HALA METALICA USOARA - INTRODUCERE

1.1 Notiuni generale

Datorita avantajelor tehnico-economice pe care le prezinta, constructiile metalice in general si profilele din otel cu pereti subtiri formate la rece in special au cunoscut o dezvoltare exponentiala in ultimele decenii, in special in tarile industriale dezvoltate din Europa si Statele Unite.

O definitie exhaustiva in legatura cu notiunea de 'hala metalica usoara', mai ales in contextul actual al dezvoltarii sectorului de constructii metalice ca si al afluxului de noi tehnologii, este extrem de dificil de formulat. Totusi, se poate afirma ca halele metalice usoare, in acceptiunea actuala a acestui termen, constituie o familie de sisteme constructive cu urmatoarele elemente comune din punct de vedere al utilitatii, al sistemului adoptat pentru structura metalica de rezistenta, al sistemului de inchidere respectiv al dispozitivelor de transport interior:

A) Utilitate: exclusiv cladiri din sectorul ne-rezidential (spatii de productie, cu caracter comercial si depozite)

B) Sistemul adoptat pentru structura metalica de rezistenta consta in:

cel mai frecvent structuri metalice cu un singur nivel si cu una sau mai multe deschideri, realizate in sistem de cadru portal;

structuri metalice cu un singur nivel, care au prevazut in interior un planseu intermediar tip mezanin cu extindere partiala pe suprafata construita;

structuri metalice cu mai multe nivele, avand planseele intermediare realizate din tabla cutata si beton armat, in sistemul de dala colaboranta.

C) Sistemele de inchidere sunt realizate pe baza de tabla cutata, iar scheletul de rezistenta al inchiderilor este realizat din profile de otel cu pereti subtiri formate la rece;

D) Dispozitivele de transport interior au capacitati reduse, putand fi atat rezemate la fata interioara a stalpilor cat si suspendate de riglele cadrelor.

1.2 Solutii constructive generale.

Ca urmare a modificarilor permanente ale tehnologiilor de productie, de depozitare si de distributie, exista o cerere continua pe piata pentru constructiile din otel cu un singur nivel. Cu toate ca, in acest domeniu domina sectorul industrial, exista si alte sectoare cu dimensiune semnificativa cum ar fi cel al structurilor pentru spatii comerciale sau pentru agrement. In domeniile mentionate, otelul ramane materialul de constructie fara rival, iar structurile realizate din acest material insumeaza in oricare an al ultimei perioade circa 90% din totalul suprafetei construite.

Cauzele principale ale acestei stari de fapt pot fi atribuite urmatorilor factori:

Rezistenta ridicata a materialului care permite acoperirea unor considerabile deschideri libere: deschideri de peste 23 m se realizeaza in mod curent in fiecare an;

Viteza de executie, care permite o punere in functie mai prompta a obiectivului respectiv si deci o recuperare mai rapida a investitiei;

Adaptabilitatea sistemului constructiv, care permite extinderea acestuia sau schimbarea destinatiei sale. Circa o treime din cheltuielile de investitii pentru constructii industriale sunt destinate extinderilor sau modificarilor;

Reutilizarea si / sau reciclarea materialelor de constructie.

Structura pe cadre metalice de tip portal cu inima plina, a devenit la ora actuala solutia cea mai raspandita pentru cladiri industriale deoarece se preteaza la un grad ridicat de industrializare a executiei, ceea ce conduce la costuri si termene de executie mai mici.

Cadre portal cu o singura deschidere

Cadrele de tip portal cu deschideri libere (L) mergand pana la 43 m ofera o mare versatilitate a solutiilor constructive.

