Embed Size (px)
Citation preview
1
ANALIZA CAUZELOR
DEGRADĂRII
ELEMENTELOR
STRUCTURALE DIN LEMN
ALE CLĂDIRILOR
SOLUŢII DE PREVENIRE ŞI
REABILITARE A ACESTORA
2
Contents INTRODUCERE: ................................................................................................................................................................ 4
1. CAUZELE DEGRADARII ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE DIN LEMN ....................................................................... 5
Exploatarea construcţiilor din lemn .......................................................................................................................... 5
Uscarea (contragerea) excesivă ............................................................................................................................. 6
Putrezirea .................................................................................................................................................................... 6
Acţiunea insectelor şi altor vietăţi ............................................................................................................................ 7
Deformaţiile excesive şi slăbirea îmbinărilor ............................................................................................................ 8
Comportarea lemnului la agenţi chimici ................................................................................................................. 8
Comportarea lemnului la temperaturi ridicate şi la foc ......................................................................................... 8
Comportarea lemnului la foc. Măsuri de protecţie contra incendiului ................................................................ 9
2. PREVENIREA DEGRADARII ELEMENTELOR STRUCTURALE ......................................................................................... 9
Prevenirea şi limitarea efectelor uscării excesive (contragerii) ............................................................................. 9
Prevenirea putrezirii .................................................................................................................................................. 11
Prevenirea degradarii elementelor de imbinare .................................................................................................. 12
Prevenirea degradarii structurilor din lemn la acţiunea focului .......................................................................... 13
3. CONSERVAREA LEMNULUI ....................................................................................................................................... 14
Protectia preventivă a materialului lemnos, elementelor si pieselor din lemn pentru constructii .................... 14
Protectia preventivă a lemnului verde ............................................................................................................... 14
Protectia preventivă a lemnului uscat - procedee de tratament preventiv a lemnului uscat în recipienţi
închişi ..................................................................................................................................................................... 15
Protecţia la foc a elementelor din lemn ................................................................................................................ 17
Materiale şi tehnici de protecţie a elementelor din lemn ................................................................................ 17
Protecţia cu pastă de ipsos sau placarea cu elemente din ipsos: .............................................................. 17
Comportarea îmbinărilor .................................................................................................................................. 20
Rezistenţa la foc a elementelor din lemn protejate cu plăci din ipsos armat ............................................ 20
4. REABILITAREA CONSTRUCTIILOR DIN LEMN ............................................................................................................ 23
Etapele reabilitării : ................................................................................................................................................. 23
Descoperirea degradarii ..................................................................................................................................... 23
Determinarea cauzelor degradarilor ................................................................................................................. 23
Evaluarea capacitatii portante in stare degradata ......................................................................................... 24
Metoda evaluarii prestabilite ........................................................................................................................... 24
Analiza starii reale de eforturi .......................................................................................................................... 24
Analiza prin probe de incarcare ..................................................................................................................... 24
Estimarea reparatiilor necesare .......................................................................................................................... 24
Stabilirea si detalierea solutiei de remediere ..................................................................................................... 25
Calitatea lucrarilor de remediere ....................................................................................................................... 25
Rezerve de rezistenta ale constructiilor din lemn ........................................................................................... 26
Protectia curativa a constructiilor din lemn, elementelor si pieselor din lemn ale constructiilor ............... 26
3
Tratamente de suprafata ............................................................................................................................. 26
Tratamente de profunzime ........................................................................................................................... 26
Repararea şi consolidarea elementelor structurale .......................................................................................... 31
Repararea si consolidarea elementelor comprimate (stalpi, piloti, diagonale si montanti ale fermelor
etc.) .................................................................................................................................................................... 32
Repararea şi consolidarea elementelor întinse ............................................................................................. 33
Repararea si consolidarea elementelor incovoiate (grinzi) .......................................................................... 34
Măsuri pentru îmbunătăţirea legăturilor dintre planşeul de lemn şi pereţii de zidărie ............................ 37
Măsuri pentru sporirea rigidităţii planşeelor în planul lor ............................................................................ 37
Repararea si consolidarea elementelor structurale ale acoperisurilor ........................................................ 39
4
INTRODUCERE:
Multe clădiri şi în special clădirile istorice, de patrimoniu, au părţile structurale ale acoperişurilor şi nu
numai, din lemn.
După o perioadă îndelungată de exploatare, uneori câteva sute de ani, elementele din lemn sunt
slăbite chiar dacă nu au avut contact direct cu umezeala sau insectele xilofage.
Similar, dar în urma unor procese mai rapide, în structurile expuse direct atmosferei degradările pot
apare după 50 de ani sau chiar mai puţin
Astăzi, există materiale noi şi metode de protecţie şi conservare a structurilor din lemn
O atenţie deosebită trebuie acordată modului în care s-au asigurat şi se respectă condiţiile normale
de exploatare (prevăzute în proiect), atât în ceea ce priveşte încărcările cât şi în ceea ce priveşte
umiditatea şi temperatura mediului ambiant, cu menţiunea că respectarea acestor condiţii nu exclude
apariţia unor defecte ale structurii în exploatare.
În unele cazuri degradările produse se datorează deplasării incărcării – de exemplu, în cazul
acoperişurilor pot interveni în perioada de iarnă situaţii cand aglomerări sau alunecări ale straturilor de
zăpadă pot conduce la supraîncărcarea structurii, cu consecinţe asupra rezistenţei si siguranţei în exploatare
a acesteia şi apariţiei unor deformaţii peste valoarea celor admisibile (impunând curăţirea zăpezii).
5
1. CAUZELE DEGRADARII ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE DIN LEMN
Exploatarea construcţiilor din lemn
Principalele probleme care trebuie urmărite pe parcursul exploatării construcţiilor din lemn
sunt:
- apariţia crăpăturilor datorită fenomenului de contragere şi umflare;
- fenomenele de putrezire;
- atacul insectelor xilofage;
- deformaţii excesive şi slăbirea elementelor de îmbinare;
- comportarea la temperaturi ridicate şi la foc;
- comportarea la acţiunea agenţilor chimici.
Urmărirea comportării elementelor structurii se impune cu acurateţe in primii ani de
exploatare. În această perioadă sunt necesare cel puţin două verificări anuale:
primavara, pentru a putea observa eventualele degradări produse de încărcarea
excesivă cu zapadă şi umezirea structurii, pentru stabilirea măsurilor de remediere
care se impun;
toamna, pentru a putea constata efectele produse de uscarea lemnului pe timpul
verii (apariţia crăpăturilor).
- Urmărirea comportării structurii pe parcursul cîtorva cicluri primăvară-toamnă în primii ani de
exploatare a construcţiei se face prin măsurarea deformaţiilor elastice şi remanente
Denumirea elementului (h/L)minim (f/L)mediu
Grinzi si pane de acoperiş cu secţiune simplă 1 / 20 1 / 80
Grinzi si pane cu secţiune compusă 1 / 15 1 / 120
Grinzi cu inima din scânduri 1 / 10 1 / 100
Grinzi cu zabrele 1 / 5 – 1 / 6 1 / 150
Stilpi cu secţiunea simplă - 1 / 80
Stilpi cu secţiunea compusă - 1 / 80
Comparând deformaţiile înregistrate cu cele admisibile se pot formula concluzii cu privire la
condiţiile de exploatare ale elementelor de rezistenţă ale construcţiei şi a structurii în ansamblu.
