn la 30% a bolovanilor de ru, pietrei brute. Betoanele ciclopiene conduc la reducerea consumului de ciment i a costului. Betonul armat se folosete n special la fundaiile, cldirilor, avnd structura de rezisten cu schelet din beton armat i metalic, precum i la fundaiile cldirilor, amplasate n pmnturi neomogene. Se utillizeaz betoane de marc B150 pentru tlpi de fundaii, socluri, fundaii pahar, cuzinei, radiere, reele de grinzi. La fundaiile supuse solicitrilor importante se folosete betonul B200. Pentru armtur se utilizeaz oel-beton OB37, PC52 sau plase sudate din STNB sau STPB.- 38 -

Zidria de piatr natural brut se folosete n fundaii atunci cnd piatra se poate procura pe plan local pentru construcii cu regim de nlime pn la P+2 etaje.

4.5.4. Stabilirea cotei de fundareStabilirea cotei de fundare se face inndu-se seama de: cota minim de nghe Hi, care are valori cuprinse ntre 6070 cm (minime) i 1,101,15 m (maxime); pentru talpa de fundaie cota minim de fundare se stabilete cu 1020 cm sub adncimea minim de nghe; cota fundaiilor vecine; cota apelor freatice; caracteristicile geotehnice; cota minim constructiv de fundare H.

4.5.5. Fundaii directeFundaiile directe pot fi: rigide, (continue sau izolate), executate din piatr natural, beton simplu sau beton ciclopian; lucreaz n bune condiii numai la solicitri de compresiune (fig.4.2);

Fig.4.2.Fundaie rigid sub ziduri: 1-bloc de fundaie; 2-soclu; 3-perete; 4-hidroizolaie; 5-pardoseal; 6-strat filtrant; 7-umplutur; 8-teren natural; 9-trotuar.

-

elastice, (continue sau izolate), executate din beton armat; au comportare bun, att la compresiune ct i la ncovoiere (fig 4.3).

Fig. 4.3. - 39 -

Fig. 4.3.Fundaii directe rigide sub ziduri: a-din piatr compactat (brut); b- din zidrie de piatr; c- din beton ciclopian; d- din beton de ciment cu cenu de termocentral; 1- bloc de fundaie; 2- soclu; 3hidroizolaie; 4- zid;

Fundaiile continue de beton simplu sub ziduri pot fi (dup forma seciunii transversale) dreptunghiulare, cu evazri i n trepte. Fundaiile cu seciune dreptunghiular sunt cele mai utilizate i se execut atunci cnd limea tlpii de fundaie nu depete 1m. Limea blocului de fundaie trebuie s fie mai mare dect a zidului sau soclului cu 510 cm de fiecare parte. Fundaiile cu evazri se folosesc atunci cnd limea tlpii fundaiei este mai mare dect limea zidului cu 2535 cm de fiecare parte a acestuia. Fundaiile n trepte se folosesc cnd talpa fundaiei este mai lat cu 3540cm de fiecare parte a zidului.Treptele trebuie s aib nlimea de cel puin 40cm. Fundaiile continue de beton armat sub ziduri se utilizeaz atunci cnd fundaia este solicitat de ncrcri importante, iar terenul de fundare are o rezisten normat mic sau este neuniform. La limi mici fundaiile continue elastice sub ziduri se prevd cu seciune dreptunghiular, iar la limi mai mari se proiecteaz fundaii continue elastice cu pante sau teite, sau sub form de grind. Fundaia se toarn pe un strat de beton de egalizare B25 de 510 cm grosime. La aceste fundaii se utilizeaz betonul B100 sau B150. Talpa fundaiei s armeaz la partea inferioar cu armtur de rezisten, alctuit din bare drepte din oel-beton, cu diametrul minim de 10mm, aezate la 10-25 cm, dispuse transversal i cu armtur de repartiie prevzut n sens longitudinal, alctuit din 6/25 cm. Fundaiile cu descrcri pe reazeme izolate se utilizeaz atunci cnd se urmrete reducerea volumului de spturi i cnd terenul bun de fundare se gsete la dncime relativ mare, sau cnd zidurile transmit la fundaii ncrcri mici; nu sunt indicate, ns n cazul treenurilor cu tasri inegale i n zonele cu seismicitate mare (grad seismic 7, 8 i 9). Aceste tipuri de fundaii sunt alctuite din blocuri de fundaie (reazeme izolate) i elemente de descrcare continu i se realizeaz din beton armat monolit marca minim B150 sau prefabricate, n cazul construciilor cu perei dispui regulat n plan (fig 4.4).