In cazul adoptarii unor inaltimi la streasina (H) de 4 pana la 5 m, rezulta elemente structurale si detalii de imbinare relativ usoare, insa aceste inaltimi pot fi eventual depasite pentru a se asigura conditiile impuse de utilizarea spatiului respectiv (considerente de gabarit interior de depozitare sau de gabarit de pod rulant). Evident ca o structura mai inalta este supusa la incarcari de nivel mai ridicat decat una joasa, datorita carora, de exemplu pentru cresteri ale inaltimii la streasina de pana la (10 m) numai pretul structurii de rezistenta principale (cadrele metalice) creste cu 25%. La aceasta se adauga si costurile suplimentare ale inchiderilor.

Figura 1.1 - Cadre portal cu o singura deschidere

Minimizarea costurilor de utilizare ale cladirii (climatizare interioara, iluminare) se poate realiza limitand cat mai mult posibil volumul construit, prin limitarea inaltimii la streasina: la aceasta se poate adauga si adoptarea unei inaltimi reduse la coama (in relatie cu panta minima admisa pentru invelitoare), ceea ce contribuie la eliminarea spatiilor interioare moarte de sub acoperis.

Cadre cu stalpi intermediari

In cazul in care deschiderea libera nu este absolut necesara, ea poate fi impartita in doua prin introducerea unui stalp intermediar, ceea ce reduce costul structurii cu 20-25% (evident, minus costul fundatiilor suplimentare necesare sirului de stalpi intermediari introdusi).

Figura 1.2 - Cadre cu stalpi intermediari

Necesitatea schimbarii de panta a acoperisului ca si a introducerii unor sisteme de colectare corespunzatoare pentru apa de ploaie este eliminata daca se folosesc unul sau mai multe siruri de stalpi intermediari, ceea ce permite mentinerea acoperisului in doua ape caracteristic cadrului portal cu o singura deschidere.

Un avantaj suplimentar al cadrului cu stalpi intermediari se manifesta atunci cand exista cerinta compartimentarii spatiului interior, caz in care acesti stalpi pot sustine peretii despartitori dintre incaperi sau in caz de necesitate pot fi folositi pentru sustinerea unor plansee intermediare.

Cum elementele structurii principale de rezistenta (stalpii exteriori si riglele inclinate ale cadrului) rezulta cu dimensiuni ale sectiunii transversale mai mici decat in cazul deschiderii libere, vor trebui luate masuri pentru ca structura in ansamblul ei sa fie suficient de rigida pentru a face fata la solicitari orizontale (vant, seism).

Cadre cu tirant

Cadrul cu tirant reprezinta o solutie constructiva, eficienta prin reducerea momentelor incovoietoare din stalpi si a reactiunilor orizontale din fundatii, care vor fi preluate partial de catre tirantul (T). Totusi, in acest caz intervin si o serie de dezavantaje, nu numai in ceia ce priveste introducerea tirantului ca element structural suplimentar ci datorita necesitatii introducerii pendulilor intermediari verticali (T1) prin care se evita o incovoiere nedorita a tirantului. Totodata este necesara prevederea unor elemente de contravantuire cu rol de preluare a compresiunii induse in tirant de succtiunea din vant pe acoperis.

Figura 1.3 - Cadre cu tirant

La cladirile care necesita luminator zenital, trebuie prevazuta si o structura suplimentara care sa sustina acest element precum si diverse elemente de instalatii dispuse eventual in grosimea peretilor sai.

In cazul acoperisurilor cu panta mai mica decat 15 , solutia cadrului cu tirant devine nepractica deoarece impingerile riglelor cresc excesiv si, in acelasi timp, pot sa apara dificultati in ceea ce priveste realizarea constructiva a blocajelor tirantului in zona coltului de cadru. Similar cadrului cu stalpi intermediari, trebuiesc luate masuri speciale pentru asigurarea rigiditatii structurii la forte orizontale.

Cadre cu ferme

Structurile ce utilizeaza cadre cu ferma au fost practic eliminate in ultimul timp de structurile cu cadru portal. Fac exceptie cadrele cu deschideri peste 40 m sau acelea in cazul carora exista cerinte estetice deosebite in ceea ce priveste structura. Cu toata puternica diminuare a consumului de otel pe metru patrat adusa de ferme (in special cand se realizeaza din profile tubulare) pretul manoperei de executie respectiv al celei de montaj cresc in cazul utilizarii acestui sistem.