Dacă valorile măsurate ale săgeţilor depăşesc valorile normate medii (raportul f/Lef > f/Lmed), se
trece la determinarea solicitărilor conform încărcărilor efective şi secţiunilor nete efective, în grupările de
încărcări cele mai defavorabile.
6
În funcţie de rezultatele obţinute, se stabilesc condiţiile în care elementele structurale pot rămîne în
exploatare şi măsurile constructive de reparare sau consolidare care se impun. În unele situaţii este necesar a
se înlocui elementul de construcţie deteriorat
O atenţie deosebită se va acorda stabilirii cauzelor şi naturii degradărilor, în special a elementelor
întinse, încovoiate şi a îmbinărilor. Se va verifica respectarea condiţiilor de calitate a materialelor utilizate.
În primii ani de exploatare, uscarea bruscă a lemnului, mai ales dacă acesta nu a fost uscat sau
condiţionat înainte de a fi pus în opera, determină apariţia unor crăpături cu dimensiuni apreciabile care pot
conduce la diminuarea capacităţii portante şi a rigidităţii elementului structural, cu urmări grave în cazul în
care aceste defecte apar în zone periculoase (zona cu moment maxim,etc.).
Mai mult, o dată cu acestea se deschide drum pătrunderii insectelor, acumulării apei, cu efecte
defavorabile deosebite.
O atenţie specială trebuie acordată sistemului de contravântuiri care asigură stabilitatea
elementelor structurale.
Se vor urmări, de asemenea, eventualele abateri de la planeitate a elementelor comprimate
(tălpile superioare ale fermelor, stâlpii etc.), ca urmare a apariţiei flambajului.
În cazul constatarii unor astfel de deficiente, se vor lua măsuri adecvate pentru corectarea şi
eliminarea consecinţelor acestor defecte.
Uscarea (contragerea) excesivă
Punctul de echilibru este starea obişnuită de umiditate a lemnului în condiţii climaterice specifice
unei ţări sau unei zone climatice.
Din cauza anizotropiei lemnului, contragerea şi umflarea nu sunt uniforme şi variază în funcţie de
direcţiile caracteristice ale secţiunii transversale:
- axială – cca. 1%;
- radială – cca. 5-6%;
- tangenţială – cca. 10-12%.
Apariţia unor crăpături sau plesnituri din această cauză nu afectează, în general, rezistenţa structurii
deoarece aceste defecte sunt previzibile şi au fost luate în considerare la evaluarea eforturilor admisibile (de
calcul).
Lemnul uscat natural suferă, în general, fenomenul de contragere şi după ce a fost asamblat,
deoarece el continuă să se usuce.
Putrezirea
Putrezirea provine din acţiunea unor tipuri de ciuperci care se hrănesc cu lemn şi care provoacă
alterarea structurii celulare a materialului.
7
Ciupercile inferioare nu afectează rezistenţa lemnului. Ele produc doar defecte de culoare (de
exemplu inima roşie la fag sau albăstreala la răşinoase).
Ciupercile superioare pot ataca, în funcţie de specie, lignina (putregaiul alb, care atacă arborii în
picioare), lemnul atacat crăpând după conturul inelelor anuale, al razelor medulare şi al fibrelor,
desfăcându-se în lamele; aceste ciuperci sunt ciuperci parazite, de pădure.
Alte ciuperci superioare atacă celuloza (de ex. putregaiul roşu, care atacă arbori doborâţi), sunt
ciuperci saprofite şi se numesc ciuperci de depozit sau ciuperci de casă.
Viteza de putrezire depinde de tipul ciupercii, de climat, de condiţiile de utilizare a construcţiei şi de
natura lemnului folosit. Pentru a se dezvolta ciupercile au nevoie de umiditate, aer, temperatură adecvată şi
hrană. În lipsa uneia din aceste condiţii, dezvoltarea lor încetează, dar sporii pot redeveni activi imediat ce
condiţiile devin propice dezvoltării.
Cele mai periculoase ciuperci care provoacă putrezirea materialului lemnos de construcţii sunt
buretele de casă (Merulius lacrymans) şi buretele alb de casă (Poliporus vaporarius) care atacă părţile
ascunse ale lemnului.
Suprimarea umidităţii, prin evitarea condensului, umezirii datorită unor infiltraţii de apă, etc., previne
dezvoltarea ciupercilor. Lemnul care conţine max. 20% umiditate (cazul lemnului uscat în aer liber) este la
adăpost de efectele distructive ale ciupercilor. Apa în exces favorizează însă dezvoltarea acestora până
când procentul de umiditate scade, când acţiunea ciupercilor este din nou întreruptă.
Se va da o atenţie specială zonelor de reazem a elementelor structurale din lemn, (în special grinzi
sau stâlpi) rezemate sau încastrate în elemente de închidere sau fundaţii, în locaşuri închise, neventilate
(cornişe, dolii, capete de grinzi de planşee, podini de planşee oarbe, diverse îmbinări etc.).
Toate suprafeţele de contact lemn-zidărie, lemn-lemn, lemn-beton trebuie să fie aerisite şi să se
poată usca. Se vor evita legături de asamblare în apropierea solului sau nivelului apei.
Astfel, în activitatea de proiectare, execuţie şi exploatare trebuie luate măsurile adecvate prevenirii
procesului de putrezire a elementelor structurale şi nestructurale din lemn.
Dacă totuşi acestea s-au produs, se va efectua o inventariere atentă a acestora, a amplorii
fenomenului, a tipului de ciupercă, a cauzelor apariţiei fenomenului, stabilindu-se, după caz, măsuri de
remediere a defecţiunilor constatate.
Acţiunea insectelor şi altor vietăţi
Unele specii de coleoptere, furnici şi chiar unele insecte de tâmplărie atacă şi degradează lemnul
căutând adăpost în galeriile pe care le sapă, reducând într-o oarecare măsură rezistenţa elementelor
structurale.
Alte specii de coleoptere xilofage atacă chiar şi inima lemnului, cu consecinţe foarte grave.
În apa de mare lemnul este atacat de moluşte şi crustacee.
Constatarea existenţei unui atac din partea insectelor asupra elementelor structurale sau
nestructurale ale construcţiilor din lemn, impune identificarea agresorului, a pagubelor produse, a efectelor
agresiunii şi a măsurilor adecvate de tratament.
8
Deformaţiile excesive şi slăbirea îmbinărilor
Deformaţiile excesive sunt deosebit de periculoase în special pentru că ele conduc la o distribuţie a
eforturilor cu totul diferită de cea presupusă pe baza ipotezelor de calcul.
Un alt fenomen periculos este slăbirea îmbinărilor, impunându-se în primii ani de exploatare
strângerea pieselor (buloanelor) de îmbinare. Legăturile elementelor din lemn ca şi cele ale elementelor din
oţel sunt calculate pentru o presiune efectivă bine definită între bulon şi lemn, contându-se pe situaţia în
care piesele din lemn asamblate sunt în contact. Slăbirea şi jocul legăturilor poate conduce la strivirea
lemnului, la eforturi secundare locale excesive.
Slăbirea legăturilor poate însă avea efecte dezastruoase atunci când structura este supusă şocurilor,
deoarece sarcinile sunt concentrate pe elemente izolate în loc să fie preluate de ansamblul structurii.
Comportarea lemnului la agenţi chimici
În condiţii obişnuite lemnul rezistă bine la agenţi chimici. Celuloza, predominantă în compoziţia
lemnului, este insolubilă în apă, eter, acetonă, alcool s.a.
Acizii minerali (acidul sulfuric, azotic, clorhidric) carbonizează însă celuloza.
