CONSTRUCTII SI ELEMENTE DE CONSTRUCTIE DIN METAL loading...
CONSTRUCTII SI ELEMENTE DE CONSTRUCTIE DIN METAL MATERIALE FOLOSITE LA CONSTRUCTII METALICE Metalele sunt folosite, cu precadere, la anuite sistee constructi!e datorita unor perforante specifice, care sunt" # gradul de siguranta sporit in e$ploatare datorat structurii oogene si i%otopiei otelului, re%istentele sale ecanice ari, aceleasi la intindere si copresiune precu si unei &une concordante, intre ipote%ele de calcul si coportarea reala a aterialului' # etanseitate la trecerea lic(idelor sau ga%elor datorata copactitatii otelului si i&inarilor sudate' # re%istente ecanice, raportate la greutate proprie, ai ridicate decat ale altor ateriale de constructie )&eton, %idarie*'
# posi&ilitati largi de industriali%are a eleentelor si a su&ansa&lurilor constructiilor etalice, ceea ce conduce la iportante a!anta+e )oogenitatea caracteristicilor ecanice, econoie de aterial, anopera, reducerea duratei de e$ecutie*' Materialele pre%inta si unele de%a!anta+e, printre care" # re%istenta sla&a la actiunea coro%i!a a uiditatii atosferice si ai ales a unor agenti agresi!i )ga%e sau lic(ide* care deterina, in tip, reducerea sectiunilor si a capacitatii portante, in !ederea diinuarii efectelor coro%iunii, constructiile etalice necesita c(eltuieli de intretinere ai ari decat cele de %idarie si de &eton' in od o&isnuit protectia autocoro%i!a a otelului se asigura prin proiectarea rationala a eleentelor etalice si prin acoperirea suprafetelor cu pelicule protectoare )!opsele, lacuri, eailuri*, in acelasi scop se pot folosi lainate din otel cu re%istenta arita la coro%iune care ridica insa costul in!estitiei' # re%istente ecanice reduse la teperaturi peste -o
o
C si pierderea capacitatii de re%istenta a
o
otelului la -- C, iar a alia+elor de aluiniu la /-- C' protectia constructiilor etalice ipotri!a
teperaturilor ridicate si a focului se reali%ea%a cu &eton sau %idarie, deterinand insa reducerea suprafetelor utile si cresterea indicilor de cost. Tinand cont de e$perienta acuulata in doeniul constructiilor etalice, in tara noastra si in alte tari, doeniile de utili%are rationala a otelului in constructii sunt acelea in care se urareste preluarea unor solicitari ari prin interediul unor structuri de re%istenta cu greutate cat ai redusa si anue" # cladiri industriale # (ale cu desc(ideri ari, cu poduri rulante, in general orice constructie supusa la socuri si !i&ratii puternice' # cladiri inalte, cu ai ult de 01#- ni!eluri' # constructii ingineresti inalte # turnuri sau piloni de tele!i%iune, stalpi pentru sustinerea liniilor electrice etc.' # structuri etalice pentru acoperisuri de are desc(idere' sali de e$po%itii, sport sau spectacole, (angare, ateliere de reparatii etc.' # structuri etalice pentru unele utila+e fi$e sau o&ile # acarale, poduri rulante' # structuri din ta&la # recipienti sau re%er!oare' # structuri usoare din otel reali%ate din profile cu pereti su&tiri forate la rece'
OTELURI 2ENTRU CONSTRUCTII Constructiile etalice se reali%ea%a din seiprefa&ricate de otel produse de industria siderurgica' in functie de conditiile specifice de e$ploatare, otelurile pot fi grupate, dupa perforante astfel" # oteluri de u% general, li!rate su& fora de produse lainate la cald, care sunt oteluri carton sau sla& aliniate, clasificate dupa re%istenta inia de rupere ce repre%inta arca otelului' # oteluri re%istente la coro%iunea agentilor atosfer ici )ORC* o&tinute prin alierea cu eleente care intra in solutie, prin reactie anodica, ai lent decat fierul )cupru, fosforul, croul, nic(elul*' # oteluri cu granulatie fina pentru constructii sudate )OCS* care sunt oteluri sla& aliate, cu granulatie fina' # oteluri re%istente la rupere fragila la teperaturi +oase si foarte +oase o&tinute prin aliere cu nic(el'
