CCIA ANUL III

PLANSEE

Notiuni generale

Planeele sunt elemente de construcie cu suprafaa plan, orizontal, avnd rolul funcional de compartimentare interioar a cldirii pe vertical i de izolare a acesteia de mediul exterior (n cazul planeului peste ultimului nivel. n funcie de poziia lor, planeele pot fi curente sau intermediare, planeul de pod sau planeul teras i planeul peste subsol n cazul cldirilor cu subsol.Pe lng rolul funcional, planeele au i rol de rezisten, ele fiind elemente structurale i fac parte din structura de rezisten a cldirii.Din punct de vedere constructiv, planeele sunt formate din dou pri distincte : elementele de rezisten (planeul brut) i pardoseala

Din punct de vedere structural, planeul propriu-zis ,cu rol de rezisten, trebuie analizat sub dou aspecte: de preluare i transmitere a ncrcrilor gravitaionale (verticale) la elementele structurale verticale, respective de realizare a conlucrrii elementelor structurale verticale sub aciunea ncrcrilor orizontale din vnt sau seism.

Preluarea ncrcrilor verticale (inclusiv greutatea proprie) se face de ctre elementele de rezisten ale planeului, n funcie de alctuirea constructiv adoptat. n acest scop elementele de rezisten ale planeului trebuie s aib o rigiditate corespunztoare la ncoviere, astfel nct sgeile maxime s fie n limita celor admisibile, ceea ce asigur o exploatere normal a cdirii.n ceea ce privete cel de al doilea aspect, respectiv realizarea conlucrrii elementelor portante verticale este posibil dac planeele au o rigiditate corespunztoare n planul lor (plan orizontal) astfel nct planeul n ansamblu s nu se deformeze n plan orizontal sub aciunea ncrcrilor orizontale din vnt sau seism, respectiv planeele de la diversele niveluri ale cldirii se deplaseaz fr a-i modifica forma (deplasare plan-paralel).

Planeul propriu zis, elementul de rezistenta, poate fi alctuit ntr-o varietate constructiv foarte larg, n funcie de destinaia construciei, zona de amplasament, dezvoltarea pe nlime etc;Pardoseala este dispus deasupra elementului structural (planeul brut), i este alctuit din mai multe elemente nestructurale (strat de uzur i finisaj, strat suport finisaj, strat de egalizare, stratul de izolare fonic etc);Partea inferioar a planeului se numete tavan i se poate realiza dintr-o simpl tencuial i zugrveal sau sub form de tavan suspendat, cu rolul de mascare a grinzilor planeului brut sau pentru a crea spaii necesare pentruinstalaii.Rezolvarea constructiv pentru stratul de uzur al pardoselii i pentru tavan se stabilete n funcie de destinaie i cerinele impuse de confortul interior precum i de cerinele de exploatare a cldirii.

EXIGENTE DE PERFORMANTAPlaneele, ca subsisteme (subansamble) structurale ale cldirilor, trebuie s fie astfel concepute, proiectate i realizate nct s satisfac, pe toat durata de exploatare, urmtoarele exigene de performan:- rezisten i rigiditate la solicitri statice i dinamice;- siguran n caz de incendiu;- izolare, termic, fonic i hidrofug;- aspecte arhitecural- estetice i economice.

Rezistena i rigiditatea planeelor trebuie asigurate att la preluarea ncrcrilor verticale, ct i a ncrcrilor orizontale.Prin exigena de rezisten se impune ca planeele s asigure preluarea ncrcrilor verticale (permanente i variabile) i transmiterea acestora , n condiii de siguran, la elementele de susinere (perei, stlpi), n ipotezele cele mai defavorabile de ncrcare care pot s apar n timpul exploatrii sau execuiei.Exigenele de rigiditate trebuie s fie asiguarate att sub aciunea ncrcrilor verticale ct i sub aciunea ncrcrilor orizontale.Exigenele de rigiditate sub aciunea ncrcrilor verticale impun ca planeele s nu se deformeze peste limitele admisibile, iar sub aciunea ncrcrilor orizontale (vnt, seism), planeele trebuie s asigure rigidizarea cldirilor n plan orizontal, respectiv s asigure efectul de aib orizontal rigid, n special la cldirile amplasate n zone seismice.

