Ce este predimensionarea elementelor din beton armat?

Acesta este un articol de suport, pe care mă văd obligat să îl scriu ca să nu mai explic la mai multe alte articole, atunci când explic despre clădiri din oțel, lemn, dar în special de beton armat. A predimensiona un element este un prim pas, în procesul de planificare a unei construcții. În sens larg, prima dată predimensionăm, apoi vedem dacă am nimerit în niște limite rezonabile, ca apoi să trecem la calcule. Calculele nu sunt doar structurale, unele sunt financiare, logistice, comerciale, etc.

Între momentul în care predimensionăm și momentul în care comandăm și/sau plătim efectiv un material de construcții, va trece un timp. Lucrurile se mai schimbă un pic, chiar și când planificăm totul, destul de bine. În acest articol vă voi explica și alte mecanisme despre o structură, care ne ajută să predimensionăm de mai puține ori. Adică să avem elemente constructive simple, similare și cu componente similare. Nu știu dacă doriți să răscoliți o curte de oțel atunci când căutați o bară anume de armătură prin 60 de tone de oțel.

Cum începem să predimensionăm un element constructiv?

Predimensionarea corectă vine cu forma clădirii. Dacă avem o clădire din beton armat, vom pune elementele constructive, dar și structurale, la intervale egale, ca să avem forțe aproximativ uniform distribuite. Dacă avem o clădire din oțel vom căuta să utilizăm profile metalice identice, ca să avem aceleași conexiuni, calcule, rigidități, etc. Vom căuta să fim cât mai consistenți posibil. Aici, simplitatea este cheia. Nu vă complicați cu structura, că o să se mai complice lucrurile până la final, și cu instalațiile, amenajările interioare, termoizolația etc.

La o clădire de oțel, dacă utilizăm 20 de tipuri de profile de oțel, mai combinăm și tipuri de oțel recuperat, prelucrat sau  pur și simplu, necunoscut, atunci nu avem simetrie și apar niște fenomene mai greu de anticipat la cutremur, explozie, încărcări extraordinare, modificări ulterioare ale clădirii sau combinații ale acestora. La combinații de factori distructivi apar provocări de calcul, chiar și cu servicii de proiectare dinalea bune rău de tot. Așa cum își permite o firma care construiește tunele sau zgârie-nori.

În cazul profilelor de oțel, predimensionare vine de la sine, într-un fel. Pentru că producătorii au elemente standard, cu date concrete și precise. Însă, în practică nu este chiar așa. Vom aveam o mulțime de elemente compuse din mai multe profile, elemente tăiate și resudate, sau găurite/decupate. Este evident că acele date și caracteristici menționate de producătorul se vor modifica. Însă predimensionarea elementului final, pornește de la cel standard, din care se scad sau adaugă eventualele modificari.

Cum este diferită predimensionarea de rezultatul final?

A predimensiona, nu înseamnă a proiecta. Faptul că predimensionăm, nu înseamnă că am rezolvat elementul constructiv, fiind doar o aproximare simplificată în mod intenționat. Înseamnă doar că i-am dat o formă corectă. Spre exemplu, un element din beton armat, poate fi predimensionat corect, însă fără să i se specifice grosimea sau tipul armăturii, tipul betonului utilizat, protecția exterioară sau inserțiile. Toate lucrurile acestea vin ulterior, pe măsură ce se concretizează proiectul.

Predimensionarea este situată între alegerea formei clădirii, cu funcționalități, deschideri, înălțimi, etc., și calculul structural. Este posibil ca după predimensionare, să facem un calcul simplu, să vedem niște costuri și niște informații legate de greutatea totală a clădirii și să realizăm imediat că nu dorim să construim o clădire din beton armat, ci că dorim una din oțel. Alteori, ne ajută să ne dăm seama că nu deținem bugetul necesar pentru finalizarea construcției. Toate astea, fără a înregistra costurile unui calcul structural amănunțit.

 

Rezultatul final se referă la toate detaliile despre acel element constructiv, felul în care elementele interacționează între ele, dinamica clădirii, torsiunea de ansamblu care apare în urma unor solicitări extraordinare, etc. Practic, calculând static și singular, un element, este posibil să iasă totul bine. Însă, privind în ansamblu, elementul acela poate să nu facă față solicitărilor. La asta mă refeream mai sus, cand am menționat simplitatea, simetria în plan și în elevație. Am sa explic aceste noțiuni când voi explica despre CUTIE.