# oteluri cu liita de curgere foarte ridicata, o&tinute din unele oteluri sla& aliate pe &a%a unor te(nologii speciale' # oteluri aliate )cu cro* pentru eleente speciale, cu sunt suru&urile de inalta re%istenta. 2erforantele fi%ico#ecanice ale otelurilor sunt deterinate prin incercari de la&orator, dintre care cea ai iportanta este la tractiune, prin care se inregistrea%a deforatiile su& sarcina ale epru!etelor. Re%ultatele incercarilor la tractiune se e$pria grafic printr#o diagraa 3#4, denuita diagraa caracteristica. Alte incercari de la&orator efectuate asupra etalelor folosite in constructii sunt" # duritatea, deterinata, in od o&isnuit prin cur&a 5rinell, care consta in asurarea re%istentei opuse de suprafata etalului la patrunderea unei &are de otel dur, actionata de o forta constanta. 6uritatea se notea%a cu 75 si se e$pria prin raportul dintre intensitatea forte i si suprafata aprentei lasata de &ila. # re%ilienta sau incercarea de rupere la inco!oiere prin soc, care se e$pria ca raport dintre lucrul ecanic a&sor&it de epru!eta la rupere si suprafata sectiunii de rupere' # incercarea la indoire se e$ecuta in conditii de santier, la rece, in !ederea aprecierii capacitatii de deforare plastica a otelului' # incercarea la o&oseala, prin care se urareste aprecierea coportarii otelului la solicitari !aria&ile, periodice. 2roduse lainate si alte seiprefa&ricate din etal 2roduse lainate sunt seiprefa&ricate standardi%ate din otel reali%ate de industria siderurgica si apoi su& fora de" # ta&la care se o&tine prin lainarea la cald a otelului car&on sau aliat su& fora de foi de ta&la su&tire )0# *, i+locie )/#8 * si groase )ai ari de 8 *. 2rin taierea ta&lelor se o&tin plat&ande cu latie intre 0- # -- si grosie intre si 8- ' # profile lainate, care se deose&esc dupa fora si diensiunile sectiunii trans!ersale' # te!i pentru constructii si instalatii, din otel, lainate la cald sau sudate longitudinal ori elicoidal etc. # tu&uri si piese de legatura din fonta, cu sau fara flanse, te!i din plu&, de presiune sau scurgere si te!i din cupru, %inc sau otel %incat pentru instalatii' # nituri confectionate din OL /8 sau OL /9 si nituri din etale neferoase )cupru, aluiniu, alaa*'
# suru&uri, piulite, flanse etc. # araturi pentru taplarie' # ateriale de adaos la sudare electrica # electro%i si flu$uri de sudura. 2roduse din etale neferoase folosite in constructii sunt" # aluiniu si alia+ele din aluiniu su& fora de sara, ta&la si profile' # %incul si cuprul su& fora de sare, ta&le, conducte folosite la instalatii, in!elitori etc. # plu&ul folosit ai ales la instalatii su& fora de conducte. Materiale neferoase se folosesc pe scara ai restransa su& fora de alia+e' # alaa )alia+ul cupru si %inc* si &ron%ul )care este alia+ul cupru cu staniul* folosite la lucrari de instalatii si taplarie )feronerie*' #
duraluiniu )alia+ul aluiniului cu agne%iu* folosit la confectionarea profilelor pentru unele eleente structurale.
Produse de baza din otel
ELEMENTE STRUCTURALE METALICE
2rincipii de alcatuire Constructiile etalice sunt structuri spatiale reali%ate prin cone$iunea unor eleente de re%istenta care pot fi grupate in functie de caracteristicile geoetrice si ecanice in uratoarele categorii" ca&luri, &are, placi. Ca&lurile, la care lungiea este predoinanta in raport cu diensiunile sectiunii trans!ersale, nu au rigiditate la inco!oiere si copresiune fiind capa&ile sa preia nuai eforturile a$iale de intindere. 5arele pre%inta rigiditate la inco!oiere si copresiune fiind capa&ile sa preia orice tip de efort" intindere, copresiune, inco!oiere, forfecare si torsiune. 2laci plane sau cur&e, la care doua diensiuni sunt predoinante in raport cu a treia )grosiea*, intra in alcatuirea unor platfore, penti ai recipientilor s.a. Eleente de larga utili%are la alcatuirea structurilor etalice sunt" # grin%i cu %a&rele, alcatuind sistee plane si spatiale indefora&ile, alcatuite din &are drepte, ansa&late la noduri' sunt solicitate in ansa&lu la inco!oiere ceea ce deterina eforturi a$iale )intindere si copresiune* in &are' inco!oierea &arelor poate apare ca efort secundar datorita rigiditatii nodurilor sau a incarcarilor locale aplicate intre noduri' # grin%i cu inia plina, care sunt &are cu sectiunea adaptata solicitarilor de inco!oiere cu forta taietoare' # stalpi, care sunt &are !erticale solicitate la copresiune centrica sau e$centrica. :rin%i cu %a&rele 6oeniile de utili%are sunt !ariate" acoperisurile cu desc(ideri ari pentru constructii industriale de tip (ala sau pentru constructii social#culturale, paduri rulante, poduri de sosea sau cale ferata s.a. Sisteul de %a&rele poate fi" triung(iular, dreptung(iular, incrucisat, in ; sau cu &are suplientare )diagonale si ontanti*, cu rolul de a reduce lungiile de fla&a+ ale unor eleente principale sau a reali%a noduri suplientare de transitere a incarcarilor. 5arele cu sectiune T, cu perete siplu, pentru fere cu desc(ideri reduse )siple* si cu arii necesare de talpi pana la /-- c, conduc la fore constructi!e siple.