Acizii organici au o acţiune mai slabă.
Bazele concentrate umflă celuloza.
Substanţele alcaline dizolvă lignina.
Cromul, bromul, alţi oxidanţi, actionează asupra ligninei şi celulozei, reducând rezistenţele mecanice
ale lemnului.
Sărurile antiseptice sau ignifuge introduse prin impregnare reduc rezistenţele lemnului, mai ales la
solicitări dinamice.
Comportarea lemnului la temperaturi ridicate şi la foc
Sub influenţa unei temperaturi mai mari de 105oC, lemnul începe să se descompună în mod
progresiv, degajând gaze inflamabile (hidrogen, metan, etan). În prezenţa aerului, sub acţiunea flăcării
directe, lemnul începe să ardă. Procesul se desfăşoară astfel:
- la o temperatură de 225-250oC se atinge punctul de inflamabilitate când au loc mici explozii ale gazelor de
ardere formate prin descompunerea termică a lemnului;
- la o temperatură de 260-290oC se formează o flacără continuă.
În absenţa flăcării directe, la temperatura de 330-470oC, se produce autoaprinderea lemnului.
Aceste puncte caracteristice ale comportării lemnului la foc diferă de la o specie la alta,
inflamabilitatea şi viteza de ardere fiind cu atât mai mare cu cât densitatea este mai mică. Lemnul nu poate
fi făcut incombustibil, dar poate fi făcut prin măsuri adecvate greu combustibil.
9
Comportarea lemnului la foc. Măsuri de protecţie contra incendiului
Secţiune de lemn atacată de foc: a) zona carbonizată; b) zona protejată.
2. PREVENIREA DEGRADARII ELEMENTELOR STRUCTURALE
Construcţiile din lemn sunt foarte rezistente şi pot dura mult timp dacă se respecta normele de
folosire şi întreţinere.
Când proiectarea este greşit concepută şi execuţia defectuoasa sau exploatarea
necorespunzătoare, apar dificultăţi care conduc cel mai adesea la necesitatea înlocuirii
elementelor afectate, ceea ce este deosebit de costisitor. Prevenirea degradării elementelor
structurale este cea mai sigură şi eficientă metodă de salvgardare a structurilor construcţiilor din
lemn.
Prevenirea şi limitarea efectelor uscării excesive (contragerii)
10
Condiţionarea uscării lemnului în cuptoare speciale cu aer cald, abur şi aer cald sau folosind curenţi
de înaltă frecvenţa poate elimina fenomenul de contragere şi efectele acestuia (crăpături,
plesnituri).
In cazul apariţiei unor crăpături marginale importante la elementele din lemn ecarisat se limitează
deschiderea lor prin strângerea acestora cu piese din oţel în formă de “S” sau “C”
Se poate împiedeca producerea sau extinderea crăpăturilor prin înfigerea unor şuruburi pentru lemn
sau a unor buloane, perpendicular pe crăpătură. Se pot închide crăpăturile şi prin comprimarea
elementului şi strângerea locală a piesei cu etrieri. Preferinţa pentru etrieri este motivată de faptul că
secţiunea nu este slăbită prin străpungerea ei, ceea ce ar conduce la diminuarea secţiunii
transversale a elementului. Pe de altă parte însă, un etrier ocupa loc, este inestetic şi uneori nu
poate fi acceptat.
Prevenirea contragerii şi efectelor sale se poate realiza şi prin prevederea unor degajări de material
în lungul piesei, de forma unor crestături care pot ajunge la lemnul rotund pâna la inimă; soluţia se
poate aplica şi pentru elemente din lemn ecarisat. Se foloseşte în special pentru evitarea efectelor
uscării excesive la grinzi şi uneori la dulapi când sunt componente ale unor secţiuni compuse masive.
11
Prevenirea putrezirii
Tratamentele preventive au ca efect îndepartarea sau distrugerea florei şi faunei care pot agresa
lemnul. Un material lemnos tratat corespunzător are o durata de viaţă de 5 ori mai mare decit lemnul
netratat, utilizat în aceleaşi condiţii de exploatare. - Printre produsele cele mai obişnuite destinate să
protejeze lemnul, prezentate sub forma de soluţii apoase, sunt: clorura de zinc, sărurile arsenioase de zinc şi
arseniatul de zinc şi crom. Aceste tratamente lasă o suprafaţă curată, fără miros şi care se poate vopsi.
Clorura de zinc concentrată serveşte şi ca substanţă ignifugă.
Creozotul este protecţia cea mai bună şi durabilă pe care o pot asigura produsele autohtone.
Protecţia cu creozot are însă dezavantaje: lemnul devine mai inflamabil în primele luni după tratament, are
miros dezagreabil, culoare maronie-neagră, neplacută ochiului, face imposibilă vopsirea suprafeţelor tratate,
poate irita pielea care vine în contact cu substanţa, vaporii degajaţi sunt nocivi pentru oameni, plante,
animale. Se foloseste pentru traverse CF.
Soluţiile apoase sunt inferioare creozotului, deoarece se pot spăla de pe suprafaţa elementelor
tratate. Alte produse, de exemplu uleiurile grele, ca pentaclorfenolul, lasă o suprafaţă curată, potrivită
12
pentru vopsire, dar sunt mult inferioare creozotului ca eficienţă. Numeroase alte produse au aparut
recent pe piata, validarea lor urmand a se face in timp.
Prevenirea putrezirii presupune măsuri adecvate de tratare preventivă a lemnului, precum şi soluţii
constructive judicioase adoptate prin proiectare şi o execuţie corectă şi îngrijită.
Tratamentele preventive se aplică fie sub presiune, fie la presiune atmosferică, prin înmuiere, în baie
succesivă la cald şi la rece, prin injecţie la faţa locului, ş.a.
In general, este bine ca lemnul sa fie uscat înainte de tratament, deoarece injectarea soluţiilor
apoase presupune o cantitate suplimentară de umiditate, care ar putea accentua fenomenul de
contragere la evaporarea acesteia. Fasonarea finală trebuie facută întotdeauna după aplicarea
tratamentului şi uscarea materialului lemnos tratat.
Principalele măsuri de prevenire constau în lupta împotriva reproducerii insectelor, tratarea lemnului
cu un produs chimic care le distruge, asigurarea inaccesibilităţii lemnului la atacul acestora.
Aceste măsuri se concretizează în:
o verificarea şi dacă este cazul, sterilizarea lemnului înainte de utilizare;
o vopsirea, respectiv acoperirea cu un strat de ulei sau ceară, pentru a impiedeca insectele
să depună ouă în porii lemnului;
o îmbibarea lemnului cu o soluţie de pentaclorfenol, pentru a opri acţiunea insectelor
(efectul este provizoriu);
o aplicarea unui tratament similar celui recomandat pentru distrugerea ciupercilor, descris
mai sus, cu acelaşi tip de soluţii.
În ceea ce priveşte măsurile de prevenire a pericolului atacului ciupercilor sau insectelor xilofage
asupra lemnului se impune ca în fazele de proiectare, execuţie şi în exploatare să se respecte acele
măsuri constructive care să asigure împiedecarea umezirii excesive a elementelor de rezistenţă,
precum şi alte măsuri, descrise pe larg mai sus.
