Particularitati ale structurilor metalice

Constructiile cu structura metalica reprezinta un sector foarte important al domeniului constructiilor, avand in prezent o aplicabilitate larga, de la constructii cu un singur nivel pana la cladiri foarte inalte, cu reprezentare in  tot spectrul de functiuni (industrial, comercial, rezidential, etc.). Dezvoltarea fara precedent a acestui sector in ultimii zeci de ani are la baza cateva particularitati pe care acest tip de structuri le prezinta:

Gradul mare de prefabricare

Exista doua mari etape in realizarea unei cladiri cu structura metalica: uzinarea si montajul. Uzinarea reprezinta confectionarea in atelier, din laminate sau tabla de otel, a elementelor (stalpi, grinzi, contravantuiri etc.) care vor alcatui, in urma montajului, structura de rezistenta a unei cladiri. Dupa cum spune si numele,  acest proces – uzinarea – este realmente industrial, supunandu-se exigentelor si procedeelor specifice productiei industriale si mai putin celor caracteristice  constructiilor. Astfel, in atelier,  se pot obtine reduceri substantiale de costuri si timp de executie (vis-a-vis de executia pe santier), totodata obtinand un produs finit a carui calitate este usor de controlat si care inglobeaza o mare parte din manopera totala necesara realizarii structurii.

Transportul facil si montajul rapid, implicand costuri reduse

O consecinta directa a gradului mare de prefabricare consta in montajul care se poate realiza foarte rapid, cu costuri relativ reduse si cu o dependenta mult mai mica fata de conditiile de mediu dacat in cazul structurilor de beton. In cazul structurilor metalice, atat transportul de la fabrica la santier, cat si logistica necesara montajului sunt favorizate prin greutatea  mica pe suprafata construita pe care structurile metalice o prezinta (in medie 40-75 kg/mp construit).

Durabilitatea constructiilor metalice

Exista o multidudine de constructii de marca cu structura metalica care au trecut cu succes testul timpului; fie ca vorbim de Turnul Eiffel, de podul Golden Gate sau de structura metalica care adaposteste peroanele garii Keleti din Budapesta, avem dovada ca putem spera pentru o structura metalica la o perioada de exploatare de peste 100 ani, in conditiile unei mentenante adecvate. Constructiile metalice prezinta o  serie de avantaje cum ar fi comportamentul foarte bun la actiuni seismice, acesta datorandu-se atat greutatatii proprii reduse a acestui tip de structura, dar si ductilitatii specifice otelului. Fara indoiala, exista si aspecte in care structurile metalice au un compotament deficitar fata de constructiile din beton sau zidarie. Probabil cel mai mare dezavantaj este rezistenta slaba la coroziune, fapt care impune masuri de protectie si intretinere riguroase. Cu toate acestea, posibilitatea de acoperire prin  zincare la cald a structurilor expuse direct conditiilor atmosferice aduce garantii de protectie de ordinul zecilor de ani, eliminand revopsirea din cadrul lucrarilor de intretinere. O alta latura care necesita atentie este rezistenta mai slaba la expunere la foc a structurilor metalice, in acest context existand o serie de metode de protectie a elementelor constructive de la acoperire cu vopsele termoprotectoare (intumescente), mortare izolatoare, pana la placare sau inglobarea in beton a respectivelor elemente.

Potentialul arhitectural si functional

Din acest punct de vedere structurile metalice se afla fara indoiala in top. Fie ca este vorba de cladiri cu deschideri mari si foarte mari (sali de expozitie, sali de sport) , de constructii multietajate inalte situate in zone seismice sau cu vanturi extreme, de poduri sau constructii industriale, structurile metalice sunt in general solutia care obtine cel mai bun raport calitate/ pret. Practic, conceptul de ferma (grinda cu zabrele) – cea mai intalnita solutie de rezolvare a deschiderilor mari – este aproape sinonim cu confectia metalica. Prin combinarea elementelor de structura metalica (pentru stalpi, grinzi, contravantuiri) cu elemente de beton armat (subsoluri, diafragme, plansee) s-a obtinut solutia optima pentru realizarea cladirilor inalte, care domina in prezent peisajul urban al marilor metropole.