In ciuda celor mentionate, structurile cu ferme prezinta numeroase avantaje, cum ar fi:

Permit acoperirea unor deschideri mari;

Asigura posibilitati remarcabile de montare a instalatiilor;

Au o capacitate ridicata de preluare a unor incarcari utile si / sau tehnologice.

In cazul anumitor cladiri, toate aceste caracteristici pot deveni esentiale. Exemplele tipice in acest sens includ industria automobilelor, aeronautica, sau atelierele pentru prelucrari grele, unde principala exigenta este realizarea unei trame modulare libere de mari dimensiuni, ceea ce conduce la o inalta flexibilitate, da posibilitatea unei functionalitati complexe, respectiv disponibilitatea operarii cu dispozitive de transport suspendate direct de structura acoperisului.

Un raport de 10 pana la 15 intre deschiderea fermei si inaltimea maxima a acesteia conduce la o relatie optima rezistenta-rigiditate in cazul acestei structuri. Pentru deschideri de peste 20 m se poate introduce la realizarea fermei o contra-sageata, care are rolul de a compensa deformatiile datorate actiunii incarcarilor permanente.

Cum inaltimea maxima a unei ferme cu deschidere de pana la 50 m poate ajunge la 5 m, ceea ce conduce la marirea artificiala a inaltimii cladirii, din ratiunea de a include elementele structurale din zona fermei sub acoperisul cladirii, cu rol exclusiv de protectie la intemperii. In concluzie, trebuie subliniat faptul ca modul traditional de proiectare al cladirilor de acest tip aborda separat structura si respectiv elementele de inchidere. Exista insa, in mod evident, o conlucrare intre structura si inchidere, care luata in considerare permite proiectare mai economica a acestor constructii.

1.3 Solutii de inchideri

In ultimii 10-15 ani, piata produselor din tabla cutata de otel a inregistrat o crestere fara egal. Aceasta imensa popularitate a invelisurilor de protectie contra intemperiilor realizate pe baza de table cutate din otel (Fig. 1.4), cu aplicatii atat la cladiri cu scop industrial cat si la cele cu alte destinatii se datoreaza mai multor factori care se vor evidentia in continuare.

Figura 1.4 Tipuri de tabla cutata utilizata pentru constructia halelor metalice

In perioada de timp mentionata s-a manifestat o tendina generala de utilizare a structurilor cu deschideri libere mari si cu durate scurte de executie. Acest stil de a construi impune acoperirea rapida a structurii pentru a permite desfasurarea celorlalte faze ale lucrarii la adapost de intemperii. Pana si utilizarea culorilor de finisaj extern a devenit importanta la ora actuala, iar investitorii incearca sa realizeze cladiri cu identitate proprie si bine conturata din acest punct de vedere. Invelitorile realizate din tabla cutata sunt capabile sa satisfaca toate aceste cerinte. Totusi succesul acestui produs nu ar fi fost posibil daca el nu ar fi atat de accesibil si la un pret competitiv.

In cadrul analizei structurii costurilor unei cladiri industriale parter tipice (prezentata sub forma de diagrama sectoriala in figura de mai jos), elementele de acoperire si inchidere, inclusiv izolatia termica si elementele de fixare detin circa 30% din pretul final al constructiei. Acest procentaj, insumat cu cele 15% pe care le reprezinta costul structurii de rezistenta, conduce la un procentaj dominant al elementelor din otel in cadrul costului global al cladirii. Aceste costuri sunt ,in mod evident, doar aproximative si pot sa varieze ca urmare a interventiei diversilor factori printre care cei mai importanti sunt calitatea proiectarii, amplasamentul constructiei si cerintele din tema.