Prevenirea degradarii elementelor de imbinare
Ca măsură preventivă, în vederea evitării coroziunii, se impune pentru elementele metalice de
îmbinare respectarea dimensiunilor minime date în tabel:
Imbinare Buloane [mm] Table [mm] Saibe [mm]
In interiorul constructiilor 12 6 6
In exteriorul constructiilor 16 6 6
In mediu marin 25 12 6
13
Prevenirea degradarii structurilor din lemn la acţiunea focului
Solutia radicală de protecţie a structurilor din lemn la acţiunea focului este ignifugarea. Operaţiile
de ignifugare se desfasoară de obicei concomitent cu cele de protecţie insectofungică.
Este de remarcat faptul ca soluţiile insectofungicide şi ignifuge pot reprezenta pana la 8% din
greutatea totala a structurii din lemn.
14
3. CONSERVAREA LEMNULUI
Protectia preventivă a materialului lemnos, elementelor si pieselor din lemn
pentru constructii
Protectia preventivă a lemnului verde
a. Impregnarea pieselor din lemn cu solutii insectofungicide si ignifuge prin osmoză si capilaritate.
Impregnarea prin capilaritate presupune introducerea pieselor din lemn verde (trunchiuri dar şi piese
din lemn ecarisat) cu un capăt într-o cuvă conţinând substanţe insectofungicide şi ignifuge,
capilaritatea conducând la impregnarea în o anumită durată de timp a acestor piese.
Impregnarea prin osmoză constă în aplicarea unor paste pe suprafaţa pieselor din lemn şi apoi
acoperirea pieselor astfel tratate spre a se evita evaporarea substanţelor insectofungicide şi ignifuge
conţinute de aceste paste şi pentru a favoriza absorbţia acestora în structura pieselor din lemn.
Procedeul se aplică pe trunchiuri decojite, dar şi pe piese din cherestea verde.
Bandijonarea (pensularea) suprafeţelor pieselor din lemn cu soluţii insectofungicide şi ignifuge
Pensularea pieselor din lemn
Procedeul este simplu dar are o productivitate redusă. Se foloseşte pentru piese mici şi în special la
protecţia îmbinărilor înaintea asamblării acestor piese şi imediat după realizarea asamblărilor.
Aplicarea prin pulverizare a soluţiilor de protecţie insectofungicidă şi ignifugă. Procedeul este de
mare randament, eficient şi presupune un consum relativ mare de substanşe chimice în soluţii.
15
Aplicarea se face prin procedee mecanice şi presupune măsuri speciale de protectia muncii
(produsele aplicate sunt toxice şi uneori inflamabile).
Penetrare (longitudinal şi transversal pe fibre), după o imersie de 24 de ore în lichid.
Bandijonarea (pensularea) suprafeţelor pieselor din lemn cu soluţii insectofungicide şi ignifuge.
Protectia preventivă a lemnului uscat - procedee de tratament preventiv a lemnului
uscat în recipienţi închişi
16
Aceste procedee sunt cele mai eficiente, dar necesită instalaţii speciale, costisitoare şi rentabilitatea
lor este justificată numai dacă se impregnează volume importante de cherestea. În aceste instalaţii se pot
trata insectofungicid şi ignifug grinzi, stâlpi etc.
Cele mai cunoscute procedee sunt:
- Metoda Bethell (vid şi presiune) presupune existenţa unei autoclave de impregnare (închisă
ermetic), suficient de mare pentru a cuprinde vagoneţii încărcaţi cu piesele de cherestea (dar şi
lemn rotund uscat) care urmează a fi impregnat. Instalaţiile mai cuprind rezervoare, dozatoare
pentru soluţiile de impegnat, pompe de vid, compresoare, aparatura de comandă şi control, etc.
Consumul de substanţe insectofungicide şi ignifuge este de cca. 4 kg / mc pentru lemnul de
răşinoase si 6 kg / mc pentru lemnul de foioase.
- Metoda Ruping (vidarea celulelor materialului lemnos) presupune crearea în prima fază a unei
suprapresiuni de 1-4 at. în autoclava care umple cu aer celulele materialului lemnos. Apoi se
injectează în autoclavă creozot cald şi se creşte presiunea pâna la 6-9 at. Se videază apoi
autoclava, astfel încât creozotul înlocuieste total aerul în celulele materialului lemnos de impregnat.
Metoda se aplica cu succes la lemnul de răşinoase.
- Metoda Estrade presupune expunerea pieselor din lemn timp de 48-100 ore în autclave în care
circulă un curent de aer uscat la o temperatură de cca. 100oC, provocând uscarea şi fisurarea
superficială a lemnului supus tratamentului preventiv. Se introduc apoi în autoclavă substanţele
insectofungicide şi ignifuge care pătrund în microfisurile lemnului. La reducerea temperaturii în
autoclavă microfisurile se închid, înglobând substanţele de tratament utilizate (creozot etc).
- În literatura de specialitate se mentionează şi alte metode combinate sau derivate din cele expuse
mai sus: procedeul Dessemond, procedeul Poulain ş.a.
- Metoda Kyan constă in imersia pieselor din lemn pentru o durată limitată de timp într-o soluţie de
biclorură de mercur. Operaţiunea se efectuează în bazine din beton armat, ermetic închise,
căptuşite cu zidărie antiacidă. Durata manoperei este de 4-10 zile. Rezultatele metodei pot fi
amplificate prin pregătirea prealabilă a lemnului de impregnat (eliminarea răşinii din lemn, injecţia
de vapori supraincalziţi pentru deschiderea celulelor lemnului etc.).
- Metoda băilor calde – reci presupune imersia totală a pieselor din lemn uscat în cuve din beton sau
metal izolate antiacid şi alternarea temperaturii soluţiei de impregnat, care pătrunde în acest fel mai
profund în masa lemnului supus tratamentului antiseptic şi ignifug.
17
Protecţia la foc a elementelor din lemn
Materiale şi tehnici de protecţie a elementelor din lemn
Pentru asigurarea pentru o structură din lemn a unei rezistente la foc suficienta se poate mări
secţiunea elementelor. Protecţia realizată astfel nu este eficienta dacă se caută timpi mari si foarte mari de
rezistenta si stabilitate.
Procedeele de ignifugare nu ameliorează decât timpul de reacţie a lemnului la foc şi nu diminuează
cu nimic procesul de combustie odată ce acesta a început.
Tinând cont de variaţia umidităţii lemnului, o expunere de durata la flacari a elementelor structurale
din lemn protejate conduce la o variaţie a dimensiunilor grinzilor datorita contragerii, variaţie care poate
avea efecte negative asupra îmbinărilor cu materialele de protecţie.
Protecţia cu pastă de ipsos sau placarea cu elemente din ipsos:
În cazul protecţiei lemnului se recurge în practică la ipsos, care este singurul material la care
costurile pentru executarea protecţiei sunt comparabile cu cele ale măririi secţiunilor elementului din lemn. În
acelaşi timp, atât în varianta aplicării de pastă de ipsos cât şi în cea a placării, principala problemă constă în
prinderea materialului de protecţie, mai ales datorita variaţiilor de dimensiuni cauzate de umiditatea
lemnului.
În cazul aplicării ipsosului sub formă de pastă i se imbunătăţeşte aderenţa prin amestecarea cu nisip
silicios sau prin legarea de elementul din lemn prin cuie cu cap lat complet inglobate in masa de ipsos.
În cazul plăcilor prefabricate este important să se ţină seama de punţile termice reprezentate de
elementele metalice de prindere (şuruburi) ale căror capete se încălzesc rapid şi transmit căldura lemnului,
care se usucă sau se carbonizează în imediata vecinătate a şurubului, ducând la desprinderea prematură a
plăcilor, de aceea capetele suruburilor trebuie protejate.
