Constructii metalice - Utilitate, performante


CONSTRUCTII METALICE
 
 Dezvoltarea rapida a oraselor, fenomen aparut inca de la inceputul secolului 20 si care se desfasoara si astazi intr-un ritm accelerat, este justificata de urmatoarele cauze:
 -cresterea exponentiala a populatiei
 -tendinta de urbanizare a populatiei
 -cresterea tendintelor privind imbunatatirea conditiilor de confort in spatiile locuite
 Coordonanad acestetendinte de dezvoltare a oreselor cu imperioasa cerinta de largire a fondului funciar, se ajunge la singura solutie corecta, aparitia in perimetrul oraselor, a cladirilor cu multe etaje, in special pentru institutii cu caracter administrativ, comercial, bancar, societati de asigurare, hoteluri si chiar pentru locuinte.
 In conditiile tarilor dezvoltate, aparitia cladirilor cu multe nivele este motivata si printr-o concentrare a capitalurilor in industrie, transporturi, cu mii de angajati si avand sediile in centrele comerciale importante.
 Aceste dezvoltati urbane implica investitii foarte mari, justificate nu numai de costul mare al cladirilor respective, ci si de costul foarte ridicat la infrastructurii in doemniul alimentarii cu apa si al canalizarii, in sectorul termic si electric, al transportului urban precum si pretul foarte mare ala terenului de constructie.
 Structura de rezistenta a cladirilor cu multe etaje, poate fie executata din beton-armat sau din otel. O solutie mai recenta, folosita in special la realizarea planseelor in cladirile cu multe etaje este solutia mixta otel-beton.
 In majoritatea tarilor, folosirea structurii din otel este preponderenta.
 Folosirea otelului la executarea structurii de rezistenta are urmatoarele justificari:
 1. Din costul total al unei cladiri cu multe etaje, structurii de rezistenta ii revine 8-13%, incat, chiar daca structura din beton armat costa cu 1-2% mai putin, avantajele pe care structura metalica le are fata de cea din beton sunt decisive in comparatia tehnico-economica dintre cele doua solutii de alcatuire constructiva.
 2. Prin introducerea unor tehnologii de executie in atelier partial sau total automatizate, cu supraveghere computerizata, precum si aplicarea pe santier a unor solutii de montaj cu mare randament, cumulat cu reducerea manoperei pe tona de produs si imbunatatirea calitatii executiei, se obtine la final o reducere a termenului de dare in functiune a investitiei. Aceasta reducere a duratei executiei, are ca efect important in economie prin reducerea dobanzii capitalului imobilizat in investitie pana la darea ei in exploatare.
 3. Prin precizia executiei subansamblelor si a tolerantelor foarte mici se asigura o compatibilitate de montaj cu celelalte elemente componente ale cladirii: instalatii, echipamente si elemente prefabricate ale fatadelor, care pot fi montate cu usurinta pe scheletul metalic, fiind eliminate astfel multe din operatiile costisitoare de corectare la fata locului a eventualelor nepotriviri.
 4. Constructiile cu structura de rezistenta din otel au o siguranta mare la incarcari dinamice, seismice, fiind capabile sa inmagazineze o mare cantitate de energie datorita calitatilor de ductilitate ale otelului si a imbinarilor dintre elementele componente ale structurii.
 5. Structura de rezistenta din otel, datorita rezistentelor de calcul mult superioare fata de cele admise la cea din beton armat, are elementele componente, stalpii si grinzile, cu dimensiuni si sectiuni ult mai reduse, ceea ce conduce in mod natural la o greutate proprie mult mai mica comparativ cu a celor din beton armat.
 Reducerea greutatii structurii din otel implica urmatoarele avantaje tehnico-economice:
 -cheltuieli de transport mai reduse;
 -cheltuieli de manipulare a materialelor pe santier mai mici;
 -o suprafata mai mica a santierului si cheltuieli de organizare de santier mai mici;
 -reducerea greutatii structurii conduce la micsorarea eforturilor din actiunea seismica si la reducerea incarcarilor pe fundatii.
 6. Suprafetele utile, pentru aceeasi suprafata construita si inaltime utila, la acelasi volum construit, sunt mai mari in cazul cladirilor cu structuri din otels fata de ce le din beton-armat, deoarece dimensiunile elementelor din otel sunt mai reduse comparativ cu dimensiunile elementelor echivalente din beton armat. Aceste diferente dimensionale se accentueaza direct proportional cu inaltimea cladirii, eficienta structurii metalice crescand odata cu numarul de etaje.
 Este posibil ca uneori, pentru acceasi inaltime totala a cladirii, structura metalica sa poate gazdui mai multe etaje decat structura echivalenta din beton armat, acest fapt datorandu-se inaltimii mai mici a grinzilor metalice fata de grinzile echivalente din beton armat.
 7. Cladirea cu structura de rezistenta din otel ofera o mai mare flexibilitate in organizarea spatiilor interioare, prin eliminarea multor pereti din beton armat si prin realizarea unor distante mai mari intre stalpii metalici fata de stalpii echivalenti din beton. Un alt aspect important este usurinta cu care se pot face modificari asupra cladirii. Lucrari de tipul reparatii capitale, extinderi, supraetajari, consolidari , se pot face mult mai rapid si mai simplu in cazul constructiilor metalice decat in cazul echivalentelor lor din beton armat.
 8. Constructiile pe care le edificam in zilele noastre nu sunt eterne. In multe tari, dupa expirarea perioadei de exploatare a cladirilor (de obicei 30-50 ani), constructiile sunt demolate si inlocuite cu altele. In cazul structurilor metalice termenul "demolate" este un pic imprecis, termenul cel mai potrivit fiind "demontate". Spre deosebire de cele din beton armat, a caror demolare implica inconveniente de ordin ecologic si cheltuieli insemnate (circa 10% din valoarea investitiei), cladirile cu schelet metalic nu numai ca nu implica cheltuieli mari la demontarea scheletului, dar recuperarea in intregime a otelului structurii si valorificarea acestuia compenseaza,sau chiar depaseste volumul cheltuielilor datorate procesului de demolare.
 
 O oarecare rezerva privind folosirea otelului la realizarea structurilor de rezistenta a cladirilor cu multe nivele se refera la slaba comportare a otelului la temperaturi ridicate. In cazul incendiilor dezvoltate in spatii mici, inchise; temperaturile foarte ridicate provoaca transformari fizico-termice si mecanice majore in structura otelului (il face maleabil si ii anuleaza capacitatea portanta), consecinta directa si imediata fiind colapsul partial sau chiar total al intregii structuri. Exemplul cel mai elocvent de acest tip poate fi colapsul Turnurilor Gemene din New York, SUA.
 Acest pericol potential nu poate fi ignorat si este necesar ca prin masuri constructive, si eventual, prin masuri de protectie a structurii de rezistenta (in cazurile in care este necesar), efectele acestui tip de hazard sa fie minimizate iar cauzele sa fie inlaturate in cel mai scurt timp posibil.