Constructii din beton precomprimat

CONSTRUCŢII DE BETON ARMAT PRECOMPRIMAT

IDEEA PRECOMPRIMARII Şî TIPURILE PRINCIPALE DE ELEMENTE DE CONSTRUCŢIE PRECOMPRIMATE

Betonul simplu lucrează In condiţii mult mai defavorabile la întindere, decât la compresiune, pe când la betonul armat, acest neajuns este înlătu­rat. Betonul armat obişnuit are însă, neajunsul că, în zona întinsă, este posibilă apariţia fisurilor chiar la încărcări relativ mici, inferioare valorilor de calcul. Aceasta se datorează faptului că betonul are o lungire specifică de rupere foarte mică; primele fisuri apar chiar la o lungire specifică de 0,1—0,2 mm/m, pe când armătura întinsă, lucrând sub sarcina de exploa­tare ( aa= 1250 kg/cm2) are lungiri de 3—6 ori mai mari. Pe de altă parte, odată cu ridicarea mărcii betonului, rezistenţa lui la întindere creşte într’o măsură mult mai mică.

Având în vedere că modulul de elasticitate Ea, la diferite oţeluri, este aproape acelaşi, este uşor de văzut ( ea = cr3 ; Ea) că, în timp ce la armă­tura din oţel obişnuit ( aaF= 1250 kg/cm2) apar în beton fisuri capilare, în cazul armăturii din oţel superior (<7^52=5000 kg/cm2) apar fisuri deschise, care sunt cu totul inadmisibile în construcţii.

De aici, urmează că la metodele curente de execuţie în beton armat obişnuit, folosirea unor materiale cu rezistenţe superioare nu poate fi efi­cace, deoarece rezistenţa lor nu poate fi folosită integral.

Pe de altă parte, folosirea la construcţiile din beton armat, a unor materiale cu rezistenţă superioară este avantajoasă, deoarece costul betonu­lui şi al oţelului creşte într’o proporţie mai mică decât rezistenţa lor.

Diferitele măsuri preventive ce se iau pentru a împiedica apariţia fisu­rilor în beton şi pentru a folosi integral capacitatea de rezistenţă supe­rioară a materialelor, nu au dus la rezultate satisfăcătoare în cazul proce­deelor obişnuite de execuţie a lucrărilor din beton armat. Tendinţele ulterioare, de a înlătura aceste lipsuri, au dus la crearea unui nou tip de elemente de construcţie: elementele de construcţie pre- comprimate.

Ideea de bază a acestui tip de elemente de construcţie constă în aceea că, prin precomprimarea betonului în punctele elementului unde sarcinile produc eforturi de întindere, se asigură posibilitatea solicitării lui la întin­dere, sub acţiunea sarcinilor de exploatare, fără a se forma fisuri înainte de vreme.    Precomprimarea betonului poate fi realizată prin diferite sisteme. Cel mai eficace sistem il constitue precomprimarea betonului prin preîntinderea armăturii.

In funcţie de metoda de preîntindere, elementele de construcţie bazate pe acest principiu se pot împărţi în două tipuri principale:

1. Elemente în care precomprimarea se realizează prin întinderea ar­măturii, înainte de turnarea betonului. In acest caz, forţa care rezultă din întinderea armăturii se transmite unor reazeme speciale. După

turnarea şi întărirea betonului, dispozitivele de întindere se slăbesc şi ar­mătura, scurtându-se, transmite betonului eforturi de compresiune

2. Elemente în care precomprimarea se realizează prin întinderea ar­măturii, după întărirea betonului (fig. 457, b). In acest caz, armătura nu are, deobicei, aderenţă cu betonul. După întărirea betonului, se întinde ar­mătura şi, în acelaşi timp, se comprimă betonul; în această situaţie de echilibru, armătura se fixează la extremităţile elementului cu ancoraje speciale.

In cele ce urmează se vor analiza succesiv, stările de tensiune ale unui element de construcţie de primul tip.