Ansamblul furniturii pe partea de constructie impune in general tehnologia de executie iar pretul acesteia reprezinta circa jumatate din costul final, cealalta jumatate fiind reprezentata de alte elemente (Figura 1.5). Egalitatea nu este insa respectata intotdeauna, iar anumite modificari de tema pot disimula uneori costurile reale ale constructiei.

Normele de calitate trebuiesc intotdeauna respectate, in special in ceea ce priveste invelitoarea si inchiderile, deoarece un sistem de inchidere bine conceput si executat poate prezenta elemente benefice pentru exploatarea ulterioara a cladirii. Invelitoarea si inchiderile trebuie sa indeplineasca anumite cerinte de baza esentiale pentru cladire. Aceste cerinte includ rezistenta la intemperii, rezistenta propriu-zisa a elementelor de inchidere, siguranta in exploatare si desigur izolarea termica si acustica. Au fost enumerati doar unii dintre parametrii care trebuiesc respectati, insa exista numerosi altii. Neindeplinirea cerintelor legate de un singur parametru poate face cladirea respectiva nefunctionala sau in orice caz poate obliga la remedieri costisitoare.

Figura 1.5 - Costuri esalonate ale unei hale metalice

Sistemele moderne de invelitori si inchideri au devenit extrem de sofisticate in anumite cazuri, incercand sa satisfaca o gama intreaga de cerinte functionale. Uneori, factorii care impun performantele acestor sisteme pot influenta pretul de cost, ceea ce nu inseamna insa ca sistemele mai scumpe ar putea raspunde tuturor cerintelor in aceeasi masura. Pana la un anumit punct, fiecare sistem poate ai trebuie sa fie conceput pentru a raspunde functiunii cladirii respective.

Sistemul cel mai frecvent utilizat actualmente si considerat ca sistem etalon in industrie este sistemul de inchidere cu dublu strat de tabla cutata (Figura 1.6). Atat din punct de vedere al performantelor cat si al costului, acest sistem constituie o solutie eficienta pentru o cladire parter 'tipica' avand invelitoarea si inchiderile realizate pe baza de tabla cutata din otel. S-ar putea chiar spune ca toate celelalte sisteme disponibile la ora actuala deriva din acest sistem. fiind realizate de obicei pentru a satisface cerinte particulare de cele mai diverse naturi. In ultimul timp au fost facute progrese in sensul ameliorarii performantelor structurale ale elementelor de inchidere, ale rezistentei rosturilor acestora la agentii atmosferici, al metodelor alternative de izolatie si de finisaj. Aceste perfectionari au contribuit la cresterea eficientei economice a produselor respective, mai ales in ceea ce priveste costurile operatiunilor de executie pe santier.

 

a) b)

Figura 1.6 - Structura inchiderilor dublu strat a) acoperis; b) perete

Este binecunoscut faptul ca eliminarea tehnologiilor de executie care implica taieri pe santier (generatoare de deseuri), respectiv a detaliilor pretentioase din punct de vedere al preciziei, pot ameliora in mod semnificativ eficienta globala a unui produs. Tinand cont de aceste considerente, ca si de viteza de montaj realizata, , rezulta clar ca solutia descrisa este cea ideala pentru indeplinirea unor cerinte specifice. Invelitorile respectiv inchiderile din tabla cutata de otel au reusit sa atinga la ora actuala toate performantele descrise mai sus.

Figura 1.7 - Profile de otel utilizate pentru rigle de perete si pane de acoperis

Tehnologiile moderne de productie, utilajele sofisticate ca si materialele cu caracteristici tehnice avansate au permis producatorilor industriali obtinerea gamei largi de profile (Figura 1.7) disponibile astazi, utilizate in special pentru pane de acoperis si rigle de perete, acestea din urma constituind structura secundara a unei hale metalice. Oferta pare nelimitata mai ales daca se tine cont de faptul ca se produc profile si table profilate cu dimensiuni ale sectiunii transversale, respectiv cu lungimi tot mai mari.