2entru fere de tip ediu, sectiunile talpilor se o&tin din doua profile lainate sau doua corniere putin distantate si solidari%ate cu, sectiunile pot fi intarite, dupa ca%, cu plat&ande sudate sau nituite. Sectiunile cu perete du&lu se o&tin prin solidari%area celor doua inii prin interediul talpii. Aceasta solutie constructi!a, folosita la ferele cu desc(ideri ari siplifica prinderea &arelor in noduri si confera structurii rigiditate are. 2rinderea &arelor in noduri se reali%ea%a constructi! prin" # prinderea directa, la &arele cu solicitari reduse' # prinderea cu gusee aplicate, la &arele cu solicitari ari, a!and sectiuni cu peretele du&lu' # prinderea cu gusee intercalate, a!and sectiuni cu perete siplu sau du&lu la care, in nod, se innadesc si iniile talpii. Ca i+loace de i&inare se folosesc" sudura, suru&urile si, ai rar, nituirea. :rin%i cu inia plina Se e$ecuta din profile lainate la cald sau forate la rece cu sectiune plina, pentru desc(ideri si incercari relati! reduse sau din &are cu sectiune copusa, sudate sau nituite Stalpi Stalpii (alelor industriale cu sau fara pod rulant, stalpii care sustin eleente de inc(ideri s.a., sunt eleente solicitate siultan la copresiune si inco!oiere. MIJLOACE DE IMBINARE
A. I&inari sudate In constructiile etalice se folosesc procedee de sudare, clasificate in doua grupe" •
sudura prin topire cuprinde
# sudarea cu arc electric' # sudarea fara flacara o$iacetilenica a pieselor groase' I&inarea se reali%ea%a cu etal adaugat in stare topita. •
sudura prin presiune sau sudare electrica prin re%istenta"
# sudare cap la cap' # sudare prin puncte'
# sudarea cu &anda continua
5. I&inari nituite Nitul este o ti+a cilindrica terinata cu un cap, a!and un diaetru ai are, nuit cap de ase%are. 2entru reali%area unei i&inari, ce constituie pac(etul de strans' apoi cu aterial din propria lor ti+a se e$ecuta uplerea gaurilor si capul al doilea, nuit cap forat sau cap de strangere. Clasificarea niturilor 0. dupa scopul lor, i&inari nituite folosite in constructiile etalice se ipart in" a* i&inari de re%istenta in prinderi si innadiri' &* i&inari de solidati%are' c* i&inari de re%istenta # etanse' d* i&inari de etansare. . dupa procedeul de e$ecutie. Nituirea se e$ecuta la cald sau la rece. a* nituirea la cald se face in ca%ul niturilor cu diaetrul ai are de 0/ # inainte de a fi introduse in gaurile pac(etului de strans se incal%esc la rosu desc(is <--#0--- oC. &* nituirea la rece sau presarea cu asini speciale. /. dupa re%istenta la i&inare" a* i&inari nituite cu re%istenta norala' &* i&inari nituite cu re%istenta redusa C. I&inari &ulonate La confectionarea &uloanelor se folosesc &are rotunde de otel OL /< )re%istenta la rupere intre /<-- si 89-- ;g=c alungire inia de 0>* sau din oteluri.