1. înainte de turnarea elementului, armătura se întinde în limitele elas­tice; intensitatea efortului unitar iniţial în armătură se numeşte efortul unitar de control (controlat) la întindere  şi se notează cu anh-

2. După turnarea elementului şi după ce betonul capătă o rezistenţă suficientă (deobicei, aproximativ 70% din rezistenţa necesară), armătura se eliberează din dispozitivele de întindere şi aceasta, tinzând să revină la poziţia iniţială, comprimiă betonul. Scurtarea (comprimarea) betonului care se produce în acest caz, reduce, într’o oarecare măsură, lungirea elastică iniţială a armăturii, ceeace duce la pierderea unei părţi din efortul unitar iniţial de control (fig. 458, b) obţinut prin preîntindere. Ulterior, din cauza contracţiei şi a curgerii lente a betonului şi ca o consecinţă a scurtării betonului, armătura pierde o parte din efortul uni­tar iniţial de întindere, iar betonul pierde o parte din eforturile unitare de compresiune. Deaceea, preintinderea armăturii trebue să fie destul de mare, pentru a putea acoperi pierderile din contracţie şi din curgerea lentă a betonului, pierderi ce pot avea valori importante (până la 1500 kg/cm2) 4. Odată cu aplicarea sarcinei exterioare pe elementul de construcţie, eforturile unitare provocate de sarcină se vor însuma cu eforturile iniţiale (diagramele arătate prin linii punctate), in beton neputând să existe decât eforturi de compresiune sau, in cel mai rău caz, eforturi de întindere care să nu depăşească valoarea-limită, adică la care să nu apară încă fisurile. In unele cazuri speciale, efortul unitar in fibrele întinse poate fi nul (fig. 458, d).

Continuându-se creşterea sarcinii, efortul unitar in fibrele întinse ‘ poate ajunge la valoarea Rt; în acest caz, rezistenţa betonului la întindere va fi depăşit şi, astfel, apar primele fisuri.

Mărind mai departe sarcina exterioară, aplicată pe elementul de construcţie, se atinge in zona comprimată rezistenţa de rupere a betonului, la compresiunea din încovoiere R„ iar in zona întinsă — limita de curgere a armăturii ac. Această stare de tensiune a elementului corespunde stadiu­lui de rupere, într’un element din beton armat obişnuit, fără armătura preintinsă.

Cele expuse la ultimul punct permit ca, atunci când se determină capacitaiea portantă a elementelor precomprimate, să se folosească aceleaşi ipoteze fundamentale de calcul, după stadiul de rupere, stabilite pentru betonul armat obişnuit.

In ceeace priveşte a doua metodă de creere a efortului unitar iniţial, principala deosebire faţă de cea dintâi constă în faptul că efortul unitar de control <rafc se fixează în timpul comprimării elastice a betonului. După cum s’a arătat, aderenţa cu betonul este adesea nulă, în cazul acestei me­tode, iar pierderile de efort, datorite contracţiei şi curgerii lente a betonu­lui, sunt mai mici, din cauza întăririi parţiale prealabile a betonului; în schimb insă, apar alte pierderi de efort, din cauza strivirii betonului în ancoraje. Rezumând cele expuse mai sus, se poate spune că principala deosebire dintre elementele precomprimate şi cele din beton armat obişnuit, constă in faptul că, la construcţiile precomprimate, se iau măsuri pentru a se impiedica apariţia prematură a fisurilor. In practică, prin această se rezolvă una din problemele esenţiale ale betonului armat: problema folosirii raţionale a mărcilor superioare de oţel şi beton. In . _ 4 acelaşi timp, se realizează şi economie de oţel beton. Folosirea cimenturilor superioare, cu întărire rapidă, este justificată aici din punct de vedere economic, prin faptul că, în acest caz, se pot scoate mai repede dispozitivele de întindere şi cofrajele, adică se accelerează execuţia lucrărilor de confecţionare a elementelor precomprimate.

In afară de rezistenţa la fisurare şi de avantajele economice, elemen­tele precomprimate mai au următoarele calităţi:

a) Rigiditatea sporită. Săgeţile grinzilor’precomprimate sub sarcinile de exploatare sunt cu mult mai mici decât ale grinzilor de beton armat obişnuit, Rapt care este o consecinţă a lipsei de fisuri şi a apariţiei unor deformaţii iniţiale de sens contrar cu deformatiile provocate de sarcină (fig. 459);            ‘