Aproape toate intreprinderile specializate produc vata minerala cu lungime astfel dimensionata incat termoizolatia acoperisului sa se poata realiza din fasii unice desfasurate intre coama si streasina (lungimi de pana la 25 m sunt uzuale). Utilizarea unor asemenea lungimi reduce numarul suprapunerilor termoizolatiei si deci necesitatea tratarii rosturilor pentru a le face mai rezistente la actiunea agentilor atmosferici. In plus, prin reducerea rosturilor se reduce timpul de montaj si zonele potentiale de infiltratie a apei.

Unul dintre elementele luate in considerare este latimea utila a panoului de inchidere respectiv, ca si sistemul de etansare prevazut pe latura lunga a panoului. Panourile se pot furniza in anumite cazuri cu latimi de pana la 1200 mm, avand elementele de etansare deja aplicate din fabrica pe laturile lungi, ca detaliu finit.

Toate aceste caracteristici sunt importante, fiind introduse pe piata in scopul de a oferi solutia optima pentru oricare cerinta de tema, respectiv o metoda moderna de montaj pe santier. Odata cu noile exigente de reducere a consumurilor energetice s-au modificat prevederile normelor conform carora este necesar sa fie introduse termoizolatii mai scumpe respectiv produse ameliorate. Sistemele de invelitori-inchideri au fost modificate pentru a raspunde acestor cerinte si satisfac astazi noile normative fiind oferite intr-o gama variata de preturi de cost.

1.4 Cerinte impuse de normele romanesti in vigoare

Conditiile specifice de natura climatica si in special cele seismice existente in Romania impun in scopul satisfacerii conditiilor de siguranta si exploatare normala a constructiilor, respectarea unor prescriptii tehnice si norme de proiectare adecvate. Acestea se refera la:

Conditii de rezistenta

Calculul de rezistenta al constructiilor metalice se face prin metoda starilor limita iar verificarile de rezistenta ale elementelor structurale se fac in conformitate cu procedurile prescrise de catre STAS 10108 /0-78 [1]. "Calculul elementelor din otel" Aceste verificari se fac la starea limita ultima gruparea fundamentala sau respectiv gruparea speciala, sub actiunea combinatiei de incarcari celei mai dezavantajoase pentru elementul respectiv. Combinatiile de incarcari vor fi realizate conform STAS 10101 /0A-77 [2] "Actiuni in constructii. Clasificarea si gruparea actiunilor pentru constructii civile si industriale'.

Conditii de exploatare normala

Verificarile la starea limita a exploatarii normale se fac in conformitate cu specificatiile corespunzatoare din STAS 10108/0-78 "Calculul elementelor din otel". Gruparile de incarcari pentru verificarea la starea limita a exploatarii normale se alcatuiesc conform STAS 10101/0A-77, cu respectarea limitelor deplasarilor prevazute in STAS 10108/0-78.

Conditii de rigiditate

Configurarea generala a structurii, repartitia maselor cat si distribuirea sistemelor de contravantuiri prevazute in pereti respectiv in acoperis, se vor face astfel incat:

• Perioadele proprii de oscilatie a structurii dupa directia transversala, longitudinala respectiv diagonala sa rezulte cu valori apropiate;
• Respectarea acestor prevederi permite asigurarea unei rigiditati satisfacatoare a structurii, ca si un comportament adecvat al acesteia sub actiunea solicitarilor orizontale (vant, seism, dispozitive de transport interior).

Asigurarea stabilitatii generale si configurarea antiseismica

Stabilitatea generala a structurii se asigura prin respectarea prevederilor constructive incluse in STAS 10108/0-78, respectiv prin crearea unor sisteme legaturi la nivelul structurii si in punctele de rezemare care sa elimine pericolul instabilitatii la nivel global.

In structurile metalice formate din bare, contravantuirile joaca un rol deosebit in preluarea si transmiterea la reazeme a sarcinilor orizontale cu rol destabilizator. Proiectantul structurii de rezistenta va distribui sistemele de contravantuiri in asa fel incat ele sa asigure stabilizarea structurii si in acelasi timp sa raspunda cerintelor arhitecturale.