Procedee de asablare a eleentelor din otel
Protectia contra coroziunii
Protectia la !oc
CONSTRUCTII METALICE
6efinitie" in doeniul constructiilor etalice intra lucrari foarte !ariate, de la constructii integrale de are an!ergura, la eleente de ica iportanta, reali%ate din ateriale etalice diferite ca fora si caracteristici, prelucrate si asa&late confor detaliilor de e$ecutie in eleente de constructii" stalpi, grin%i, fere etc. Se utili%ea%a in doenii foarte largi" # structuri de re%istenta integral etalice la (ale cu poduri rulante, cu desc(ideri si tra!ei ari, inaltii ari ale stalpilor' # acoperisuri etalice pe stalpi din &eton arat )de regula prefa&ricati*' # structuri integral etalice pentru cladiri ultieta+ate cu inaltii ari' # constructii in interiorul unor cladiri industriale ari )platfore, pasarele*' # sc(elete etalice pentru sustinerea de utila+e sau instalatii te(nologice' # inc(ideri e$terioare sau copartientari interioare la (ale industriale' # constructii speciale cu inaltie foarte are' # eleente secundare" placi etalice inglo&ate in &eton, console etalice, eleente de copletare. Iportanta lucrarilor de constructii etalice A!and in !edere area !arietate a constructiilor etalice, reali%area lor iplica cunoasterea si respectarea unei foarte largi gae de asuri si anue" # e$ecutarea cu are preci%ie a eleentelor pentru care se ontea%a si se fi$ea%a constructiile sunt" fundatii, stalpi din &eton arat, &uloane de ancorare, e$istenta altor confectii etalice' # e$ecutarea in unitatile de productie speciali%ate )industrie sau ateliere proprii* a reperelor si eleentelor asa&late, cu respectarea stricta a diensiunilor din desenele de e$ecutie si a calitatii otelurilor utili%ate' # transportul si depo%itarea corecta a eleentelor etalice confectionate cu i+loace si dispo%iti!e care sa le asigure integritatea si indefora&ilitatea ' # asigurarea protectiei contra actiunii agentilor atosferici prin !opsire, peliculi%are, asuri speciale in edii agresi!e. Caracteristici ale lucrarilor de constructii etalice
Lucrarile de constructii etalice ipun asigurarea corespun%atoare a unor conditii speciale si anue" # din punct de !edere al aterialelor, pro&lee legate de calitatea otelurilor folosite, de indefora&ilitatea coponentelor fiecarui eleent, de e!itare a coro%iunii dincolo de liitele adise' # din punct de !edere a fortei de unca, constructiile etalice ipun un ni!el de calificare superior, care sa poata asigura calitatea ridicata a lucrarilor de confectionare si onta+' #
din punct de !edere al utila+elor necesare transportului, anipularii si ontarii eleentelor etalice, acestea sunt in ca%urile o&isnuite cele e$istente in od u%ual in dotarea santierelor. Clasificarea lucrarilor de constructii etalice 6in nueroasele clasificari posi&ile se pre%inta nuai doua legate direct de acti!itatea de
santier" 0* clasificarea dupa locul unde sunt confectionate eleentele etalice" # eleente e$ecutate in unitati industriale speciali%ate )in special" grin%i si fere etalice, stalpi, grin%i de rulare*' # eleente e$ecutate in ateliere speciali%ate din &a%ele de productie ale unitatii de constructii' # eleente siple e$ecutate la o&iect. * clasificare dupa locul de onta+ al eleentelor etalice" # eleente asa&late la sol si ontate su& fora unor parti ari de constructii )acoperisuri asa&late la sol si ridicate apoi la po%itie, inc(ideri din panouri ari preasa&late etc.*' # eleente ontate &ucata cu &ucata la po%itia finala )fere, pane, inc(ideri, platfore si pasarele*' Criterii esentiale in alegerea !ariantei te(nologice optie Alegerea !ariantei te(nologice de e$ecutare a constructiilor etalice depinde de" # tipul structurii' # tipul de eleente etalice' # fora si diensiunile eleentelor etalice'