Constructiile metalice si protectia mediului

Este bine cunoscut ca industria siderurgica, care produce practic materia prima pentru realizarea structurilor metalice, este un sector poluant si mare consumator de resurse. Cu toate acestea, structurile metalice, in anasamblu, sunt destul de ecologice, mai ales prin prisma posibilitatii de a fi dezmembrate usor si apoi reciclate dupa incheierea duratei de exploatare. Alte aspecte, cum ar fi greutatea mica pe suprafata construita si posibilitatea de a tronsona elementele la dimensiuni usor de transportat, au ca rezultat economisirea de combustibil pentru transport, implicit emisii reduse, toate acestea contrabalansand intr-o anumita masura dezavantajele date de caracterul poluant si energofag al industriei extractive si siderurgice.

Case de lemn

Multi considera casele de lemn doar un compromis, o alternativa ieftina la constructiile “serioase” din zidarie si beton. Din pacate, lipsa de cunostinte si tehnologie a dus la construirea multor case de lemn cu diverse deficiente, fapt care a intarit ideea ca acest sistem constructiv nu este la fel de durabil si confortabil in comparatie cu cel clasic.

Totusi, cred ca se pot construi si in Romania case de lemn la standarde si costuri care sa nu le plaseze in inferioritatea altor sisteme constructive prin respectarea catorva principii:

1. Adaptarea tehnologiilor la materia prima disponibila pe piata din Romania sau importarea de material care sa satisfaca niste cerinte riguroase de calitate. Altfel spus, nu se pot construi case din cheresteaua de lemn, care se gaseste in depozitele de materiale de constructii – aceasta se poate utiliza eventual pentru cofraje sau constructii provizorii.

2. Montarea structurii si a finisajelor  fara “inventii” ad-hoc, adica  aplicarea unor solutii constructive conforme cu normele, testate si acceptate de catre specialisti. Atat proiectantii cat si constructorii din Romania trebuie sa invete din experienta celor care construiesc astfel de case cu succes de zeci de ani de zile iar in lipsa unor norme nationale specifice pentru case din lemn este mai  bine sa adopte detalii din normativele altor tari decat sa incerce “redescoperirea apei calde”

3. Dimensionarea corecta a fundatiilor si a structurii de  lemn, prin asta intelegind calculul elementelor la conditiile de exploatare, dar in nici un caz supradimensionarea nejustificata care duce la cresteri de pret.

Ca si in cazul altor materiale de constructii si in cazul lemnului exista mai multe sisteme de constructie din care cele mai intalnite sunt:

1. Case din lemn masiv – peretii de rezistenta fiind alcatuiti din barne de lemn, asezate pe orizontala (gen cabana).

2. Case cu structura din stalpi si grinzi din lemn sau lemn lamelar, distribuite rar (distantele intre stalpi fiind de ordinul metrilor) .

3. Case a caror structura este constituita de peretii alcatuiti din elelmente verticale dese (montanti) amplasate la distanta de cca 40-60cm si plansee cu grinzi amplasate de asemenea la pas de cca 50cm.  Acest gen de constructie este foarte utilizat mai ales in Statele Unite (cca 90% din locuintele  unifamiliare) si Canada  unde se numeste “light frame constructions” si este cunoscut  in Romania sub denumirea de “case (din lemn) americane”. Datorita avantajelor si raspandirii pe care o are acest sistem constructiv merita sa detaliez cateva aspecte caracteristice:

Fundatia este in general din beton, dar datorita greutatii mici a structurii, este mai economica decat pentru o casa din zidarie.

Peretii sunt practic un sandwich format din panourile de inchidere (placajm, OSB, fibrogips, gips-carton, etc.) care prinde la mijloc montantii, iar in spatiul dintre acestia izolatia termica.

Planseele sunt un ansamblu de grinzi dese, peste care se monteaza mai multe straturi de materiale (de ex. OSB, Izolatie fonica, elemente de pardoseala).

Acoperisul este destul de asemanator cu o sarpanta clasica, dar poate fi format si din ferme de lemn prefabricate.

O caracteristica esentiala a sistemului este utilizarea de elemente de lemn cu sectiune standardizata, care se imbina simplu, fara chertari, dar dupa detalii riguros alcatuite (se  prevede chiar si  numarul si tipul de cuie care trebuie folosite pentru divese tipuri de imbinari)

Fara indoiala ca sunt foarte multe lucruri de spus despre casele din lemn. O sa incerc in articolele urmatoare sa aprofundez si astept in acelasi timp sugestiile dumneavoastra in legatura cu aspecte pe care le considerati intersante pentru a fi discutate.

1. Casa din barne

2. Structura cu stalpi si grinzi

3. Structura "light-frame"