DOMENIUL DE APLICAŢIE ŞI ISTORICUL DESVOLTARII

ELEMENTELOR DE CONSTRUCŢIE PRECOMPRIMATE

Din cele expuse până acum, rezultă că elementele „precomprimate” sau „cu arrnătură preîntinsă” prezintă mari avantaje tehnice şi economice, în comparaţie cu elementele obişnuite din beton armat. La aceste elemente sunt înlăturate principalele lipsuri ale betonului armat: greutatea proprie mare şi posibilitatea de apariţie a fisurilor. In afară de aceasta, cantitatea de oţel consumată pentru armare este simţitor mai mică, in comparaţie cu cele _ din beton armat obişnuit. Acest din urmă avantaj este deosebit de preţios, întrucât economia de oţel în construcţii este una din sarcinile pri­mordiale ale economiei naţionale. Este adevărat că, în majoritatea cazuri­lor, la elementele precomprimate din beton armat, se foloseşte un otel superior, care este aproximativ de 3 ori mai scump decât oţelul obişnuit, cu puţin carbon; utilizarea lui este justificată însă, din punct de vedere economic. Elementele precomprimate trebue să găsească o largă folosire, atât la elementele prefabricate din beton armat, cât şi în construcţiile monolite.înainte de toate, este mare nevoie de elemente prefabricate uşoare pen­tru planşee şi acoperişuri, la clădiri de locuinţe şi la clădiri publice, pre­cum şi de traverse pentru căile ferate, în special în regiunile sărace în păduri. Aceste elemente necesită puţin oţel şi se pretează la execuţia în serie, în fabrică. Betonul precomprimat este deosebit de eficace în cazurile când betonul armat obişnuit este desavantajos sau neraţional, ca de exemplu: în siste­mele de grinzi cu deschideri mari, la halele industriale. In multe cazuri,, grinzile precomprimate pot înlocui elementele de construcţii metalice. In construcţiile industriale, sunt cazuri de folosire a unor grinzi cu deschi­derea de 20 m, iar în construcţiile de hangare, chiar peste 50 m, astfel de grinzi putând fi atât prefabricate, cât şi turnate pe loc. Elementele precomprimate, cu deschideri mari, au găsit un larg do­meniu de aplicare la poduri, la care deschiderile grinzilor executate ajung; până la 50 m şi chiar mai mult. Betonul precoimprimat este foarte convenabil, în construcţiile la. care nu este permisă apariţia fisurilor, cum sunt: conductele forţate, rezervoa­rele etc. Rezervoarele de beton precomprimat nu se execută numai pentru, păstrarea apei şi a diferitelor lichide, ci — aplicându-li-se o izolaţie rezis­tenţă la acţiunea benzinei — ele pot fi folosite şi pentru păstrarea carbu­ranţilor uşori (benzină, ligroină, gazolină etc.). Totuşi, aceasta nu înseamnă că betonul armat obişnuit şi-a pierdut, importanţa. El se va întrebuinţa şi de acum înainte, pe o scară largă, în diferite domenii ale construcţiilor, şi rămâne de neînlocuit în multe con­strucţii şi elemente, ca în: scheletele clădirilor, planşeele monolite, fundaţii,, elementele solicitate mai ales la compresiune şi în multe elemente de con­strucţii prefabricate etc. Betonul precomprimat trebuie folosit acolo unde dă un rezultat tehnico- economic important, dar nu trebue folosit în cazurile când poate fi între­buinţat betonul armat obişnuit. Ideea precomprimării elementelor solicitate la întindere a fost propusă, pentru întâia oară, în 1861, pentru fabricarea ţevilor de tun, de către un. savant rus, artileristul şi academicianul A. V. Gadolin. Aplicarea acestei, idei, la betonul armat, s’a făcut în anul 1888, dar propunerile iniţiale nu au dus, atunci, la rezultate practice. Aceasta se explică prin faptul, că efor­tul unitar de preîntindere era neînsemnat (aproximativ 600 kg/cm2); dea- ceea> după un anumit timp, în urma scurtării betonului, sub acţiunea con­tracţiei şi a curgerii lente, efectul precomprimării dispărea, aproape integrări

In anul 1928, Ing. E. Freyssinet (Franţa), folosind oţeluri superioare şi beton superior, a utilizat eforturi unitare iniţiale mari (peste 4000 kg/cm2); de atunci, se poate spune că betonul precomprimat a căpătat o importanţă practică.