- 40 -

Fig.4.4. Fundaie cu descrcri pe reazeme izolate, amplasat sub ziduri: a-grinzi drepte; b- cu grinzi cu vute; 1-reazeme izolate; 2- grind de descrcare; 3-zid; 4- beton de egalizare;5- pietri; 6- izolaie hidrofug; 7- trotuar; 8- umplutur; 9- dop de bitum; 10- placa suport a pardoselii; 11- nisip

Fundaiile sub ziduri despritoare se realizeaz direct de ctre placa suport a pardoselii parterului sau subsolului i se execut numai sub ziduri despritoare neportante, de cel mult 15 cm grosime i de nlimea unui nivel. Fundaiile sub stlpi pot fi izolate rigide (fig.4.5) sau izolate elastice (fig.4.6).La stlpii prefabricai se folosesc fundaii tip pahar care pot fi i ele prefabricate (fig.4.7). Fundaiile sub stlpi pot fi i continue (fig.4.8).

Fig. 4.5. Fundaii rigide izolate, sub stlpi: a-sub stlp de beton armat; b- sub stlp din lemn; c- sub stlpi metalici; 1-bloc de fundaie; 2- cuzinet; 3- stlp din beton armat; 4- talp din lemn tare; 5- stlp din lemn; 6- plac metalic de baz; 7- buloane de ancoraj; 8- stlp metalic. - 41 -

Fig.4.6. Fundaie elastic izolat(sub stlpi): a- de form prismatic; b- de form prismatic avnd faa superioar teit; 1- fundaie; 2- stlp; 3- beton de egalizare. Fig.4.7. Fundaie elastic, izolat, de tip pahar: a-aciune vertical; b- plan; 1peretele paharului; 2- stlp; 3beton de monolitizare; 4- beton de egalizare.

Fig.4.8. Fundaii elastice, continue, sub iruri de stlpi: a- rectilinie; b- poligonal.

Cele izolate sunt de dou tipuri: fundaii cu bloc de beton simplu i cuzinet de beton armat; fundaii cu talp din beton armat. Fundaiile cu bloc de beton simplu i cuzinet de beton armat sunt alctuite dintr-un bloc de beton simplu, pe care reazm stlpul de beton armat, prin intermediul unui cuzinet . Blocul se execut din beton simplu marca B50, iar dac cuzinetul se ancoreaz n bloc, acesta se execut din beton B100. Fundaiile cu tlpi din beton armat se execut fie de form prismatic (fig.4.6,a) cnd suprafaa bazei este cel mult egal cu 1m, fie ca prism cu faa superioar teit (fig.4.6,b), cnd suprafaa tlpii este mai mare de 1m.

- 42 -

Fundaiile continue sub stlpi se execut n situaia n care din cauza naturii terenului i a ncrcrilor importante, suprafeele fundaiilor izolate devin foarte mari.n acest caz se adopt soluia de a uni fundaiile unor iruri de stlpi dup o direcie, realiznd astfel fundaii continue (fig.4.8).

4.5.6. Fundaii indirecte (de adncime)Fundarea indirect se folosete n cazul n care, terenul bun de fundare se gsete la adncime mare. Fundaii pe piloi Piloii sunt elementele structurale de fundare n adncime, caracterizate printr-un raport mare ntre lungimea l i latura (sau diametrul) d. Dup modul n care piloii transmit ncrcrile din construcie la teren se deosebesc dou categorii: - piloi purttori pe vrf,care strpung straturile neconsistente i se nfig n stratul consistent pe o adncime de cca 1,00m (fig.4.9,a). - piloi flotani, care transmit ncrcrile din construcie prin frecare ntre suprafaa lateral a pilotului i terenul nconjurtor (fig.4.9,b).