18
19
20
De asemenea, este importantă evitarea elementelor a căror geometrie sau stare a suprafeţei
favorizeaza aprinderea: eliminarea reazemelor sau îmbinărilor expuse (văzute), diminuarea raportului
suprafaţă/volum, şlefuirea suprafeţelor, iar dacă cerinţele de natură economică o permit, folosirea lemnului
de esenţă tare.
Comportarea îmbinărilor
Pentru asigurarea legăturilor între elementele structurale, se recurge deseori la aşa numitele
“îmbinări mecanice”, cu alte cuvinte la gusee metalice, buloane, cuie, şuruburi, tije, etc.
Prezenţa acestui tip de îmbinări ridică insa probleme în ceea ce priveşte comportarea la acţiunea
incendiului.
Mai întâi, este problema punţilor termice care se pot crea şi care pot duce la desprinderea
elementelor din lemn din îmbinare prin carbonizare locală.
O a doua problemă este chiar cedarea elementelor metalice.
Pentru a fi preîntâmpinate aceste posibile riscuri, se adoptă de preferinţă soluţii în care metalul nu
este expus direct la foc: piese metalice înglobate în secţiunea de lemn, buloane cu cap îngropat, protecţie
aplicată prin pulverizare (ipsos sau materiale intumescente folosite la oţel).
Dacă aceste soluţii nu sunt posibile, se prevăd elemente metalice de dimensiuni sporite, pentru a
asigura limitarea transferului de caldură şi mărirea gradului de siguranţă prin creşterea capacităţii lor
portante mult peste limitele necesare în mod obişnuit. În acelaşi timp, este posibilă o evaluare a comportării
acestor piese de îmbinare metalice prin folosirea metodelor specifice prevăzute de norme pentru
proiectarea elementelor din oţel.
Rezistenţa la foc a elementelor din lemn protejate cu plăci din ipsos armat
Rezistenţa la foc a elementelor structurale din lemn depinde de comportarea plăcilor de protecţie,
de extinderea carbonizării şi de capacitatea portantă a porţiunii necarbonizate. Pentru determinarea
rezistenţei la foc a elementelor din lemn protejate cu plăci de ipsos - carton rezistente la foc se va utiliza
metoda de calcul adiţională, a componentelor.
Astfel, rezistenţa la foc a ansamblului izolat depinde de tipul şi grosimea plăcilor de ipsos - carton.
Suma rezistenţelor la foc a plăcilor de protecţie va reprezenta rezistenţa minimă la foc a elementului de lemn
protejat.
Rezistenţa la foc a plăcilor de ipsos - carton este aproximativ direct proporţională cu grosimea
acestora (placa de 10 mm are rezistenţa la foc de 10 minute; de 12.5 mm – 15 minute; de 18 mm – 20 minute;
două plăci de 10 mm – 25 minute, etc).
21
22
Rezistenţa la foc a scheletului de lemn depinde de poziţia elementului (stâlp, grindă), la care se
adaugă eventuala izolare cu vată minerală (la ansamblurile de planşeu sau acoperiş) şi finisajul exterior.
Plăcile din ipsos carton se vor monta la pereţi cu dimensiunea lungă paralelă cu componentele
scheletului. În cazul utilizării la elementele orizontale sau înclinate (în cazul elementelor de acoperiş) plăcile
vor fi montate cu dimensiunea lungă perpendicular pe elementele scheletului din lemn. În ambele cazuri,
rosturile vor fi umplute.
Rezistenţa la foc a elementelor structurale din lemn de tip stâlp, grindă expuse pe trei sau patru laturi
la foc se determină cu relaţia:
HC
BC
3
21CBf2,54 R
R - este rezistenţa la foc a grinzii sau stâlpului din lemn (minute);
B - este latura mică a grinzii sau stâlpului din lemn înainte de expunerea la foc (dm);
H - este latura mare a grinzii sau stâlpului înainte de expunerea la foc (dm);
f - este un factor funcţie de încărcare, iar pentru stâlpi se adaugă şi lungimea efectivă ;
L - este lungimea liberă a stâlpului sau grinzii (dm).
Ci – coeficient ce ţine seama de tipul de element şi de modul de expunere la foc al acestuia:
C1 = 4 pentru grinzi expuse la foc pe 3 şi 4 laturi;
C1 = 3 pentru stâlpi expuşi la foc pe 3 şi 4 laturi;
C2 = 2 pentru grinzi expuse la foc pe 4 laturi;
C2 = 1 pentru grinzi expuse la foc pe 3 laturi şi stâlpi expuşi pe 3 şi 4 laturi;
C3 = 2 pentru stâlpi expuşi la foc pe 3 laturi;
C3 = 1 pentru grinzi expuse la foc pe 3 şi 4 laturi şi stâlpi expuşi pe 4 laturi.
23
4. REABILITAREA CONSTRUCTIILOR DIN LEMN
Reabilitarea unui element de constructie, subansamblu sau constructie in intregimea ei, devine
necesara atunci cind degradarile produse afecteaza calitatea acestora, influentind printr-o multitudine de
factori de natura fizica, chimica sau mecanica exigentele esentiale pe care trebuie sa le indeplineasca o
constructie pe intreaga durata a vietii ei, conform prevederilor Legii nr. 10 – 1995 privind calitatea in
constructii.
Legat de aceasta, trebuie mentionat Sistemul calitatii in constructii si Cartea constructiei in care se
inregistreaza orice interventie efectuata asupra constructiilor.
Etapele reabilitării :
Descoperirea degradarii
Determinarea cauzelor degradarilor
Evaluarea capacitatii portante in stare degradata
Estimarea reparatiilor necesare
Stabilirea si detalierea solutiei de remediere
Evaluarea rezervelor de rezistenta ale constructiilor din lemn
Repararea si consolidarea elementelor structurale
Asigurarea calităţii lucrarilor de remediere
Descoperirea degradarii
Descoperirea degradarii poate constitui o problema dificila, mai ales daca aceasta se afla in partile
inaccesibile ale constructiei, cum sint capetele de grinzi din plansee, stilpi etc., in care exista
posibilitatea de acumulare a umiditatii si mentinerea acesteia astfel incit sa conduca la putrezirea
lemnului. Numai o buna practica profesionala, experienta, poate asigura identificarea degradarilor
potentiale si a cauzelor care le-au produs.
Determinarea cauzelor degradarilor
Identificarea cauzelor degradarilor este indispensabila stabilirii masurilor de reabilitare necesare.
Cind degradarea constatata este rezultatul actiunii mai multor factori (agenti), se impune luarea
unor masuri care sa impiedece degradarea ulterioara provocata de oricare din acestia.
In general nu exista reguli prestabilite pentru determinarea cauzelor degradarilor, fiecare caz
reprezentind o problema particulara, specifica si deci trebuie sa constituie obiectul unui diagnostic
particular. Aceasta presupune o analiza temeinica, evitarea unor decizii pripite.
24
Evaluarea capacitatii portante in stare degradata
Metoda evaluarii prestabilite
Se aplica atunci cind dupa o analiza temeinica efectuata de specialisti cu experienta, in cazul
concret, tinind seama de metoda de calcul folosita, conditiile de exploatare, evolutia incarcarilor in
timp etc., se poate admite ca pierderile de rezistenta a elementelor structurale nu depasesc cca.
15%.
Analiza starii reale de eforturi
Aceasta metoda tine seama de dimensiunea reala a sectiunilor elementelor structurii de rezistenta,
de rezistenta efectiva a materialelor (lemn, otel).
