Construcții Metalice

Materialele uzuale folosite la realizarea construcţiilor metalice sunt: lemnul, oţelul, zidăria de cărămidă sau de piatră, betonul cu sau fără armare etc. Fiecare material este folosit la tipul de construcţie corespunzător caracteristicilor sale. Aceste caracteristici sunt de două feluri şi anume:

- caracteristici care privesc materialul propriu-zis (omogenitatea, proprietăţile mecanice, comportarea în timp, la transport şi la prelucrare);

- caracteristici care privesc executarea construcţiei (tehnica de execuţie, comportarea în exploatare, estetica).

Privit din punct de vedere al acestor caracteristici , oţelul prezintă următoarele avantaje faţă de alte materiale de construcţie: este un material omogen şi are proprietăţi mecanice superioare tuturor celorlalte materiale. Rezistenţa sa la întindere , la compresiune şi la încovoiere, solicitări întâlnite la cele mai multe elemente ale construcţiilor, sunt dintre cele mai ridicate.

Avantajele construcţiilor metalice, în raport cu construcţiile din alte materiale:

- sunt mai uşoare, deoarece rezistenţele admisibile ale oţelului sunt mult mai mari decât ale celorlalte materiale de construcţie (beton, beton armat, lemn). Aceasta face ca piesele de oţel să aibă dimensiuni şi greutăţi mai mici decât piesele din alte materiale destinate aceloraşi solicitări;

- executarea elementelor construcţiilor metalice prin procedee industriale permite folosirea forţei de muncă în tot timpul anului, fără întreruperi în timpul iernii, cum este cazul construcţiilor de beton sau de zidărie. Execuţia din elemente prefabricate permite demontarea şi montarea lor în alt loc, dându-li-se, eventual, o altă utilizare; de exemplu, podurile de cale ferată care nu mai corespund pentru un anumit trafic se demontează şi se remontează pe linii secundare sau se transformă în poduri de şosea;

- durata de utilizare a construcţiilor metalice este foarte mare;

- volumul manoperei de execuţie şi de montaj este redus. Prin uniformizarea detaliilor şi prin folosirea unor forme constructive simple se poate ajunge la un consum şi mai redus de manoperă;

- se montează uşor şi rapid, nefiind necesare schele complicate de montare;

- pot fi folosite imediat după montare, nemaifiind necesar timpul de întărire (de priză) de la construcţiile de beton;

- materialul construcţiilor metalice se recuperează după demolarea acestora, prin retopire sau chiar refolosire.

Dezavantajele construcţiilor metalice în raport cu construcţiile din alte materiale de construcţie:

-oţelul este un material relativ scump;

- executarea construcţiilor metalice necesită utilaj complex şi personal pregătit şi specializat atât pentru execuţie cât şi pentru montaj;

- toleranţele de execuţie fiind mici, impun respectarea întocmai a documentaţiei de execuţie;

- construcţiile metalice sunt supuse coroziunii şi necesită cheltuieli de întreţinere sumplimentare.

În timpul exploatării, construcţiile metalice necesită o supraveghere continuă şi lucrări periodice de întreţinere.

Construcţiile montate în exterior, supuse agenţilor atmosferici şi intemperiilor, trebuie să fie protejate periodic, sau când se constată că au suferit degradări, prin aplicarea de straturi de vopsea adecvată condiţiilor de mediu în care funcţionează construcţia.

În ceea ce priveşte execuţia construcţiilor metalice tendinţa actuală este realizarea elementelor principale ( stâlpi, grinzi, ferme etc.) pe scară industrială, cu elemente tipizate, în întreprinderi specializate şi cu utilaje şi maşini-unelte speciale.

ELEMENTELE COMPONENTE ALE CONSTRUCŢIILOR METALICE

Construcţiile metalice au forme, dimensiuni, şi destinaţii foarte diferite: construcţii cu etaje, turnuri şi stâlpi de susţinere, poduri de şosea şi cale ferată etc. Construcţiile metalice sunt alcătuite din elemente legate între ele în diferite moduri şi care pot fi grupate în: table, platbande, profile (corniere, profile U, profile I etc.) şi ţevi. Asamblarea acestor elemente se poate face prin sudare, nituire şi chiar prindere cu şuruburi.

La alcătuirea elementelor de construcţii metalice se cere ca acestea să fie simple şi să folosească elemente standardizate.

Alcătuirea elementelor trebuie să asigure prinderea la noduri, asamblarea corectă, întreţinerea uşoară în timpul exploatării şi rigiditatea la transport şi montaj.

Prinderi. Soluţii constructive

Prinderile în noduri şi îmbinările elementelor de construcţie trebuie să fie simple şi să asigure totodată transmiterea eforturilor fără a produce solicitări sumplimentare.

Prinderile în noduri se fac, în general, cu ajutorul guseelor, dar se poate face şi direct, fără elemente intermediare. Guseele sunt elemente din tabla groasă, de forme variate, în funcţie de numărul şi direcţia barelor concurente în nod.

Evitarea apariţiei solicitărilor sumplimentare datorită montajului excentric, rigidităţii nodurilor, presupune o centrare prealabilă a barelor. Există două cazuri:

- bara are secţiunea simetrică şi prinderea ei se paote face simetric;

- bara are secţiune asimetrică ( bare formate din două corniere) şi atunci prinderea se face fie după linia centrelor de greutate, fie după linia niturilor;

Prinderea barelor în noduri are mai multe soluţii:

- prinderea directă;

- prinderea cu guseu în prelungire – este preferată în cazul îmbinării sudate;

- prinderea cu guseu intercalat – soluţia poate fi folosită şi în cazul îmbinării sudate dar şi în cazul îmbinării nituite;

- prinderea cu guseu suprapus – soluţia este folosită în cazul îmbinării nituite;

Înnădiri. Soluţii constructive

Înnădirile se pot realiza cu ajutorul ecliselor sau a cornierelor de îmbinare. Ele trebuie alcătuite în aşa fel încât să nu constituie părţi slabe, pentru con¬strucţie şi să se poată controla în timpul exploatării.

Înnădirea platbandelor. Platbandele sunt elemente de tipul plăcilor la care o dimensiune predomină în raport cu celelalte două.

Platbandele nu se folosesc izolate şi de aceea înnădirea lor nu este o ope-

raţie independentă; soluţia care se adoptă este determinată de configuraţia

ansamblului din care face parte.

Înnădirea platbandelor se poate face prin sudare sau prin nituire, cu sau fără eclise.

Înnădirea prin sudare fără eclise foloseşte sudură cap la cap; rostul se dispune normal pe direcţia eforturilor. Când nu se poate asigura o sudură de calitate, se pot executa înnădiri cu rostul înclinat faţă de direcţia eforturilor (a = 30o - 45°).