Tipul de contravantuire utilizat in cazul halelor metalice construite la noi in tara este contravantuirea in X (Figura 1.8) lucrand exclusiv la intindere. Se recomanda prevederea intinzatoarelor, pentru compensarea abaterilor dimensionale realizate la montajul structurii de rezistenta.

Figura 1.8 - Structura tipica a unei hale metalice cu contravantuiri in X

Configurarea antiseismica a elementelor structurii de rezistenta precum si a ansamblului acesteia se face in conformitate cu prevederile normativului P 100 -92 [3]

Aceste prevederi se refera la:

a)Asigurarea caracterului dispativ al structurii prin:

• Asigurarea ductilitatii sectiunilor transversale (se lucreaza cu sectiuni transversale de Clasa 1 sau 2 (eventual 3), in conformitate cu prevederile normei europene Eurocode3 [4], preluate de Normativul P 100-92);
• Asigurarea ductilitatii imbinarilor cu suruburi;
• Asigurarea ductilitatii imbinarilor intre bazele stalpilor si sistemul de fundare (in special in ceea ce priveste buloanele de ancoraj)

b) Limitarea deplasarii orizontale de nivel la H/100, cu conditia ca elementele structurii sa nu fie afectate de deplasarile respective (unde prin "H" s-a notat inaltimea la streasina a halelor cu un singur nivel)

c) Limitarea zveltetilor stalpilor "l" in asa fel incat ca acestia sa corespunda principiilor constructive aferente unei structuri disipative:

  (1.1)

unde :

  (1.2)

Astfel, pentru otelul marca OL 37 se obtine  si in consecinta conditia (1) devine:

                                             (1.3)

ceea ce conduce in mod evident la stalpi metalici masivi.

d) Respectarea unor prevederi speciale referitoare la ductilitatea sistemelor de contravantuiri, mai ales in cazul halelor industriale grele (cu poduri rulante masive sau adapostind procese tehnologice grele);

e) In cazul structurilor din elemente cu sectiunea transversala de Clasa 3 sau de Clasa 4 (in conformitate cu Normativul P100-92), forta taietoare de baza utilizata in cadrul verificarii la gruparea speciala de incarcari continand solicitarea seismica, se va determina cu un coeficient de reducere y = 1.

f) Daca forma cladirii respective in plan orizontal este neregulata (adica nu este patrata sau dreptunghiulara), se recomanda divizarea structurii prin rosturi in subansamble de forma rectangulara (sau cat mai apropiate de aceasta forma)

Rosturi de dilatatie

In conformitate cu prevederile STAS 10108/0-78, rosturile de dilatatie ale halelor metalice parter se dispun la intervale de 90 m in lungul constructiei. In dreptul rostului de dilatare, cadrul metalic transversal al structurii de rezistenta se dubleaza.

Rosturile de dilatare pot avea in anumite cazuri si functie de rosturi seismice, caz in care ele se dispun in raport cu criteriile aferente conformarii antiseismice.

1.5 Stabilitatea riglei transversale

Rigla transversala a cadrului portal este alcatuita dintr-o portiune vutata si una constanta in conformitate cu starea de eforturi din bara. Aceasta trebuie proiectata la moment incovoietor si forta axiala in prima faza. De asemenea este necesara asigurarea stabilitatii generale a riglei si asigurarea ei impotriva flambajului lateral. Flambajul lateral in cazul riglei este asigurat de panele de acoperis care la randul lor sunt solidarizate intre ele cu tabla cutata, atat la partea exterioara cat si la partea interioara. In general verificarea de stabilitate in cazul elementelor unei structuri supuse la incovoiere si / sau compresiune se face intre doua rezemari laterale ale talpii comprimate. In cazul cadrelor metalice portal, talpa comprimata a riglei variaza intre talpa interioara si cea exterioara (vezi figura 1.9).