Sigurana n caz de incendiu se impune tuturor tipurilor de planee, indiferent de funciile ndeplinite i modul de alctuire. n general, planeele trebuie s fie astfel alctuite nct s asigure rezistena la foc i toate exigenele privind riscul de izbucnire a incendiului, durata de propagare i de supravieuire n cldire dup declanarea incendiului pn la evacuarea ocupanilor din cldire (conform normelor in vigoare).Limita minim a rezistenei la foc se stabilete n funcie de gradul de importan i de rezisten la foc a cldirii.

Exigenele de izolare, termic, fonic i hidrofug se impun planeelor, nfuncie de poziia i funciile pe care le au n structur.

Exigena de izolare termic se impune planeelor de acoperi ( de tip teras sau arpant) i planeelor situate deasupra unor spaii nenclzite (pivnie, ganguri circulabile etc).

Exigenele de izolare, fonic se impun tuturor tipurilor deplanee, n mod difereniat: planeele intermediare trebuie s asigure izolarea fonic necesar mpotriva zgomotelor aeriene i de impact, iar planeele peste subsoluri i de pod nu impun msuri speciale de izolare fonic. Exigene deizolare hidrofug se impun planeelor de acoperi de tip teras, n bile apartamentelor, bi comune, bazine de not etc.

Exigenele de ordin arhitecural i estetic se impun planeelor din ncperi cu destinaii speciale (sli de recepie, de spectacole, restaurante,etc), care trebuie s ndeplineasc i o funcie decorativ, ce se realizeaz att prin intermediul finisajelor ( plafoane i tencuieli decorative) ct i prin geometria elementelor de rezisten a planeelor.

Exigenele economice depind n general, de alegerea soluiei constructive i sunt exprimate prin indici tehnico-economici privind: consumul de material, consumul de manoper, consumul de energie nglobat, durata de execuie, gradul de industrializare etc.

CLASIFICAREA PLANEELORClasificarea planeelor se poate face dupa mai multe criterii astfel:- dup materialul utilizat: din lemn, zidrie, metal, beton sau material combinate;- dup sistemul de susinere: pe perei portani (din zidrie sau beton), pe rigle de cadre, pe grinzi, pe stlpi;- dup forma tavanului: plan, curb, cu grinzi, cu nervuri etc.;- dup tipul elementelor de rezisten: din plci plane, fii cu goluri, panouri mari, grinzi i corpuri de umplutur etc.;- dup modul de comportare la zgomot de impact : cu ecran acustic simplu cnd pardoseala vibreaz simultan cu planeul brut i transmit uor zgomotele de impact i cu ecran acustic dublu, cnd pardoseala vibreaz independent de planeul brut i sunt fonoizolante la zgomote de impact, numite i planee cu pardoseal flotant ;- dup rigiditatea n plan orizontal sunt clasificate n dou categorii:a. planee rigide n plan orizontal;b. planee cu rigiditate nesemnificativ n plan orizontal.

Sunt considerate planee ,, rigide n plan orizontal planeele care au urmtoarea alctuire constructiv:- planee din beton armat monolit sau din predale cu suprabetonare continu cu grosimea 60 mm, - planee din panouri sau semipanouri prefabricate din beton armat mbinate pe contur prin piese metalice sudate, bucle de oel beton i beton de egalizare;- planee executate din elemente prefabricate de tip ,, fie , cu bucle sau cu bare de legtur la extremiti i cu suprabetonare continu cu grosimea 60 mm

Sunt considerate planee cu ,, rigiditate nesemnificativ n plan orizontal planeele care au urmtoarea alctuire constructiv:- planee executate din elemente prefabricate de tip ,, fie cu bucle sau cu bare de legtur la extremiti, fr suprabetonare armat sau cu ap nearmat cu grosimea 30 mm;- planee executate din elemente prefabricate din beton cu dimensiuni mici, sau din blocuri ceramice, cu suprabetonare armat;- planee din lemn.