# greutatea eleentelor' # posi&ilitatile de transport de la locul de confectionare la locul de onta+ si druurile de acces' # posi&ilitatile de asigurare a utila+elor de ridicat in atelierele de confectii etalice si pe santier' # spatiul de care se dispune in santier pentru depo%itare, pentru prefa&ricare la sol a partilor de constructie etalica # posi&ilitatile de acces cu i+loacele de transport si de ridicare in %ona o&iectului' # gradul de calificare a fortei de unca e$istente' # nuarul personalului uncitor de care dispune pentru e$ecutarea operatiilor de onta+' # tipul si nuarul i&inarilor ce tre&uie e$ecutate. 2regatirea lucrarilor 2regatirea lucrarilor repre%inta o fa%a e$tre de iportanta, de aceasta depin%and calitatea e$ecutiei, producti!itatea uncii, utili%area rationala a resurselor, in final respectare a terenelor de punere in functiune a in!estitiei. 2regatirea lucrarilor tre&uie sa !i%e%e in principal uratoarele aspecte" # apro!i%ionarea cu ateriale necesare si asigurarea depo%itarii lor corecte' # asigurarea confectionarii eleentelor etalice in atelierele speciali%ate' # asigurarea i+loacelor de transport speciale ec(ipate pentru transportul de la locul de confectionare la locul de onta+' # asigurarea traseelor pentru transport' # pre!ederea i+loacelor de anipulare" acara, poduri rulante etc. in atelierele de confectii' # sta&ilirea locului si odului de depo%itare la atelierele de confectionare si la santier' # ela&orarea unei fise te(nologice adec!ate pentru e$ecutarea onta+ului prin care sa se pre!ada odul de onta+, utila+ele necesare pentru anipulare, constructii pro!i%orii necesare la onta+' # pre!ederea prin docuentatie a surselor de apa, energie electrica, alte eleente ipuse de e$ecutie. Confectionarea constructiilor etalice
In unitatile speciali%ate pentru constructii etalice se e$ecuta, de o&icei, eleente tipi%ate ca" fere, pane, grin%i de rulare, eleente de inc(idere, dar si alte eleente care nu fac o&iectul unor proiecte tip, cu sunt" stalpi, fere unicat, platfore, pasarele etc. Eleentele te(nice sa fie transporta&ile. Aceasta conditie se respecta fie cand eleentul in sine este ga&aritic, fie cand eleentele aga&aritice sunt tronsona&ile. Atelierele de confectii etalice in cadrul unitatilor de constructii 6e regula, aceste ateliere tre&uie sa fie dotate cu" # o (ala de productie )atelierul de confectii etalice*' # utila+ele de anipulare a aterialelor si a confectiilor )acarale, poduri rulante*' # un depo%it de ateriale' # platfora )%ona* de de&itare, dotata cu utila+ele si dispo%iti!ele necesare. # platfora de lucru e$terioara, pentru piese de ga&arit foarte are' # depo%it de produse finite, su&ansa&luri, confectii' # la&oratorul sau punct la&orator pentru incercari distructi!e si nedistructi!e.
Confectionarea eleentelor etalice in cadrul santierului E$ecutia confectiilor etalice in cadrul santierelor, direct la locul de punere in opera este liitata, de regula, strict la eleente ici, de copletare. In acest scop, nici dotarea santierului nu tre&uie sa fie deose&ita, liitandu#se la asigurarea posi&ilitatilor inie de trasare, taiere si sudare a reperelor. Transportul eleentelor de constructii etalice Alegerea tipului de transport se face in functie de" # distanta de transport' # greutatea eleentului' # fora si diensiunile acestora' # caile de transport e$istente.
Transportul se poate face cu" # CFR' # auto' # diferite i+loace speciale )platfore*. 6epo%itarea eleentelor de constructii 6epo%itarea repre%inta o etapa o&ligatorie. In fiecare depo%it, aena+arile tre&uie sa asigure integritatea eleentelor etalice pe toata perioada depo%itarii. Montarea constructiilor etalice Operatiile de onta+ se reali%ea%a prin i&inarea eleentelor confectionate cu sudura, &uloane, suru&uri de inalta re%istenta si, ai rar, cu nituri. Aceste tipuri de i&inari ipune o e$ecutie e$acta, tolerantele fiind foarte ici. Inaintea inceperii onta+ului propriu#%is tre&uie efectuate unele operatii legate de !erificarea eleentelor e$istente si e!entuala lor corectie. In acest scop se !erifica e$istenta certificatelor de calitate a aterialelor si a &uletinelor de control pe fa%e de e$ecutie a eleentelor, diensiunile si aspectul general al eleentelor si al i&inarilor, precu si a$ele si cotele eleentelor e$istente pe care urea%a sa se onte%e noile eleente de constructie etalica si %onele lor de i&inare. 6e aseenea, se !erifica punerea la punct a accesului acaralelor de onta+ si a i+loacelor de transport.
Conce"tia de ansablu a structurii
Plansee
Pereti de inc#idere
Pereti de co"artientare