Fig.4.9.Piloi: a- purttori la vrf; b- flotani; c- care lucreaz la smulgere:

Dup materialul din care se confecioneaz, piloii sunt: din lemn, metalici i din beton armat. Dup modul de execuie i nfigere n pmnt, piloii pot fi prefabricai sau executai direct n oper. Fundaii pe chesoane Chesoanele sunt elemente care ptrund n teren prin sparea i evacuarea pmntului de sub ele, pe msur ce elementul nainteaz. Fundaiile pe chesoane pot fi pe chesoane deshise sau pe chesoane cu aer comprimat. Fundaiile pe chesoane deschise Chesonul este o construcie din lemn, metal, beton sau beton armat sub forma de cutie.El are numai perei laterali i anumite diafragme interioare orizontale de rigidizare.Forma n plan este de obicei dreptunghiular, circular, ptrat, eliptic (fig.4.10). Pentru a uura ptrunderea chesonului n teren, partea inferioar a pereilor este prevzut cu un cuit din profiluri de oel laminat.Sparea pmntului din interiorul chesonului se face manual sau folosind mijloace mecanice ca graifere, dragi cu lan, jet de ap sub presiune. Fundaiile pe chesoane deschise se folosesc de obicei n terenuri imbibate cu ap sau sub ap, cnd adncimea de fundare nu este prea mare.- 43 -

Fig.4.10.Forma n plan a chesoanelor deschise.

Fundaiile pe chesoane cu aer comprimat se utilizeaz cnd terenul bun de fundare se gseste la o adncime mare fa de nivelul apei sau cnd n teren se gsesc obstacole.Chesonul se execut n mod frecvent din beton armat i mai rar din metal. O instalaie de lucru (fig.4.11) n cheson cu aer comprimat cuprinde urmtoarele pri principale: chesonul propriu-zis, masivul de zidrie i instalaia de exploatare. Chesonul are forma unei cutii cu partea superioar nchis, iar cea inferioar, deschis.

Fig.4.11. Cheson cu aer comprimat: 1- cheson; 2- co de evacuare; 3-campan; 4- camer de lucru; 5- cmuial; 6- masivul de zidrie al fundaiei.

Adncimea maxim pn la care se poate ajunge cu acest tip de fundaie este de cca 35 m.Dup ce s-a ajuns la adncimea de fundare se betoneaz cutia chesonului i pe msur ce se extrag treptat instalaiile din co, se betoneaz i acesta. Instalaia este greu de exploatat i devine neeconomic; se folosete numai n cazuri speciale. Fundaii pe coloane Coloanele sunt elemente structurale de fundare de form tubular, din beton armat sau metal, introduse n teren prin vibrare, respectiv forare i umplute apoi cu beton armat.- 44 -

Coloanele pot fi nfipte pn la o adncime de cca 40 m; pe msura nfigerii, coloanele se nndesc cu ajutorul unor flane bulonate, sau al sudurii.Dup atingerea cotei de fundare se umplu cu armtur i beton. mbuntirea terenurilor de fundare se poate face prin compactare sau prin transformarea artificial a structurii acesteia. Compactarea terenurilor poate fi de suprafa sau de adncime. Compactarea de suprafa se execut cnd grosimea stratului compresibil aflat sub talpa fundaiei, este de 26 m. Compactarea de adncime se execut cnd grosimea stratului compresibil aflat sub talpa fundaiei este mai mare de 7.8 m. Pentru pmnturile loessoide se folosesc procedeele: coloane de pmnt sau preumezirea terenului. Transformarea artificial a proprietilor pmntului const n producerea unor modificri calitative n compoziia i structura pmnturilor cu ajutorul unor substane, soluii, suspensii, tratamente chimice, termice. Pentru aceste transformri se utilizeaz cimentul, argila, varul sau se pot folosi anumite procedee, precum : silicatizarea, electrosilicatizarea, bitumarea, arderea sau congelarea.