Metoda se aplica dupa parcurgerea intr-o prima etapa a metodei mai sus amintita si descoperirea
unor elemente structurale a caror rezistenta este diminuata cu mai mult de 15%. Pentru acestea se
propun variante de consolidari si se evalueaza din nou capacitatea portanta a structurii in
ansamblu, tinind seama de aceste consolidari si de starea reala de eforturi luind in considerare toti
parametrii fizico-mecanici reali.
Analiza prin probe de incarcare
Metoda se foloseste atunci cind din calcule rezulta un coeficient de siguranta suficient de mare in
raport cu valoarea efortului admisibil in sectiunea considerata a fi cea mai solicitata, astfel incit
incarcarea suplimentara de proba sa nu conduca la degradari si mai mari.
Experienta arata ca in cazurile obisnuite, unde shemele statice luate in calcul sint in concordanta cu
realizarea efectiva a structurii, capacitatea portanta a constructiei este mai mare cu cca. 20% decit
cea rezultata din calcule. Explicatia rezida din conlucrarea spatiala a structurii de rezistenta (de
obicei calculele considera structurile ca sisteme plane), caracterul neliniar al diagramei σ - ε,
variatia neliniara a modulului de elasticitate E, considerat constant etc. Se mai semnaleaza si faptul
ca, in conformitate cu prevederile legale, calculul structurilor de rezistenta ale constructiilor din lemn
se face in mediul elastic, incarcarile utile normate nu sint si efective, adeseori elementele de
rezistenta sunt supradimensionate etc.
Analiza prin probe de incarcare permite concluzii corecte (reale) de apreciere a capacitatii
portante structurale.
Estimarea reparatiilor necesare
Dupa stabilirea cauzelor deteriorarii elementelor structurale si verificarea capacitatii portante, se
poate trece la stabilirea masurilor pentru oprirea degradarilor prin interventii adecvate sau, dupa
caz, evacuarea si demolarea constructiei, etc.
Decizia va fi luata in functie de factorii economici, din conditii estetice sau de securitate a
utilizatorilor. Daca analiza facuta arata ca rezistenta si stabilitatea constructiei se inscriu in parametri
de functionare a constructiei in conditii de siguranta, aceasta se pune sub observatie pentru a se
constata daca degradarea continua sau este stabilizata. Daca degradarea continua se va analiza
din punct de vedere tehnic si economic solutia optima:
degradarea va fi lasata sa evolueze pana la stabilizare;
remedierea va fi efectuata imediat.
25
In cazul in care degradarea este stabilizata, se va analiza daca prin aceasta este afectata
capacitatea portanta si in ce proportie sau daca este afectat numai aspectul exterior, urmind a se
lua apoi masurile de remediere care se impun.
In cazul in care analiza arata ca rezistenta si stabilitatea constructiei este afectata, sau va fi iminent
afectata, se recurge la una sau mai multe din urmatoarele masuri:
consolidarea elementelor structurale, ansamblului structural sau structurii in
intregime;
renuntarea partiala sau totala a exploatarii constructiei;
schimbarea destinatiei constructiei;
demolarea constructiei si postutilizarea materialelor.
In general, in cazul in care cheltuielile necesare pentru efectuarea reparatiilor sunt sub 50% din
valoarea lucrarii considerate noi, este eficient sa se faca aceste lucrari; in caz contrar este
recomandabila demolarea sau dezafectarea constructiei.
In eventualitatea in care constructia reprezinta un monument istoric sau este indispensabila unui
proces tehnologic cu implicatii importante, financiare sau de alta natura, repararea se va face
indiferent de costuri.
Stabilirea si detalierea solutiei de remediere
Pentru stabilirea solutiei optime de remediere se va urmari alegerea unui precedeu cit mai eficient
din punct de vedere al restabilirii capacitatii portante si stabilitatii constructiei la cel mai redus pret
de cost.
La alegerea masurii de remediere se va tine seama, in principal, de urmatorii factori:
lucrarea trebuie sa se poata executa in timp scurt, fara a astepta sa devina
urgenta, deoarece pe masura ce starea de degradare avanseaza, costul
reparatiilor creste;
in cazul unor degradari locale ale citorva elemente ale structurii se poate accepta
numai remedierea acestora, dar daca degradarile sunt extinse, afectind un numar
mare de elemente structurale, se recomanda reparatii de ansamblu;
analiza tehnico-economica va tine seama si de influenta costurilor intretinerii
constructiei in exploatare, daca reparatiile se fac local, numai pentru citeva
elemente structurale, cele mai afectate, sau se fac pentru ansamblul structurii.
Calitatea lucrarilor de remediere
Principalele cauze ale degradarii structurii constructiilor din lemn sunt erori sau neglijente in
activitatea de proiectare si executie a acestora, precum si datorită intretinerii necorespunzatoare in
perioada de exploatare.
Lucrarile de remediere au menirea de a corecta si inlatura toate acesta cauze. In acest sens,
lucrarile de remediere vor urmari cu acuratete:
adoptarea unor solutii optime de remediere;
elaborarea cu competenta, de catre specialisti cu experienta in domeniu, a
proiectului lucrarilor de remediere, cu detalii de executie clare si fara echivoc si
insotite de un proiect tehnologic de executie a realizarii lucrarilor de remediere
riguros intocmit;
executia va fi ingrijita, se vor utiliza muncitori de calificare inalta iar calitatea
manoperei va fi deosebita;
26
se vor folosi in executie materiale de calitate superioara, in conformitate cu
prevederile proiectului, precum si procedee, scule si dispozitive de punere in opera
moderne.
Pentru asigurarea succesului lucrarilor de remediere o importanta majora va fi acordata indepartarii
partilor structurale degradate, tratarea si dezinfectia insectofungica a constructiei (daca este cazul),
asigurarea corecta a legaturilor de continuitate a elementelor structurale.
Se va da o atentie speciala controlului calitatii, incepind cu faza de proiectare si terminind cu
receptia lucrarilor de remediere.
Rezerve de rezistenta ale constructiilor din lemn
In general se poate afirma ca o constructie deteriorata, a carei capacitate portanta este aparent
mult afectata, prezinta de fapt o rezerva de rezistenta mare in raport cu actiunile care o solicita.
Aceasta stare de fapt se explica astfel:
calculul structural se face, de obicei, prin metode (procedee) simplificate care
conduc in mod evident la cresterea sigurantei acestora in exploatare;
elementele structurale sint calculate pentru incarcari maxime care determina
eforturi maxime numai in anumite sectiuni si situatii;
incarcarile utile impuse de norme nu sint atinse in practica decit partial;
Protectia curativa a constructiilor din lemn, elementelor si pieselor din lemn ale constructiilor
Tratamente de suprafata
Pulverizarea mecanica – presupune existenta unui compresor si a unor tije metalice destul de lungi
pentru a ajune in zone mai putin accesibile (de exemplu zona coamei la o sarpanta, colturi, dolii
etc.). Metoda impune desprafuirea elementelor din lemn pe care urmeaza a se aplica prin
pulverizare substantele insectofungicide si ignifuge. De obicei, se aplica prin pulverizare mai multe
straturi de solutie. Substantele folosite fiind de regula toxice si uneori inflamabile, se vor lua masurile
de protectie antiincendiu si biologica a personalului de executie.
Aplicarea prin pensulare a substantelor insectofungicide si ignifuge este simpla, dar datorita
productivitatii mici si imposibilitatii aplicarii eficiente in zone greu accesibile se foloseste numai pe
scara limitata.