PLANEE DIN LEMNPlaneele de lemn se utilizeaz n prezent la construcii de locuit sau de mic importan n mediu rural i la unele construcii cu caracter touristic tradiional amplasate n zone rurale, montane. De obicei se folosesc la cldiri cu perei din zidrie sau din lemn. n scopul mririi durabilitii, elementele componente seprotejeaz mpotriva focului i putrezirii cu substane ignifuge i antiseptice.

Avantaje- au greutate proprie redus;- execuia lor este simpl;- confer posibiliti largi de plastic arhitectural tradiional a tavanului;- asigur condiii bune de izolare termic i fonic;- au o comportare bun n anumite medii agresive chimic;

Dezavantaje-durabilitate redus;- consumul de material lemons este mare;- rigiditatea la ncrcri laterale este sczut;- sgeile de ncovoiere sunt mari;- nu se realizeaza saiba rigida

Planeele din lemn fiind considerate planee cu rigiditatenesemnificativ n plan orizontal, pot fi folosite, numai pentru:- toate planeele construciilor cu nivel 3, din clasele de importan III i IV, n zona seismic cu ag = 0,08 g (cu excepia planseului peste subsol).- planeul peste ultimul nivel al construciilor cu cu n nivel 2, din clasa deimportan IV, situate n zonele seismice cu 0,12 g ag 0,16 g.

ALCTUIREPlaneul brut este format din grinzi de lemn (sau produse superioare din lemn) i podina de rezisten din dulapi.

Grinzile din lemn, dispuse la distana de 60-100 cm pe direcia scurt a ncperilor, reazem pe perei portani prin intermediul unor tlpi din dulapi de lemn de esen tare impregnate sau protejate cu dou straturi de carton lipite cubitum. Capetele grinzilor se protejeaz cu substane antiseptice, se izoleaz hidrofug cu substane bituminoase, pe o lungime de 50 cm, locaurile de montaj avnd spaii de aer de 3-4 cm pentru ventilare iar grinzile paralele cu pereii se aeaz la o distan de 3.4 cm pentru a asigur uscarea lor i evitarea contactului cu peretele nc neuscat. Grinzile care reazem pe pereii interiori de rezisten pot fi continue sau mbinate cap la cap. Planeul brut se poate completa cu umplutur (cu rol de izolare fonic sau termic); peste podin se prevede un strat de finisaj i uzur din duumele sau parchet, tavanul poate s fie neted (cu scnduri aparente sau tencuit), respectiv cu grinzi aparentePentru alctuirea constructiv a planeului este necesar s se asigure conlucrarea grinzilor planeului ntre ele pentru repartizarea (preluarea) mai favorabil a ncrcrilor concentrate i micorarea sgeilor din ncovoiere, iarprin solidarizarea tuturor grinzilor de rezisten se asigur comportarea planeului ca diafragm cu oarecare rigiditate lateral. La planeele cu grinzi amplasate dup dou direcii, se asigur , n general , o bun conlucrare i rigiditate. n cazul planeelor cu grinzi dispuse dup o singur direcie avnd deschideri i ncrcri mari, sunt necesare uneori,

elemente speciale de rigidizare, dispuse constructiv sau rezultate din calcul .La calculul elementelor de rezisten ale planeului, pe lng verificarea strii limit ultime a capacitii portante, este necesar verificarea sgeii maxime din ncovoiere, care trebuie s fie inferioar sgeii limit prescris, de exemplu :sgeata grinzilor planeelor curente, care suport tencuiala plafonului, nu trebuie s depeasc valoarea: L / 350 , unde L este dechiderea de calcul a planeului.