Figura 1.9 - Diagrama de moment incovoietor a unui cadru articulat

Panele de acoperis (de obicei amplasate la talpa superioara a riglei) pot asigura stabilitatea riglei in mai multe moduri si anume:

suport lateral direct cand sunt conectate la talpa comprimata

suport lateral intermediar intre suporturile care asigura impiedicarea la rasucire ( permitand ca distanta dintre acestea sa creasca), cand sunt conectate la talpa intinsa

suporturile impotriva rasucirii, cand acestea sunt conectate la talpa comprimata si urmatoarele conditii mai trebuiesc indeplinite:

sectiunea grinzii este dublu T

imbinarea dintre pana de acoperis si rigla cadrului se va realiza cu cel putin doua suruburi

inaltimea panelor nu trebuie sa fie mai mica de 25% din inaltimea riglei cadrului

In toate cazurile, panele de acoperis trebuie la randul lor sa fie legate de tabla cutata si de asemenea toate cadrele sa fie legate intre ele printr-un sistem de contravantuiri in planul inclinat al riglelor, pentru asigurarea stabilitatii generale a constructiei (vezi Figura 1.8) .

Legaturi insuficiente intre panele de acoperis pot aparea datorita utilizarii tablei plane, utilizarii elementelor de inchidere de tip sandwich sau a panourilor compozite, sau chiar si in cazul in care grosimea termoizolatie este prea mare. Fiecare dintre aceste cazuri trebuie tratat separat, cu mare atentie. Oricum un mare numar de producatori de pe piata asigura informatii suficiente despre propriul sistem de inchidere si in ce masura acesta leaga panele de acoperis intre ele.

Cadrele portal cu o singura deschidere sunt proiectate astfel incat articulatiile plastice sa se formeze in stalp sub imbinare si in rigla in imediata vecinatate a coamei, in timp ce vuta sa ramana in domeniul elastic. Aceasta abordare a fost facuta de Morris si Nakane [6], bazata pe ideea ca aparitia unei plasticizari la limita vutei din rigla ar conduce la o instabilitate prematura a cadrului. Oricum experienta a aratat ca aparitia unei plastificari a riglei la terminarea vutei este iminenta. Totodata un rol important in ceia ce priveste aparitia acestei articulatii, il joaca si forma stalpului (vutat sau nevutat).

1.6 Stabilitatea stalpului

Stalpii cadrelor metalice portal pot avea diferite sectiuni, si anume sectiune variabila in lungul barei (vutati, vezi fugura1.10a) sau sectiune constanta(figura 1.10b).

Figura 1.10 - Tipuri de stalpi utilizati

Stalpul va fi ales astfel incat rezistenta sa la moment incovoietor si forta axiala (compresiune) sa nu fie depasita, iar momentul maxim aplicat sa nu depaseasca momentul plastic capabil al sectiunii. In mod normal sectiunea stalpilor va fi dublu T, care reaminteste faptul ca efectul predominant asupra stalpului il are momentul incovoietor si nu forta axiala.

Totodata, tipul de stalp ales la realizarea cadrului se va face si in functie de modul de prindere al acestuia in fundatie. Astfel pentru o prindere articulata a cadrului in fundatie se va alege un stalp cu sectiune variabila in concordanta cu starea de eforturi din bara, in timp ce pentru o prindere incastrata sau semirigida se va alege un stalp cu sectiune constanta. In functie de tipul de stalp utilizat si imbinarea rigla-stalp va fi diferita: pentru stalpii cu sectiune variabila, imbinarea se va realiza la partea superioara a stalpului(figura 1.11a), iar pentru stalpii cu sectiune constanta, imbinarea se va realiza la fata stalpului(figura 1.11b).

Figura 1.11 - Tipuri de imbinare rigla-stalp

Stabilitatea laterala a cadrului va fi asigurata si in acest caz de riglele de perete, care vor fi fixate de talpa exterioara a stalpului.