Tratamente de profunzime
Metoda “forajului” care consta in forarea unor gauri cu diametrul de 10 mm si avind adincimea de
cca. 2/3 din grosimea piesei. Gaurile se practica la distanta de 30-60 cm una de alta in doua siruri
paralele sau decalate. Cu ajutorul unui compresor si unor ace speciale se injecteaza in gauri pina la
refuz substantele insectofungicide si ignifuge. In figura de mai jos se prezinta modul de realizare a
acestei metode de tratament curativ al pieselor din lemn si efectele procedeului. Desigur, se va tine
seama de slabirile sectiunii prin practicarea gaurilor, astfel incit procedeul va fi aplicat numai daca
piesele din lemn supuse tratamentului permit aceste slabiri fara sa compromita rezistenta si
stabilitatea elementului de constructie si a constructiei in ansamblu.
27
28
29
Metoda “injectiilor” (metoda Cobra) presupune practicarea de gauri in elemetele din lemn (in
special în cele verticale – stâlpi ), cu ajutorul unui aparat special dotat cu un ac asemanator cu cel
de seringa, dar evident cu diametrul mai mare. Infigerea acului se face cu ajutorul unui levier
special. Instalatia este dotata si cu un rezervor cu substante insectofungicide si ignifuge care
patrund in piesa din lemn, randamentul injectarilor fiind foarte mare, de pana la 25.000 injectii / 24
ore
Metoda Dolger-Wolman consta in aplicarea unor bandaje din pisla speciala plasate la anumite
intervale pe inaltimea elementului vertical tratat Bandajele se imbiba cu substante insectofungicide
si ignifuge care impregneaza apoi piesa din lemn intr-un interval calculat
Metoda tratamentului cu aer supraincalzit. Procedeul se foloseste pentru tratamentul
insectofungicid general al sarpantelor de pod si mansardelor din lemn. Constatarea existentei
larvelor de insecte se face in afara observatiilor directe si cu aparate speciale de ascultat. Desigur,
inaintea insuflarii aerului supraincalzit in zona podului sau mansardei acest spatiu se desprafuieste, se
curata si se etanseaza
30
In figura de mai jos se prezinta modul in care actioneaza aerul supraincalzit in incintele din lemn
supuse tratamentului. Durata de insuflare necesara pina la distrugerea completa a ciupercilor si larvelor de
insecte depinde de temperatura aerului supraincalzit.
o Constatarea existentei larvelor de insecte se face, in afara observatiilor directe, cu aparate
speciale de ascultat
o Inaintea insuflarii aerului supraincalzit in zona podului sau mansardei acest spatiu se
desprafuieste, se curata si se etanseaza
Modul in care actioneaza aerul supraincalzit in incintele din lemn supuse tratamentului :
31
Repararea şi consolidarea elementelor structurale
Repararea unor elemente structurale care nu este oportun a fi inlocuite din motive tehnice,
economice, estetice, arhitecturale sau artistic-istorice constituie o problema extrem de delicata care implica
solutii tehnice ingenioase si adesea deosebit de costisitoare.
Repararea şi consolidarea capetelor de grinzi
Zonele cele mai expuse degradării, în cazul elementelor structurale, sunt cele aflate în locuri slab
ventilate, capetele de grinzi încastrate în zidărie de cărămidă neprotejate corespunzător fiind tipice din
acest punct de vedere.
Capetele de grinzi putrezite se înlătură şi apoi grinzile se repară prin diferite metode. Repararea se
poate se poate face cu ajutorul unor eclise laterale din scânduri bătute în cuie sau cupoane de oţel “U” sau
cu o construcţie din bare şi şaibe sudate din oţel
Solutii moderne de inlocuire apeleaza la folosirea materialelor netraditionale. Astfel, solidarizarea
segmentului nou cu elementul care se repara se poate face prin injectarea de rasini epoxidice armate cu
fibre din sticla in orificii practicate in cele doua elemente de imbinat, dupa scheme bine stabilite, prin calcul,
de la caz la caz.
Lipsa protectiei contra agresiunilor insectofungice si contra umiditatii, lipsa ventilarii acestor locasuri
precum si vechimea acestor elemente de constructie sint factorii cei mai incisivi care contribuie la
degradarea elementelor structurale de acest tip.
32
Repararea si consolidarea elementelor comprimate (stalpi, piloti, diagonale si montanti ale
fermelor etc.)
In functie de solutia de remediere adoptata, se poate inlocui elementul degradat, repara sau consolida.
In cazul stilpilor, pentru realizarea operatiei de inlocuire sau reparare se impune descarcarea
provizorie a constructiei pe portiunea aferenta stilpului care urmeaza a se consolida. Se folosesc in
acest scop sprijiniri provizorii, de regula din popi metalici reglabili, numarul si pozitia lor stabilindu-se
de la caz la caz.
In cazul stilpilor puternic solicitati la compresiune pot interveni situatii de pierdere a stabilitatii
(aparitia si cresterea deformatiilor transversale) ca urmare a supraincarcarilor sau a reducerii
rigiditatii.
Daca sageata se inscrie in limitele admisibile (f < L/200), consolidarea se poate face fara
indreptarea lor anterioara, prin dispunerea pe ambele fete a unor eclise fixate prin cuie sau
buloane.
Numarul legaturilor de imbinare (cuie, buloane) in cazul solicitarii la compresiune cu flambaj sau la
compresiune cu incovoiere se stabileste prin calcul tinind seama de eforturile de lunecare.
In cazul stâlpilor obşnuiţi, pentru realizarea operaţiei de înlocuire sau reparare se impune descărcarea
provizorie a construcţiei pe porţiunea aferentă stâlpului care urmează a se consolida. În cazul degradării
parţiale (capătul superior, inferior sau o portiune mediană putrezite) se poate face înlocuirea părţii
degradate cu segmente de lemn sănătos. Extremităţile degradate ale lemnului afectat se înlătură prin
tăieturi transversale executate la 90o, astfel încât să se asigure un contact perfect, pe toată suprafaţa între
piesele înnădite. Eclisele şi buloanele de înnădire trebuie să poată prelua 0,3-0,5 din încărcarea axială care
solicită stâlpul.
În unele situaţii se impune în prealabil reaxarea (îndreptarea, aducerea la verticală) a stâlpului cu
ajutorul unor juguri metalice sau prese mecanice sau hidraulice, pentru prevenirea eforturilor suplimentare
care crescând în timp pot duce la situaţii periculoase pentru elementul de construcţie afectat şi pentru
construcţie în ansamblu.
33
Repararea şi consolidarea elementelor întinse
Consolidarea acestor elemente se poate face prin eclise metalice sau din lemn dispuse simetric şi
fixate cu buloane sau cu juguri din oţel, eclise
In cazul elementelor puternic solicitate la intindere, prezenta nodurilor sau crapaturilor determina
slabirea sectiunilor si aparitia concentrarilor de tensiuni care pot conduce la eforturi sectionale mai mari
decit cele admise.
În măsura posibilului, găurile pentru buloane este bine să coincidă cu găurile existente în elementul
care se consolidează pentru a evita noi perforaţii care slăbesc secţiunea
In general, repararea si consolidarea elementelor intinse este dificila, deoarece presupune slabirea
piesei care trebuie reparata datorita gaurilor practicate pentru solidarizarea acesteia cu eclisele sau jugurile
folosite. De aceea, de cate ori este posibil, elementele intinse din lemn se vor inlocui cu elemente noi,
sanatoase, din lemn sau cu elemente din metal.