PLANEE DIN ZIDRIE

Au n prezent un domeniu de utilizare foarte restrns (cldiri tradiionale, restaurri, anumite pasaje sau subsoluri cu plastic arhitectural specific) ntruct prezint o serie de dezavantaje tehnici-economice, dintre care: au comportare slab ca diafragme orizontale, dau mpingeri mari din descrcarea bolilor sau cupolelor, au costuri ridicate etc.Elementul principal de rezisten al planeului este bolta sau cupola, de diverse forme geometrice sau alctuiri constructive, bolile cilindrice predominnd.

PLANSEE DIN BETON ARMATPlaneele din beton armat, datorit multiplelor avanaje pe care le prezint n raport cu alte tipuri de planee, au n prezent cea mai mare utilizare. Din punct de vedere constructiv, aceste planee se pot realiza din beton armat monolit sau din beton armat prefabricat.

PLANSEE DIN BETON ARMAT MONOLITPlaneele din beton armat monolit se caracterizeaz prin faptul c se toarn la faa locului, la fiecare nivel, n poziie definitiv, utiliznd diverse tipuri de cofraje.Domeniul de utilizare al planeelor din beton armat monolit este :- la cldiri unicat precum i la cldiri cu forme n plan neregulate i deschideri variate, la care nu se preteaz utilizarea prefabricatelor;- la plaee cu deschideri i ncrcri mari;- la planee cu ncrcri concentrate i aciune dinamic a ncrcrilor (vibraii, ocuri, trepidaii);- la construcii industriale, unde din considerente tehnologice se impune prevederea unor goluri de dimensiuni mari;- la cldiri amplasate n zone seismice.Planseele din beton armat monolit au o serie de avantaje cum sunt :- au capacitate de a prelua ncrcri mari, statice i dinamice;- datorit monolitismului se asigur o foarte bun conlucrare ntre planee i elementele verticale de rezisten ale cldirii - comportndu-se ca aibe orizontale rigide, asigur o mare rigiditate de ansamblu a structurii cldirii i o foarte bun comportare la preluarea i repartizarea ncrcrilor orizontale (vnt, seism);- au durabilitate ridicat n timp i costuri reduse de ntreinere;- pot acoperi practic orice forme geometrice n plan i cu orice fel de distribuie a elementelor portante (stlpi, perei);- au posibiliti largi de realizare constructiv i rezolvri de ordin architectural prin variate sisteme de dispunere a grinzilor de forme i dimensiuni diverse;

Dezavantajele planeelor din beton armat monolit sunt :- au durata de execuie i consumul de manoper pe antier mai mari, comparativ cu planeele din beton armat prefabricat;- necesit un consum ridicat de cofraje i elemente de susinere;Exista o mare varietate de tipuri constructive pentru planeele din beton armat monolit, respectiv:- planee sub form de plci plane;- plansee cu plci i grinzi dispuse pe o singur direcie;- planee cu nervuri dese;- planee cu plci, grinzi principale i grinzi secundare (nervuri );- planee pe retele de grinzi (planee casetate);- planee ciuperci;- planee dal ;

PLANEE SUB FORM DE PLCI PLANE

Planeele cu plci plane reazem pe elementele structurale verticale ale cldirii (perei portani) sau pe riglele cadrului, situate la distane relativ mici de maximum 5 .. 6 m.Sub aciunea ncrcrilor, placa lucreaz la ncovoiere cu fore tietoare, respectiv planul median al plcii se deformeaz sub forma unei suprafete curbe n spaiu. Aceasta poate fi o suprafa cilindric, respectiv cu o singur curbur sau poate fi o suprafa cu dubl curbur.