In anul 1930, Prof. V. V. Mihailov, a efectuat (la Tblissi) încercări cu elemente preeomprimate (centrifugate),, iar puţin mai târziu, I. G. Ivanov- Diatlov şi D. V. Ofrosimov (la Moscova) au început să efectueze încercări cu tuburi armate cu o spirală care se înfăşură la cald, pe miezul tubului.

La începutul Marelui Răsboi pentru Apărare a Patriei, s’au construit, în cadrul fostului Comisariat al Poporului pentru Construcţii, două insta­laţii de execuţie: una pentru grinzi preeomprimate (Trustul ,,Stroitel“) şi alta pentru tulburi (Trustul pentru Construcţii speciale din Sud). In afară de acestea, a fost montată la fabrica din Pavşino, o instalaţie pentru exe­cutarea grinzilor preeomprimate şi s’a terminat construirea unei fabrici pentru executarea elementelor centrifugate preeomprimate.     ^

In acelaşi timp, sub conducerea Prof. A. A. Gvozdev, s’au întocmit de către ŢNIPS primele „Instrucţiuni pentru proiectarea elementelor_ precom- primate din beton armat şi Indicaţii pentru execuţia lor“, publicate (în formă de proiect) în anul 1943. Instrucţiunile cuprindeau preţioase indica- ţiuni pentru calculul şi alcătuirea elementelor preeomprimate.

Imediat după sfârşitul răsboiului, s’a trecut la introducerea, în secto­rul de construcţii, a elementelor preeomprimate. S’au construit fabrici pen­tru execuţia grinzilor şi a traverselor din beton armat „cu coarde”. Cu aplicarea acestor noi tipuri de elemente s’au ocupat o serie de întreprinderi de construcţii. Au apărut noi propuneri ale specialiştilor sovietici, referi­toare la elementele preeomprimate şi la metodele de realizare a lor, atât în ce priveşte elementele mici, de „beton armat cu coarde11 (V. V. Mihailov, A. A. Sansiev, KTIS etc.), cât şi elementele de deschideri mari (A. P. Co- rovehin, TNIS MPS)1) etc.Au fost elaborate şi introduse în practică tipuri de conducte şi rezer­voare preeomprimate, cu maşinile necesare pentru întinderea armăturilor înfăşurate. Pe reţeaua de cale ferată s’au construit poduri cu grinzi de beton ar­mat precomprimat cu deschideri mari.In anul 1950 Institutul ŢNIPS a elaborat noi Instrucţiuni1) pentru proiectarea elementelor preeomprimate, fundamental diferite de Instrucţiu­nile din anul 1943.

MATERIALE ÎNTREBUINŢATE PENTRU EXECUTAREA ELEMENTELOR PRECOMPRIMÂTE DIN BETON ARMAT

Pentru executarea elementelor preeomprimate din beton armat este raţional şi avantajos, din punct de vedere economic, să se folosească mate­riale (beton şi oţel) cu rezistenţe superioare, ale căror proprietăţi diferă simţitor de proprietăţile betonului şi ale oţelului moale, folosite la construc­ţiile obişnuite din beton armat.

i) Institutul Central Ştiinţific pentru Construcţii al Ministerului Căilor de Comu­nicaţii. (N. R.).

i) „Instrucţiuni pentru proiectarea elementelor preeomprimate din beton armat’ (I—148—50), Stroiizdat 1951,

1. Betonul

In funcţie de tipul şi de destinaţia elementelor precomprimate din beton armat, sunt  folosite diferite mărci de beton, în special cele superioare, în­cepând dela marca b200. Pentru obţinerea betoanelor de rezistenţă superioară, se folosesc: cimenturi cu rezistenţă superioară, agregate de mare rezistenţă, un factor AJC redus, dozaje ridicate de ciment şi compactare mecanică (vibrare, cen­trifugare, vibropresare, vacuumare cu vibrare şi torcretare). După condi­ţiile impuse rezistenţei mecanice a betonului, se pot aplica fie o parte din aceste măsuri, fie totalitatea lor. Alegerea corespunzătoare a compoziţiei betonului se face pe baza unor instrucţiuni speciale. Tehnologia modernă a betonului face posibilă obţinerea unui beton a cărui rezistenţă să depăşească marca cimentului. La elementele precomprimate, are o deosebită importanţă reducerea timpului de întărire a betonului, pentru a se utiliza cât mai mult cofrajele şi instalaţiile de întindere. După cum au arătat experienţele cercetătorilor sovietici, o însemnată reducere a timpului de întărire se realizează prin tratarea cu abur sau încălzirea uscată.