4.5.7.Elemente de calcul ale fundaiilorPentru a se putea calcula dimensiunile unei fundaii, este necesar s se cunoasc dou elemente: - rezultanta ncrcrilor la nivelul tlpii fundaiei; - presiunea normat p la nivelul tlpii fundaiei, cnd calculul terenului de fundare se efectueaz la starea limit de capacitate portant. Calculul unei fundaii poate avea dou aspecte: dimensionarea unei fundaii care se proiecteaz i verificarea unei fundaii existente. Calculul fundaiilor rigide solicitate centric Pentru dimensionarea fundaiei n cazul ncrcrii centrice, presiunile se repartizeaz uniform pe talpa fundaiei (fig.4.12).

Fig. 4.12. Fundaie solicitat centric

Dac fundaia are n plan dimensiunile A i B, presiunea efectiv uniform repartizat pe talp are expresia:

P ef = N + G p AxBunde, N - este rezultanta tuturor ncrcrilor din construcie, care solicit fundaia, exprimat n daN; G - este greutatea proprie a fundaiei, exprimat n daN;- 45 -

A , B sunt dimensiunie n plan ale fundaiei; p - este presiunea normat n daN/cm. Din aceast condiie rezult suprafaa necesar a tlpii de fundaie: A x B = N + G (cm). p Dimensionarea fundaiilor continue rigide sub ziduri se reduce la determinarea limii tlpii fundaiei, considernd un tronson de 1 m din lungimea fundaiei, adic A = 100 cm, deci : B = N + G (cm) 100 p Greutatea proprie a fundaiei, fiind funcie de dimensiunile acesteia, deci tot necunoscut, n practica de proiectare se procedeaz la aproximarea ei, G 0,10,15 N, deci : B = 1,1 N (cm). 100 p

4.6. Structura de rezisten a unei cldiriStructura de rezisten a unei cldiri (fig.4.13) este alctuit din: suprastructura, care este partea din structur ce se afl deasupra terenului i care suport toate ncrcrile, conducndu-le spre fundaii; infrastructura, care este poriunea situat sub nivelul terenului, constituind de obicei fundaia construciei cu rol de a prealua ncrcrile de la suprastructur i de ale transmite la terenul de fundare sau invers, n cazul micrilor seismice.

Fig.4.13. Prile componente ale unei construcii.

Proiectatrea unei structuri cuprinde pe lng aspectele inginereti i pe cele arhitecturale i economice (fig.4.14).

Fig.4.14. Cerinele de baz pentru structura de rezisten a unei cldiri.

- 46 -

4.7.Perei (ziduri)Pereii sunt elementele principale ale cdirilor care servesc la: nchiderea construciilor spre exterior i compartimentarea n interior, asigurdu-le izolarea termic i fonic; preluarea ncrcrilor de la alte elemente de construcii (planee, grinzi, arpanta acoperiuri); susinerea diferitelor instalaii, aparataje i utilaje sau a unor izolaii speciale. Dup rolul n construcie, pereii pot fi: de rezisten (portani sau purttori); purtai (de umputur, despritori sau autoportani). Dup materialul folosit pereii pot fi: din zidrie (crmid, nlocuitori de crmid, piatr natural); beton, lemn, elemente metalice, azbociment, sticl, materiale plastice. Dup poziia n construcie pereii pot fi: perei exteriori; perei interiori. Dup modul de execuie pereii pot fi: zidii; montai; turnai pe loc.

4.7.1. Perei din zidriePereii din zidrie se realizeaz prin aranjarea ordonat a crmizilor i asigurarea legturii ntre ele cu mortar. Grosimea zidurilor din crmid difer n funcie de destinaia lor: - zidurile portante trebuie s aib cel puin 25 cm grosime; - zidurile exterioare n condiiile climatice ale rii noastre trebuie s aib cel puin 37,5 cm grosime. eserea rosturilor se realizeaz dup diferite sisteme (fig.4.15).

