Există o diferență de funcționalitate structurală între un stâlp de susținere care poartă singur încărcările ce i se aduc și unul care este susținut și rigidizat de elemente de zidărie. Această zidărie se numește zidărie confinată pentru că ea există în loc când se toarnă betonul și practic betonul vine și închide perimetrul, formând cu ajutorul zidului de cărămidă o cutie structurală și rigidă. Fiind ajutat de de zidărie, dimensiunile stâlpului sunt mai mici, iar asta are implicații pentru interior și exterior, în favoarea designului interior și a prețului final mai scăzut.
[adinserter block=”3″]
De fiecare dată, când hotărâți dimensionarea și calculul materialelor pentru o viitoare construcție, o să vă loviți de dimensiunile elementelor structurale și de grosimea pereților. Uneori, aceste elemente structurale, vor aduce complicații și probleme în planificarea și execuția spațiului interior. De aceea este bine să proiectăm clădirea cu un ochi la partea structurală și celălalt la designul de interior. Dacă nu ne iese de prima dată, vom reîncerca încă odată, și încă odată. Cu fiecare încercare ne vom apropia de un proiect cât mai funcțional și mai eficient.
Cum funcționează stâlpii simpli de beton armat
Mai jos, vom putea observa o clădire din beton armat cu stâlpi pătrați simpli. Stâlpii de jos sunt finalizați și de decofrați, iar planșeul primului etaj deja trimite încărcări în ei. Aici vine partea importantă și specifică acestor stâlpi. Deși pe lângă ei se poate pune zidărie, sticlă, panouri termoizolante, etc., partea structurală este doar funcționalitatea stâlpului. Zidul, peretele de sticlă, gips-carton, etc. nu este decât o încărcare asupra structurii. Din punct de vedere structural, peretele nu are contribuții de rigidizare sau rezistență la compresie.
[adinserter block=”3″]
Am putea spune și următorul lucru. Uneori, clădirile de beton sau oțel cu sistem de rezistență pe stâlpi sunt proiectate să “renunțe” la pereți, atunci cânt sunt zguduite puternic de un cutremur. Chiar eu locuiesc într-o clădire care are pereți nestructurali din BCA, cu rolul de a părăși clădirea când un cutremur ar zgudui prea tare clădirea și ar aduce forțe extraordinare de încărcare pentruu structura de rezistență. Aceste strategii de design sunt foarte întâlnite la blocuri și structuri menite să se autodistrugă estetic, pentru a rămâne structural în picioare, aruncând o parte din încărcare.
Dacă citiți normativele, o să observați că dimensiunile minime ale unul stâlp neconfinat, adică simplu și liber ca cel din imagine, va avea dimensiuni minime de 300 x 300 mm. Această grosime minimă are legătură cu regulile de acoperire minimă a armăturii cu beton, cu distanța minimă între două bare de armătură, cu dimensiunile agregatelor din beton și cu înălțimea minimă obligatorie a etajului și implicit a stâlpilor. Cu cât etajul este mai înalt, cu atât stâlpul va fi mai gros, fără să aibă o legătură cu încărcarea utilă a clădirii finale. Aveți geijă la acest aspect de proiectare.
Cum funcționează zidăria confinată cu beton sau stâlpul dintre cărămizi?
Zidăria confinată este foarte des utilizată la noi în țară. Pe lângă avantajele structurale și financiare pe care am să le prezint în continuare, reprezintă o modalitate prin care putem cofra stâlpii cu un cofraj parțial. În mod intenționat am ales o imagine, unde zidărie nu este construită din materiale ceramic sau vreo formă de cărămidă eficientă. Am făcut așa pentru că vreau să vă arăt că această zidărie contribuie mai mult sau mai puțin, dar contribuie la partea structurală și ajută stâlpii din beton turnat de la conțuri să rămână drepți și rigizi. Spunem că elementele conlucrează.
[adinserter block=”3″]
De aceea, dimensiunile minime ale unui stâlp din beton armat, ajutat de zidărie, sunt de doar 250 x 250 mm. Evident, pe măsură ce înălțimea etajului și apar forțele de încărcare a clădirilor mari, nu o să mai putem utiliza acest tip de sistem constructiv pentru că ar însemna ca pe măsură ce grosimea stâlpului crește, să crească și grosimea peretelui. Asta ar îngreuna prea mult clădirea și crește exagerat costul financiar. Însă, pentru clădiri unifamiliale funcționează pentru că grosimea unui zid este oricum de grosimea stâlpului, pentru termoizolație, izolație fonică, masă termică, etc.
Puteți observa că betonul turnat între cele două ziduri de cărămidă este bine împletit cu elementele de zidărie. Aceasta este o particularitate a acestul caz, în timp ce stâlpii simpli au o ancorare superficială cu pereții pe care îi susține. Însă armătura stâlpului nu se extinde în zidărie. Această zidărie este construită doar cu mortar și nu este armată. Nu vreau să confundați acest exemplu cu situația în care bolțarii de beton sunt armați și umpluți cu beton. Zidăria poate fi din ceramică, BCA, BCU, bolțari de beton, piatră.
Structuri cu stâlpi simpli și zidărie confinată
Este absolut normal să aveți o clădire cu o structură de rezistență pe beton armat, care are zidărie confinată acolo unde există pereți cu zidărie, iar în zonele unde nu avem pereți să utilizăm stâlpi simpli. Este foarte des întâlnit să avem o combinație structurală, atât timp cât calculăm comportarea elementelor la forțe extraordinare sau la geometria decorului interior. De regulă, pentru casele unifamiliale, dimensiunile de 250 mm și 300 mm sunt suficiente când sunt construite cu armătura, betonul, forța de muncă și uneltele potrivite.
[adinserter block=”3″]
Diferența de 25 mm, de-o parte și de alta, nu reprezintă o geometrie deranjantă, mai ales că stâlpii simpli sunt amplasați în exterior sau interior, fără a fi conectați la elemente de partiționare. O altă chestiune importantă pe care vreau să o observați este lagată de direcția din care zidul de beton vine să conlucreze cu stâlpul. În imaginea de mai jos avem un stâlp conectat la zidărie într-o singură direcție, deci neconfinat pe cele două direcții X și Y, ci doar pe X să spunem. Vom presupune că pe direcția asta, zidăria este suficient de bine împletită cu stâlpul.
Cum zidăria urmează a servi doar în compresiune, nu și în tensiune, latura neconfinată va trebui să fie mărită în proporții pentru a se putem comporta corespunzător și similar forțelor de încărcare. În realitate, stâlpul de beton care nu confinează ziduri pe cel puțin două direcții diferite, cum ar fi X și Y, va fi considerat stâlp simplu, nu unul care confinează zidăria. Practic ne vom întoarce la regulile de la primul subpunct, cu diferența că peretele de zidărie este ancorată cât mai bine în acest stâlp vecin cu el.
comments title