34
Repararea si consolidarea elementelor incovoiate (grinzi)
Ponderea elementelor structurale ale constructiilor din lemn solicitate la incovoiere este foarte mare,
de aceea repararea si consolidarea acestor elemente este foarte importanta si modalitatile de
realizare a acestor remedieri sunt foarte diverse.
Planseele ca subansamble structurale orizontale, trebuie sa asigure preluarea si transmiterea
incarcarilor la elementele structurale verticale, iar prin intermediul legaturilor de conlucrare realizate
pe contur cu subansamblele structurii verticale trebuie sa asigure stabilitatea si rigiditatea
ansamblului structural la preluarea incarcarilor orizontale. In aceste conditii, problema fundamentala
pentru plansee consta in asigurarea capacitatii portante si rigiditatii necesare la preluarea
incarcarilor verticale si realizarea unor legaturi stabile si rigide cu peretii de rezistenta (interiori si
exteriori).
Capacitatea portanta si rigiditatea necesare la preluarea incarcarilor verticale se asigura prin evaluarea
corecta a incarcarilor, stabilirea unei distante corespunzatoare intre grinzi, dimensionarea eficienta a sectiunii
elementelor structurale, iar pentru asigurarea conlucrarii planseelor cu peretii de rezistenta, asigurarea unei
dispuneri corespunzatoare a grinzilor pe doua directii in plan si conlucrarea acestora cu peretii prin
intermediul unor ancore metalice. In cazul cladirilor etajate, pentru realizarea efectului de saiba rigida in
planul ei (al planseului), se impune rigidizarea grinzilor intre ele pe toata latimea planseului.
Lucrarile de reparatii a planseelor presupun fie inlocuirea elementelor degradate, fie inlaturarea
partilor degradate ale acestora si inlocuirea cu elemente sanatoase, concomitent cu consolidarea
elementului structural reabilitat, sau dupa caz, a planseului in ansamblu In ambele situatii, inainte de
inceperea lucrarilor, planseul care urmeaza a fi reabilitat se descarca provizoriu pe stalpi, esafodaje,
etc.
Daca se constata ca au aparut fenomene de putrezire a elementelor structurale sau nestructurale,
se verifica minutios toate zonele planseului si se indeparteaza cu grija partile atinse de putregai,
deoarece portiunile netratate sint atacate usor de ciuperci.
35
Datorită ponderii foarte marI a elementelor încovoiate, se desprind modalităţi de realizare a remedierilor
acestora foarte diverse.
În cazul unor deteriorări importante ale planşeelor se impune înlocuirea lor în întregime, cu excepţia
cazurilor în care din motive arhitectural-patrimoniale acest lucru nu se admite.
Grinzile care lucrează la încovoiere şi prezintă defecte în zona cu moment maxim pot fi eclisate cu eclise
metalice sau de lemn dacă acest lucru nu produce disconfort estetic sau functional.
Eclisarea în câmp conduce cu greu la obţinerea rezistenţei necesare, deoarece slăbirile datorate
găurilor pentru buloanele de prindere a ecliselor nu permite aceasta. Soluţia constă în folosirea unor eclise
lungi.
O altă posibilitate de remediere a unor astfel de grinzi este dublarea cu profile metalice capabile să
preia parţial sau integral solicitările la care sunt supuse acestea
O soluţie eficientă este suspendarea lor cu juguri de alte elemente portante care permit aceasta sau, de
asemenea, dacă acest lucru se poate accepta, prevederea unor elemente portante verticale (stâlpi) în
zona afectată şi a unei subgrinzi cu caracter definitiv.
In fine, se pot adopta solutii de consolidare a grinzii pe toata lungimea ei prin structuri din otel special
concepute. Una dintre cele mai simple consta in aplicarea unei platbande longitudinale pe intradosul grinzii,
legata de aceasta cu scoabe infipte la partea superioara si montate la 45 de grade care transmit astfel la
extradosul grinzii fortele de tractiune
36
37
Măsuri pentru îmbunătăţirea legăturilor dintre planşeul de lemn şi pereţii de zidărie
Alcătuirea planşeului trebuie să permită transmiterea încărcărilor masice orizontale la structura
verticală a construcţiei. Când acest rol nu poate fi îndeplinit în condiţii de siguranţă (rezemări insuficiente ale
grinzilor, forţe verticale insuficiente pe zidărie care să asigure o frecare eficientă, mortarul zidăriei este
degradat etc.) sunt necesare măsuri speciale de legare a elementelor planşeului de pereţii structurali de
zidărie.
În vederea realizării acestei cerinţe se introduc dornuri de prindere care lucrează la forfecare sau/şi
se montează tiranţi de oţel, de preferat pretensionaţi, prevăzuţi cu ancoraje adecvate la legătura cu
peretele. Tiranţii care pot îndeplini şi suplimentar rolul de solidarizare a pereţilor de pe cele două direcţii se vor
dispune cu precădere în lungul pereţilor paraleli cu direcţia de atac seismic pentru care se prevăd tiranţii
(fig. de mai jos).
Măsuri pentru sporirea rigidităţii planşeelor în planul lor
Sporirea rigidităţii în planul planşeelor este necesară pentru multe din construcţiile de zidărie cu
planşee de lemn, la care aceste elemente nu au fost concepute ca diafragme orizontale.
Soluţia din fig. de mai jos constă în introducerea unor tiranţi de oţel, de o parte şi de alta a grinzilor
secundare şi a unei podine rigide din plăci de placaj gros de lemn prinsă cu cuie de grinzile de pe
cele două direcţii.
O alta soluţie prezentată principial în fig. de mai jos constă în introducerea de contravântuiri
metalice, pentru a realiza împreună cu elementele de lemn ale planşeului grinzi cu zăbrele pe
38
ambele direcţii. Aceste elemente rigide sunt în măsură să transmită forţele de inerţie orizontale la
pereţii structurali.
Planşeu de lemn alcătuit din grinzi (pe direcţia y), antretoaze şi toroane de oţel (pe direcţia x) şi acoperite de
elemente de placaj fixate cu cuie de grinzi şi antretoaze
Diafragma parţială. Cazul unui planşeu de lemn cu grinzi şi antretoaze (fără panouri fixate cu cuie), rigidizate
prin contrafise de rigidizare alcătuite din elemente de lemn şi toroane de oţel
39
Repararea si consolidarea elementelor structurale ale acoperisurilor
Acoperisurile cu structura de rezistenta din lemn sunt realizate intr-o varietate mare de tipuri
constructive si deschideri din cele mai diverse, mergand pana la cele foarte mari, chiar peste 100m.
La constructiile civile, in special cele de locuit, structura de rezistenta a acoperisurilor din lemn este
sub forma unor sarpante, cele mai frecvente fiind cele pe scaune. Elementele care se degradeaza
frecvent la acest tip de sarpante sunt: astereala, capriorii (cel mai adesea la streasina) si panele. In
cazul panelor si capriorilor, foarte adesea sagetile efective depasesc sagetile admisibile.
O solutie simpla de consolidare a elementelor degradate este dublarea acestora cu elemente
sanatoase din lemn.
La constructiile industriale si agricole se realizeaza, de obicei, structuri de rezistenta ale acoperisurilor
din grinzi cu inima plina din scanduri incrucisate batute in cuie, ferme triungiulare sau trapezoidale
(grinzi cu zabrele cu talpa superioarea dreapta sau curba, realizate din lemn sau lemn si metal),
cadre sau arce cu trei articulatii etc.
40
41
42
43