Caracteristicile mecanice ale betoanelor de rezistenţă superioară nu au fost, însă, suficient studiate. Până la obţinerea unor date mai exacte, pen­tru determinarea rezistenţei de rupere a betoanelor, se pot folosi relaţiile cunoscute:

— pentru rezistenţa prismatică — formula ŢNIPS (A. A. Gvozdev):

— .pentru rezistenţa convenţională de rupere la compresiune din încovo­iere — formula ŢNIPS

In tabela 8 se dau valorile rezistenţei de rupere, de calcul, pentru be- toanele de diferite mărci, în funcţie de natura eforturilor care acţionează. Pentru elementele de construcţii executate prin centrifugare, marca be­tonului se determină după rezistenţa de rupere la compresiune a cuburilor mici (7X^X7 cm sau 5X5X5 cm) sau a epruvetelor inelare (cilindri tubulari, cu diametrul exterior D = 25 cm, înălţimea h = 20,cm şi grosi­mea pereţilor S = 2,5 cm), executate prin aceeaşi metodă. Valoarea rezis­tenţei cubice a betonului R (marca, în kg/cm2), după rezultatele încercării la compresiune a epruvetelor inelare, se determină după formula: în care R\h este rezistenţa betonului la compresiune, determinată pe epru- vete inelare. Alegerea mărcii betonului, pentru elementele precomprimate, precum şi a metodei de îndesare a betonului, se face pe baza unei analize tehmco- economiceţ în funcţie de: destinaţia elementului, tipul de armare, tipul de ancoraje şi condiţiile de execuţie.  După Instrucţiunile (1—148—50), pentru tipurile de elemente indicate f mai jos, se recomandă folosirea următoarelor mărci de beton:

a)     pentru elementele cu armătură ancorată, din oţel beton tras la rece, marca minimă a betonului b300; iar pentru cele cu armătură din oţel laminat la cald, minimum b200;

b)    pentru elementele din beton armat cu coarde, din oţel cu diametrul de 5 mm sau mai puţin (având suprafaţa prelucrată), în momentul scoaterii armăturii de sub efortul de întindere betonul trebue să aibe marca cel puţin b400;

c)      pentru elementele cu armătură cu profil periodic, beton de marca cel puţin b200;                                                                                _

d)     pentru elementele prefabricate monolitizate, de mari deschideri, a căror greutate proprie reprezintă o importantă parte din sarcina de calcul, beton de marca cel puţin b400; 

e)    pentru rezervoare, silozuri şi conducte forţate de beton armat, cu armătură în spirală preîntinsă — beton de marca cel puţin 200.

2. Armătura şi dispozitivele de ancorare

Pentru armătura elementelor precomprimate, se pot folosi oţelurile re­comandate de Prescripţiile N şi TU-3-49, pentru betonul armat obişnuit; cel mai raţional este să se folosească însă coarde cu rezistenţa superioara, trase la re«î, din oţel dur. Alegerea felului armăturii depinde de tipul ele­mentului şi de dimensiunile acestuia.                                                                                    _

Pentru armarea elementelor prefabricate din beton armat, cu secţiuni mici, se foloseşte în U.R.S.S. în special sârmă de cablu (cu un conţinut de carbon 0,4—0,8%), având diametrul de 1,8—5,0 mm. Din cauza diametru­lui mic al armăturilor (coarde) aceste elemente au căpătat denumirea de elemente din beton armat cu coarde de oţel.