Fig. 4.15.Sisteme de realizare a legturii zidriei: a- legtura n lungime la perei de o jumtate de crmid grosime; b- legtura n lime la perei de o crmid grosime; c- legtur n bloc, la perei de o crmid grosime; d- legtura n cruce la perei de o crmid grosime; 1, 2, 3-succesiunea rndurilor. - 47 -

O atenie deosebit trebuie acordat realizrii punctelor de ntlnire a zidurilor (la coluri pentru ,ramificaii,intersecii) pentru o mai bun conlucrare a zidurilor n spaiu (fig.4.16). n fig. 4.17 se prezint o seciune printr-un perete exterior al unui adpost zootehnic, realizat din zidrie din crmid.

Fig.4.16. eserea rosturilor la ncruciri de ziduri: a- la coluri; b- la ramificaii; c- la intersecii; R1, R2 rndurile de crmizi.

Fig.4.17. Seciune print-un perete exterior al unei construcii zootehnice pentru porci: 1- zidrie din crmid plin; 2- tencuial interioar dricuit 3- tencuial exterioar dricuit;4- tencuial hidrofug la soclu; 5- hidroizolaie bituminoas; 6- soclu; 7- bloc de fundaie; 8- trotuar pe strat de nisip; 9- dop de bitum; 10- fereastr din lemn; 11- grind prefabricat din beton armat; 12- pan prefabricat; 13- nvelitoare din azbociment ondulat; 14- spaiu de aer; 15- termoizolaie; 16- barier de vapori; 17- strat suport al termoizolaiei, realizat din azbociment ondulat ; 18-strat de uzur a pardoselii di mortar de ciment rolat; 19- strat suport al pardoselii din beton B100; 20- strat drenant din pietri sau balast.

4.7.2. Perei prefabricaiPentru aceti perei se pot folosi panourile n trei straturi, care se realizeaz din dou straturi marginale de beton ntre care se afl un miez termoizolant (fig.4.18). Pereii din fii de beton celular autoclavizat sunt neportani i se realizeaz prin dispunerea fiilor n poziie vertical sau n poziie orizontal (fig.4.19). Pereii din panouri de azbopan se folosesc ca perei uori, neportani (fig. 20). Panourile din azbopan sunt realizate din dou plci plane de azbociment ntre care se afl un miez din polistiren expandat (fig.4.21). Pereii din panouri de lemn sau nlocuitori din lemn (fig.4.23-fig. 4.24) se realizeaz asemntor cu cei din panouri de azbopan.Ei se pot executa fici, demontabili sau mobili, din plci aglomerate din lemn sau din plci din fibre de lemn.- 48 -

Fig.4.18. Detalii de alctuire a panourilor mari prefabricate, realizate n trei straturi: a- cu barier de vapori dispus pe faa cald a termoizolaiei; b- cu bariera de vapori dispus pe faa interioar a panoului; 1- beton armat; 2termoizolaie; 3-barier contra vaporilor realizat din folie de polietilen; 4- barier de vapori realizat din vopsea de clor cauciuc.

Fig.4.19. Perete din fii de beton celular autoclavizat cu spaiu de aer ventilat: 1-plac ondulat din azbociment; 2- barier de vapori (vopsea de clor cauciuc); 3- fii din B.C.A.; 4hidroizolaie; 5- mortar de poz; 6- soclu de beton termoizolant; 7- crlig pentru susinerea plcii de azbociment.

Fig.4.21. Panouri din azbociment ondulat i plan, cu termoizolaie: 1- grind din beton armat; 2- plci plane din azbociment; 3- termoizolaie; 4- plci ondulate din azbociment; 5- agraf de prindere.

Fig. 4.20. Perete din panouri de azbopan:a- seciune prin perete; b- detaliu panou; 1- panou de azbopan cu fereastr; 2- acoperi cu spaiu de aer ventilat;3- pan de acoperi prefabricat din beton armat; 4- soclu; 5- pardoseal; 6- trotuar; 7- plci plane de azbociment;8- strat termoizolant din polistiren expandat.

