Planșeele din beton armat este un element orizontal ce preia forțele verticale. Aceste forțe verticale se numesc încărcări și general vorbind, ne dorim o construcție capabilă de încărcări cât mai mari cu o rigiditate cât mai mare. Când am explicat cu ce greutate putem încărca un planșeu și în ce condiții, am lăsat de-o parte felul în care acest planșeu interacționează cu stâlpii și cu zidurile. Această interacțiune este importantă, iar aici voi explica unele limite ale interacțiunii între stâlp și planșeu.
Am ales să discut despre stâlpii și planșeele de beton armat. Betonul armat este cel mai potrivit material de construcții pentru alcătuirea unui planșeu. În ceea ce privește stâlpul, acesta poate fi confecționat și din oțel sau beton prefabricat, pentru o eficiență și performanță intensivă. Informațiile din acest articol sunt valabile pentru stâlpii din beton armat, dar și pentru cei confecționați din europrofile din oțel, precum cele I sau H. Oțelul va juca un rol destul de important în această explicație.
Stâlpi de beton cu o arie mărită a suprafeței de contact
Mai spuneam cu altă ocazie că un stâlp are diferite solicitări pe lungimea lui. Adică la capete este mai solicitat decât în centrul. De aceea etrierii la extremitățile stâlpilor sunt mai deși. Asta ne-ar îndemna să îngroșăm stâlpul de beton la capete, sau să-l îngroșăm pe tot. În imaginea de mai jos puneți observa un capitel de beton într-un stâlp monolit. Făcut să pară ca o coloană formată din mai multe bucăți. Faptul că nu am îngroșat stâlpul rotund, mai înseamnă că am creat mai mult spațiu util în clădire.
Practic, nu ne deranjează îngroșarea stâlpului în partea de sus. Prin aplicarea acelui capitel, fiind vorba de ultimul etaj, s-a reușit evitarea utilizării grinzilor, la un planșeu destul de întins și subțire, mărirea suprafeței pe planșeul de jos, etc. Sunt o grămadă de avantaje pentru utilizarea unui capitel în capul stâlpului. Motivul pentru care nu îl utilizăm mai des are legătură cu cofrajele. Cofrajele de beton care prevăd orice element mai puțin drept, tind să fie semnificativ mai scumpe și mai greu de montat.
Spuneam că la capate, stâplul este mai solicitat, din cauza tendinței stâlpului de a flamba, adică a se îndoi sub încărcare. Aplicând un capitel, ca cel din imagine, reușim să reducem o partea din acest stres mecanic la capete. Știu că spuneam că jos nu putem îngroșa pentru că am influența negativ suprafața utilă cu fiecare stâlp și pe fiecare etaj, dar prin faptul că scurtăm partea de stâlp cu secțiunea mică, nu mai este nevoie să mai îngroșăm și jos, schimbându-se raportul între înălțime și grosime.
Stâlpi care interacționează cu o arie de contact întărită a planșeului
Uneori, la clădirile multietajate cu cost redus, sau la teranse, putem aplica o întărire de oțel în grosimea planșeului. Capitelul nu mai este posibil pentru că etajul nu are suficientă înălțime pentru acomodarea lui. Capitelul este o opțiune foarte bună, datorită faptului că adresează două probleme, a stâlpului și a planșeului. Întărirea inclusă în planșeu nu face decât să prevină străpungerea. În imaginea de mai jos avem o întărire confecționată prin sudură din oțel cu europrofile I și L.
Această întărire este una de capăt. Altfel spus, este o întărire care se montează la teresa blocurilor de beton sau la unele construcții subterane. Pe acest planșeu sunt încărcări mai mici și nu are rost să îngroșăm planșeul, pentru că pe această terasă sunt încărcări mult mai mici, uniform distribuite, iar eventualele flexări ale planșeului nu rezultă în zgomote deranjante. La structurile subterane, există încărcări foarte mari ele solului și stâlpul ar putea străpunge ultimul planșeu care intră în contact cu solul.
Astfel de inserții sunt foarte comune la toate structurile care doresc o încărcare mare pe etaj. Clădirile industriale din beton armat care doresc să stocheze mărfuri paletizate, au mai multe alegeri. Prima alegere este să aibă o rețea de grinzi vizibile sau ascunse în grosimea unui planșeu cu goluri. A doua variantă este aplicarea unei inserții de oțel pentru rigidizare, iar a treia este pretensionarea cu toroane. Toate astea pentru a evita construcția unui planșeu gros, greu și scump.
Prevenirea străpungerilor după ce greșeala a fost deja făcută
Când se fac greșeli de dimensionare în raport cu încărcarea, sau când se schimbă destinația clădirii, se pot adăuga unele confecții metalice, pentru a simula un capitel. În imaginea de mai jos avem o astfel de situație, unde în lipsa grinzilor și a centurilor, un planșeu subțire poate răspunde încărcărilor. Montajul grinzilor și a centurilor ar fi nepotrivite cu un perete de sticlă, pe care îl întâlnim des la clădirile de birouri sau la unele tipuri de locuițe.
Aceste confecții metalice pot fi ascunse parțial sau total în tavanul fals, mai ales pentru clădirile de birouri care au înălțimea necesară pentru astfel de spații. Montajul tavanului fals poate fi și motivul pentru care s-a renunțat la grinzi și centuri. Renunțarea la grinzi aduce costuri mai crescute, dar aduce alte beneficii care pot fi valorificate de către dezvoltatorul imobiliar sau de către constructor. De exemplu, poate să construiască mai multe etaje fără să schimbe tipul de fundație.
O altă situație care apare destul de des și în care o să observați astfel de reparații are legătură cu planșeele pretensionate. Acestea își păstreasă planeitatea prin tensionarea unor toroane în masa betonului, ca la elementele de infrastructură din care sunt alcătuite podurile și pasajele. Însă uneori acele toroane eșuează, fără să mai poată fi reparate și care pun constructorul sau beneficiarul într-o situație dificilă. Și uite așa ajungem la lucrări de consolidare, ca în imaginea de mai sus.