Sârmă de cablu obţinută prin trefilarea la rece are o rezistenţă supe­rioară, la rupere (dela i2000 la 19000 kg/cm2); cu cât diametrul sârmei este mai mic, cu atât rezistenţa de rupere a ei este mai mare. In U.R.S.S. s’a pus la punct şi fabricarea unei sârme de rezistenţă şi mai înaltă, dar acest material nu se întrebuinţează încă pentru aceste ele­mente. Sârma de cablu este mai economică, în comparaţie cu sârmele de alte tipuri (de ex. sârma de arcuri). După cum au arătat experienţele făcute la Institutul ŢNIPSdatele din literatura străină, potrivit cărora rezistenţa superioară la lunecare în beton a sârmelor subţiri (până la 5 mm) precum şi autoancorarea lor (pe lungime mică) — s’ar datora folosirii preîntinderii şi a mărcilor superioare de beton, nu corespund întotdeauna realităţii. Rezistenţa la lunecare în beton a armăturii şi ancorarea acesteia depind de mulţi factori şi variază între limite mari. O influentă foarte serioasă, asupra acestei rezistenţe exer­cită starea suprafeţei barelor: în cazul suprafeţelor perfect netede, această rezistenţă este neînsemnată, dar în cazul suprafeţelor rugoase ea creşte mult. Preîntinderea armăturii măreşte în realitate rezistenţa la lunecare, care creşte odată cu sporirea efortului unitar de întindere; această influenţă se manifestă, în mod vizibil, în cazul suprafeţelor perfect netede şi, mai puţin vizibil, la suprafeţele rugoase.

In concordanţă cu rezultatele acestor experienţe, Instrucţiunile (I—148—50) recomandă ca pentru asigurarea aderenţei necesare^ (anco­rării) suprafaţa sârmei, cu diametrul până la 5 mm să fie prelucrată meca­nic. prin creşterea suprafeţei la maşina automată, în timpul îndreptării sârmii sau, pe cale chimică, adăugând în beton clorura de calciu. Se pot folosi şi alte metode, a căror eficacitate este verificată de experienţă. In cazul când sârma nu este prelucrată corespunzător, precum şi atunci când se foloseşte un oţel moale, sunt necesare dispozitive pentru o ancorare sigură a armăturii in beton.

Pentru armătura care se poate suda, ancorajele se pot executa fie din bucăţi sudate (fig. 460, a) sau din şaibe (fig, 460, b), fie folosind o piuliţă  ori sudând o piesă stanţată. Pentru armătura cu diametrul sub 5 mm, care nu permite sudura, In­stitutul ŢNIPS a elaborat următoarele dispozitive de ancorare:

1)   Ancorajul în formă de inel: „buclele11 sistem Dmitriev (fig. 461, a). In acest caz, bara se îndoaie într’un punct; pe buclă, se îmbracă un inel oval, sudat sau presat, iar în spaţiul dintre inel şi bară se introduce bara de ancorare. Diametrul oţelului rotund pentru inele trebue să fie cel puţin egal cu diametrul barei ce se ancorează; diămetrul barei de ancorare, cel puţin de 5 mm şi egal cel puţin cu dublul diametrului barei care se anco­rează. Acest tip de ancoraj este avantajos din punctul de vedere al uşurin­ţei de execuţie.

2. Ancoraj din bucăţi de ţeavă  care — după ce capetele îndoite ale fascicolului de armătură au fost introduse în interiorul lor, se umplu cu un mortar de rezistenţă superioară. Pentru o mai bună încastrare a armăturii, ţevile se turtesc puţin; capătul opus al bucăţii de ţeavă este prevăzut cu filet interior sau cu o piuliţă sudată, pentru a se fixa bulonul de întindere, necesar la aplicarea preîntinderii.La elementele masive de deschideri mari, este necesar, pentru armare, un mare număr de coarde, ceeace complică asamblarea şi întinderea armă­turii. Deaceea, pentru astfel de elemente, se foloseşte tot oţel de cablu, deobicei cu diametrul de 5 mm şi cu o rezistenţă de rupere de 10 000— 14 000 kg/cm2, dar nu sub formă de coarde izolate, ci de fascicole de armă­tură, care cuprind 10—60 coarde, numărul lor variind în funcţie de masivi­tatea elementului şi de secţiunea necesară a armăturii.

Pentru formarea fascicolului, se aşează, în jurul unei bare circulare (miez) din oţel moale, cu diametrul de 6—8 mm, coarde paralele, deasupra cărora se înfăşoară o spirală, din sârmă de 1—2 mm, cu pasul de 7—8 cm. Apoi, dacă este necesar, se aşează deasupra spiralei un al doilea rând de sârme paralele, se înfăşoară din nou cu o spirală şi, în sfârşit, se poate aşeza şi un al treilea rând şi ultima spirală . Bara de montaj din oţel moale, nu se întinde. Pentru executarea industrială a acestor fascicole există dispozitive speciale. In practică, folosirea fascicolelor de armătură a întâlnit, la început, dificultăţi în ceeace priveşte găsirea unei soluţii raţionale pentru prinderea, întinderea şi fixarea ei în element, cu ajutorul ancorajelor. In cele ce ur­mează se indică o rezolvare simplă şi raţională a acestei probleme, după Z.P. Corovchin, (TNIS, MPS) candidat în şt. tehnice.