PLCI PLANE CU O SINGUR CURBURAvem o suprafa cu o singur curbur, deci ncovoiere cilindric, n situaia n care placa, ncrcat cu o sarcin uniform distribuit pe suprafaa ei, este rezemat doar pe dou laturi opuse, celelalte dou laturi fiind libere. n acestcaz, placa se curbeaz pe deschiderea l, egal cu distana dintre cele dou reazeme opuse i rmne nedeformat pe direcia paralel cu reazemele.

Datorit acestei particulariti a deformrii plcii, se poate admite descompunerea ei n fii elementare de lime unitar (un metru). Deoarece toate fiile se deformeaz la fel, este suficient s se calculeze doar una dintreele, ca o grind de seciune dreptunghiular avnd latura b egal cu 100 cm i nlimea egal cu grosimea plcii (hf).

Exist urmtoarele situaii:1. Plac simplu rezemat pe dou laturi opusea- nainte de deformare; b- dup deformare; c- fie unitar;d- scheme de calcul.a b c 2. Plac nastrat pe dou laturi opuse (dublu ncastrat)a- nainte de deformare; b- dup deformare; c- schema de calcul.

3.Plac ncastrat pe o latur i simplu rezemat pe latura opusa- nainte de deformare; b- dup deformare; c- schema de calcul.

4.Plac n consola- nainte de deformare; b- dup deformare; c- schema de calcul.

De menionat c n toate aceste situaii, deschiderea de calcul este ntotdeauna cea n lungul creia se produce curbarea plcii, adic direcia perpendicular pe laturile legate (simplu rezemate sau ncastrate dup caz a se vedea cele patru cazuri prezentate mai sus).Armtura de rezisten se dispune perpendicular pe laturile rezemate.

Raportul dintre laturile plcii nu influeneaz n nici un fel fenomenul de ncovoiere cilindric i n consecin valoarea lui nu intereseaz i nu intervine n calcul.

PLCI PLANE CU NCOVOIERE PE DOU DIRECII (DUBL CURBUR )

Este cazul frecvent ntlnit n practic respectiv, plcilor rezemate pe dou laturi adiacente, pe trei laturi sau pe toate laturile.n acest caz planul median se curbeaz pe ambele direcii, ncovoierea nu mai este cilindric i deci se vor produce momente ncovoietoare pe ambele direcii paralele cu laturile plcii a se vedea figura de mai jos.

Deformarea plcii dreptunghiulare pe dou direcii

n aceast situaie prin analizarea pentru dou fii unitare cu deschiderile lx respectiv ly a modului de transmitere a solicitrilor la reazemele aferente s-a constatat c fiile de pe direcia scurt sunt mai ncrcate dect cele de pe direcia lung, adic incarcarea se transport la reazeme, pe drumul cel mai scurt, direct proportional cu rigiditatea, pe direcia laturii celei mai mici.Se poate deci concluziona c, pe msur ce o plac este mai lung, incarcarea ce se repartizeaz pe direcia laturii scurte crete, iar cea care se transmite pe direcia lung scade. Astfel, cnd raportul dintre cele dou laturi este egal cu 2, pe direcia scurt se repartizeaz circa 94% din incarcarea q, iar pe direcia lung doar circa 6%.Rezult aadar c n cazul plcile care sunt supuse la ncovoiere pe dou direcii raportul dintre cele dou laturi are importan i influeneaz calculul acestor plci.Avem astfel dou situaii :a. Cazul plcilor la care raportul dintre latura mare i latura mic are valoare mai mare dect 2 , respectiv : l2 / l1 >2.Este cazul plcilor calculate i armate pe o direcie . n aceast situaie deschiderea de calcul este deschiderea mic.Momentele ncovoietoare ce apar totui pe cealalt direcie se vor prelua prin clrei de capt i prin armtura de repartiie ce se dispune constructiv.

b. Cazul plcilor la care raportul dintre latura mare i latura mic are valoare egal sau mai mic dect 2, respectiv: l2 / l1 2 .Este cazul plcilor calculate i armate pe dou direcii, transportul de incarcari pe cele dou direcii fiind comparabil.Plcile care ndeplinesc condiiile pentru armare pe dou direcii, cu solicitri mici i cu raportul laturilor apropiat de doi, se pot calcula ca plci armate pe o singur direcie cu armturi de repartiie dispuse paralel cu laturile lungi.