Fig. 4.22. Perete din tabl cutat(nervurat): a- elevaie; b- plan; 1- tabl nervurat orizontal(la interior); 2- tabl nervurat vertical(la exterior); 3- termoizolaie; 4- lcrimar; 5- stlp al structurii de rezisten

- 49 -

Fig.4.23. Perei din panouri ceramice: a- panou din zidrie de crmid; b- panou din corpuri ceramice; 1- zidrie de crmid; 2- beton armat; 3- corpuri ceramice.

Fig.4.24. Perei din panouri de lemn ameliorat: 1- P.F.L. dur; 2- P.F.L. poros; 3-P.A.L.; 4- strat de aer; 5- vat mineral.

4.8. Ferestre i uiFerestrele i uile reprezint elementele de tmplrie ale unei cldiri. Tmplria (fig.4.25) cuprinde o parte fix, denumit toc i pri mobile, care se pot mica n interiorul tocului, denumite canaturi (la ui canaturile se mai numesc foi, iar la ferestre, cercevele). Tmplria se poate executa din lemn, metal, beton armat (numai la tocuri) i materiale plastice speciale. La tmplrie se mai utilizeaz o serie de accesorii care poart denumire de feronerie.

- 50 -

Fig.4.25. Tmplrie: a-fereastr; b- u; 1- toc; 2- foaie(canat )de u; 3- cercevea.

4.8.1.FerestreFerestrele ndeplinesc funcia de iluminare, i particip la realizarea ventilaiei naturale organizate.Ele pot fi: - simple, care au un singur rnd de cercevele (exist i ferestre simple cu geam dublu); - duble, cnd au dou cercele ntre interior i exterior. n ara noastr, la adposturile pentru animale i psri sunt necesare ferestre duble (fig.4.26).

Fig.4.26. Fereastr dubl: 1-toc de fereastr; 2- cercevea; 3- geam; 4- stlp din beton armat; 5- lcrimar din tabl zincat de 1 mm grosime; 6- or din tabl zincat de 0,4 mm grosime; 7- mortar; 8- strpungere cui, cositorit; 9- dibluri din lemn, la 50 cm distan; 10- pervaz din lemn; 11- vat mineral; 12- chit; 13- brid metalic de fixare;14- pan prefabricat din beton armat; 15mortar de etanare; 16- strat suport al termoizolaiei, realizat din azbociment ondulat; 17- barier de vapori din folie de polietilen; 18- termoizolaie; 19nvelitoare din azbociment ondulat ; 20- platband; 21- bulon cu filet; 22aib elastic de etanare; 23- cpcel.

- 51 -

Fig.4.27. Ferestr basculant: 1- zid exterior; 2- toc fereastr; 3- cercevea fereastr basculant; 4- or din tabl zincat;5lcrimar; 6- pan prefabricat; 7grind; 8- straturile acoperiului.

Suprafaa total a ferestrelor se stabilete n funcie de suprafaa pardoselii i de indicele de iluminare (I). Dup modul n care se deschid ferestrele pot fi pivotante (fig.4.25,a) i basculante (fig.4.27).

4.8.2. UiLa o cldire uile au rolul de a asigura accesul din exterior i legtura pe orizontal ntre diferitele ncperi. Dup sistemul de deschidere uile pot fi pivotante (fig.4.25,a,b) sau glisante (fig.4.28,c).

Fig.4.28. Tipuri de ui folosite n construciile zootehnice: a,b- pivotante; c- glisante.

Uile se realizeaz mai ales din lemn, metal, PVC. Uile trebuie s permit manevrarea uoar i s asigure o etaneitae suficient de bun pentru a evita crearea curenilor de aer.- 52 -

4.9.AcoperiuriAcoperiurile sunt elemente de construcie prevzute la partea superioar a cldirilor. Acoperiul unei cldiri se compune din dou pri principale: - arpanta, care este elementul de rezisten a acoperiului, parte component a structurii de rezisten a cldirii; - nvelitoarea, care constituie elementul de protecie al acoperiului. Acoperiurile pot fi realizate cu nclinare de peste 7% i cu nclinri mici, sub 7%, denumite i acoperiuri-teras. La realizarea acoperiurilor se pot folosi arpante din lemn (fig.4.29), arpante metalice (fig.4.30) i arpante din beton armat (fig 4.28).

