Deseori, în pachetul de reclame necesar pentru vânzarea unei construcții din oțel, o să observați mențiuni despre greutatea clădirii. O să auziți fraze precum “pe structură ușoară” sau “lipsa necesității unei fundații tradiționale”. Doresc să explic ce înseamnă asta, riscurile care vin odată cu alegerea acestei variante, dar și unele implicații asupra activităților care se pot desfășura în interiorul structurii construite. Aici este vorba de echipamente de ridicat montate pe stâlpi și de pardoseala de beton armat, pe care se desfășoară activitatea industrială, comercială sau rezidențială.
În partea de sfârșit vom privi lucrurile de la șuruburi în jos. Ne vom duce la fundație, pilon și tendințele de smulgere a fundației din sol. În trecut, am scris un articol interesant despre interacțiunea între fundație, stâlp și placa elicopterizată de beton, pe care vă recomand să îl citiți. Dacă doriți să aflați felul corect de a construi o fundație pentru o structură metalică, atunci acel articol vă va ajuta să începeți cu dreptul. Acum vreau doar să vă arăt ce se întâmplă atunci când nu faceți asta.
Structurile metalice sunt întotdeauna ancorate în fundație
Structurile metalice sunt ușoare și flexibile. Având aceste proprietăți apar două riscuri majore. Primul risc este vântul, care crează forțe laterale repetitive, dar și forțe de ridicare. Cele repetitive, induc un comportament de oscilare, care folosesc greutatea clădirilor împotriva lor, generând forțe concentrate în stâlpi. Forțele de ridicare afecteazâ în special acoperișul și general întraga clădire. Clădirile grele din beton armat nu au astfel de probleme, iar constructorii fără experiență nu par să înțeleagă acest principiu de ancorare a structurilor ușoare.
Mai jos o să puteți observa un stâlp din oțel care a fost smuls din ancorele fundației. Stâlpul a avut șase ancore, iar unele au fost scoase din beton, în timp ce altele au fost rupte în partea ce mai slabă, adică la filet și piuliță. Acest lucru s-a întâmplat datorită forțelor care au acționat asupra stâlpului, dar și datorită unei fundații subdimensionate pentru un astfel de scenariu. Clădirea a fost stâmbată de vânt, încă din faza de construcție, pe timpul nopții. În cazul în care fundația ar fi fost construită corespunzător și structura ancorată corespunzător, proiectul ar fi fost o reușită.
O clădire de oțel este foarte vulnerabilă la vânt, mai ales până când toate elementele se conectează. Abia atunci, clădirea reușește să suporte forțele pentru care este proiectată. Apoi, vulnerabilitatea ridicată rămâne pentru clădirile neînchise, care au deschideri mari sau care au un perete lipsă. Aceste structuri sunt des întâlnite în mediul rural, fiind utilizate ca metodă de a adăposti diferite utilaje, animale sau baloți de paie. Aceste structuri sunt deseori întările pentru a face față forțelor generate de vânt.
Fixarea structurilor metalice în fundațiile de beton
Fundațiile de beton sunt elemente grele, de câteva tone, înfipte în beton. Nu vă gândiți neapărat la fundații pilonate. Fundațiile se îngroapă sub adâncimea de îngheț, iar acest lucru înseamnă că peste talpa fundației se pune sol, dar mai există și o frecare sau blocare a fundației în solul care îl conține. Chiar dacă o fundație cântărește doar câteva deci de tone, forța necesară pentru a smulge acea fundație din sol este mult mai mare. Problema apare însă la fundațiile izolate sub stâlpi. Pe de-o parte, aceste fundații prezintă avantaje financiare la clădirile cu deschideri mari.
Pe de altă parte, atunci când sunt construite incorect, apar tendințe de răsucire. Dacă forțele exercitate pe stâlpi nu sunt axiale, atunci fundațiile izolate sub stâlpi care nu sunt nepilonate și ancorate de piloni, vor avea tendințe de schimbare a poziției. Mai sus am vorbit de vânt și acesta poartă un rol destul de important în aceste schimbări de poziție. Acum ceva timp, am oferit consultanță unui fermier care avea un conflict cu firma care i-a turnat pardoseala de beton armat. Fermierul acuza firma că nu a turnar pardoseala cu trebuie și că de aceea s-a clăpat betonul la stâlpi.
În mai puțin de jumătate de oră, cu ajutorul un laser am arătat că structura de rezistență s-a mișcat la un capăt al structurii și că la celălalt nivel era stabilă și acolo unde s-a construit inițial. Acea parte de clădire metalică, nu era doar scufundată 100 de mm, dar stâlpii erau ușor închinați spre exterior. Pardoseala de beton, fiind corect construită, s-a dus după fundație și s-a rupt în două, formând o fisură vizibilă și deranjantă. Clădirea nu a căzut, se putea exploata în continuare, dar va deveni din ce în ce mai vulnerabilă la încărcarea zăpezii, pentru că stâlpii nu mai sunt drepți.