Reguli generale de alctuireDeterminarea grosimii plcilor din beton armatDimensionarea grosimii plcilor trebuie s asigure:- realizarea unui procent mediu de armare sub 0,5% la plcile armate pe dou direcii i sub 0,8% la cele armate pe o direcie;- deformaii (sgei) n limitele admise (condiia de rigiditate);- masa necesar pentru asigurarea izolrii la foc i la zgomotele din aer;Grosimea minim a plcilor din condiia de rigiditate (deformaii-sgei)se va lua dup cum urmeaz:a) La plci armate pe o direcie (l2 / l1 >2):l1 /30 cnd placa este simplu rezemat pe tot conturul;l1 /35 cnd placa este ncastrat pe tot conturul;l1 /25 cnd placa este simplu rezemat pe dou laturi paralele;l1 /30 cnd placa este ncastrat elastic pe dou laturi paralele;l1 /12 cnd placa este n consol;b) La plci armate pe dou direcii (l2 / l1 1/15 din deschidere pentru grinzile principale i h > 1/20 pentru grinzile secundare, iar llimea lor b = (0,30 0,50) h.

PLANEE CU NERVURI DESE (figura de mai jos)

Se utilizeaz la acelai tip de ncperi ca i planeele cu grinzi pe o direcie, cu diferena ca n loc s se dispun grinzi rare i cu seciuni mari, se prevd grinzi dese (numite nervuri) cu seciuni transversale mai mici .Distana dintre nervuri, ( l - interax) este de max. 1,0 m.Tavanul poate fi cu nervurile aparente sau neted, prin realizarea unui tavan suspendat sau prin folosirea corpurilor de umplutur care se nglobeaz ntre nervuri la turnarea betonului.

PLANEE PE REELE DE GRINZI ( PLANEE CASETATE )Sunt planee alctuite din plac plan continu de aceeai grosime i o reea de grinzi de aceeai seciune, dispuse dup dou direcii, prin ncruciarea lor rezultnd o reea de casete.

Lumina casetelor l1 i l2 se recomand a fi de 1,5.3,0 m din condiia dimensionrii economice a structurii planeului (reea de grinzi, plci). Din considerente arhitecturale i estetice, lumina casetelor se poate lua i mai mic de 1,5 m, respectiv la limit 0,70 m.Sunt dou soluii de realizarea a acestor tipuri de planee:- cu dispunerea reelei de grinzi paralel cu laturile de rezemare ( a );- cu dispunerea reelei de grinzi n diagonal (b).

Reaeaua cu grinzile paralele cu reazemele planeului lucreaz dup ambele direcii numai cnd raportul laturilor l1 / l2 este mai mic sau egal cu 1,5.Raportul laturilor este cuprins ntre 1 ...1,5 ( l1 > l2 ) .Deschiderea ncperii ( L2 ) poate fi de 6-12 m, iar lungimea ( L1 ) de max. 1,5 L2 .La un raport mai mare de 1,5 reeaua lucreaz nefavorabil, ntruct grinzile mai scurte (dispuse dup latura l2) avnd rigiditi mult mai mari la ncovoiere, se comport ca reazeme (rol de grinzi principale) pentru grinzile dispuse dup latura l1 (rol de grinzi secundare), deci se pierde efectul de conlucrare pe dou direcii i structura devine neeconomic; n asemenea condiii se recomand dispunereaoblic a reelei de grinzi, respectiv grinzile se dispun la 45 grade fa de laturile ncperii (b), acestea lucreaza favorabil pentru raportull2/l1