Fig.4.29. arpant din lemn cu reazeme intermediare: a- seciune printr-o construcie zootehnic fr tavan; b- seciune printr-o construcie zootehnic prevzut cu tavan; c- vedere n plan; 1- stlp; 2- pan; 3-cprior; 4- cosoroab; 5- cleti; 6-tavan; 7- contrafi longitudinal; 8- zidrie portant exterioar.

Fig.4.30 Cadru realizat din lemn lamelat ncleiat: a- schem; b- elevaie nod cadru; 1- tronsoane din lemn lamelat; 2- eclise din placaj sau din lemn.

- 53 -

Fig. 4.31 Ferm metalic cu tirant, realizat din profil de cornier (talpa superioar) i oel beton (talpa inferioar i diagonalele): 1- tirant; 2- manon de strngere.

Fig.4.32 Structur prefabricat din elemente uoare de beton armat,(fr stlpi intermediari): 1-stlp; 2- arbaletrier; 3- tirant; 4- pan; 5- nvelitoare.

Fig.4.33 Structur prefabricat din elemente de greutate medie,(cu stlpi intermediari): a- cu grinzi transversale; b- cu grinzi longitudinale; 1- stlp central; 2- stlp marginal; 3,4- grinzi transversale; 5-chesoane; 6,7- grinzi longitudinale; 8- beton de pant.

Tipuri de nvelitori nvelitori din igl. iglele sunt aezate pe ipci, care pot fi btute pe astereal (fig.4.34), sau direct pe cpriori (fig.4.34).

- 54 -

Fig.4.34 nvelitori din igl: a- solzi aezate pe astereal; b- profilate aezate pe ipci (fr astereal); 1- cprior; 2astereal; 3- carton bitumat; 4- ipci 1,8x4,8 cm, aezate paralel cu panta; 5- ipci pentru fixarea iglelor; 6- igle solzi; 7- igle profilate.

nvelitori din plci de azbociment. Se pot realiza din plci plane, care se fixeaz n cuie pe ipci, sau din plci ondulate (fig.4.35). nvelitori din tabl.Se utilizeaz tabla neagr sau zincat, sub form de foi aezate pe astereal (fig.4.36).

Fig. 4.35. nvelitori din azbociment ondulat: 1- plac ondulat din azbociment; 2- pan prefabricat din beton armat; 3- bar din oel beton, 8 mm, fixat pe pan, pentru prinderea foilor de azbociment ondulat.

Fig.4.36. nvelitoare din tabl plan: a- mbinare cu fal simplu n picioare; b- mbinare cu fal simplu culcat; c- mbinare cu fal dublu n picioare; d- mbinare cu fal dublu culcat; 1- astereal din scnduri; 2cprior; 3- tabl plan. - 55 -

nvelitori bituminoase.Se realizeaz din carton sau pnz bitumat, aezate pe astereal, ntr-unul sau mai multe straturi, lipite cu mastic bituminos. Se mai pot folosi nvelitori din sticl, mase plastice, lemn, paie, stuf sau trestie. Acoperiurile pot fi compacte (fig.4.37) sau cu spaiu de aer ventilat (fig.4.38).

Fig.4.37. Acoperi compact(teras): a- schema distribuiei canalelor de difuzie n termoizolaia din beton celular autoclavizat; b- seciune printr-un acoperi tip teras, prevzut cu canale de difuzie; 1- plac de beton armat(strat de rezisten); 2-strat de egalizare din mortar de ciment; 3- barier de vapori; 4- termoizolaie; 5- strat suport al hidroizolaiei;6- hidroizolaie; 7- canale de difuzie.

Fig.4.38.Acoperi c