Iniţial, la executarea fascicolelor din 10—20 coarde, pentru formarea ancorajului, toate coardele fascicolului se îndoaie după o curbă lină şi se leagă cu sârmă, în jurul unei bucăţi de oţel rotund, astfel că îndoiturile sunt dispuse pe perimetru în mod uniform (fig. 463, a). Această porţiune îngroşată a fascicolului de coarde se introduce într’o bucată de ţeavă care apoi se umple cu mortar de ciment de o rezistenţă superioară, formând aşa numitul pahar de ancoraj. Un pahar de ancoraj perfecţionat este acela format dintr’un pahar me­talic, prevăzut, în fund, cu un orificiu, prin care se trec coardele fascico­lului ; fiecare din coarde se îndoaie cu un cioc simplu, cu aju­torul unui dispozitiv obişnuit, apoi, paharul este umplut cu un mortar de rezistenţă superioară (R = 500—600 kg/cm2) sau cu un aliaj metalic. Există şi alte tipuri de pahare, apărute în ultimul timp, aşa cUm este cel reprezentat in figura 463, c. In aceste pahare, numărul de coarde din fasci- • col poate fi sporit până la 60, ceeace simplifică rezolvarea construcţiilor masive din beton armat precomprimat. încercarea fascicolelor a arătat că ruperea lor se produce în exteriorul paharelor de ancoraj. Sârma de cablu se foloseşte, deasemenea, şi la armarea rezervoarelor şi a conductelor, înfăşurarea făcându-se pe cale mecanică.

La unele elemente şi construcţii precomprimate (ca de exemplu, grinzi armate, rezervoare etc.) se poate folosi şi oţel carbon de alte calităţi cu rezistentă superioară, sau oţeluri aliate având o rezistenţă de rupere de 9000—12 000 kg/cm2; în acest caz, barele pot fi de secţiune circulară, pătrată, dreptunghiulară etc.

In graficul din figura 464 se dă o comparaţie elocventă între indicii caracteristicelor mecanice ale coardelor subţiri cu rezistenţă superioară precum şi ale diferitelor categorii de oţel-beton.

După cum reese din grafic, coardele de oţel cu rezistenţă superioară au o limită de elasticitate mai mare (până la de 10 ori), decât armătura obiş­nuită (St. 0, St. 3); aceasta duce Ia o economie corespunzătoare de oţel. Sârma de oţel cu rezistenţă

PRINCIPII FUNDAMENTALE DE CALCUL ŞI CONDIŢII GENERALE DE CONSTRUCŢIE

1. Principii de calcul

Pentru calculul elementelor de construcţii din beton armat precomprimat, s’au elaborat în U.R.S.S., procedee relativ simple, care asigură o sufi­cientă rezistenţă a elementelor de construcţii şi, în acelaşi timp, un con­sum redus de materiale.                  Elementele precomprimate sunt dimensionate la eforturile la care sunt supuse în timpul execuţiei, transportului, montajului şi exploatării. Ideea de precomprimare introduce in calculul elementelor o serie de particularităţi esenţiale. Pe lângă calculul la rezistenţă al elementelor, se face şi calculul la fisurare, asiguraudu-se construcţia împotriva fisurării sub sarcinile de cal- cui, printr’o judicioasă alegere a gradului de întindere a armăturii şi a gradului de comprimare a betonului. Apoi, se verifică elementul la eforturile care apar în timpul execuţiei când i se transmite efortul de preîntindere a armăturii (determinarea eforturilor unitare de montaj). In sfârşit, se verifică eforturile unitare principale, date de sarcinile de exploatare, iar pentru unele elemente, şi cele date de sarcinile care pro­voacă apariţia fisurilor. In afară de aceasta, pentru unele elemente-, se verifică şi eforturile unitare din armătură, date de sarcina dinamică de exploatare. După cum s’a arătat mai înainte, odată cu formarea fisurilor şi cu scoaterea din lucru a betonului din zona întinsă, repartizarea eforturilor unitare în secţiunea periculoasă nu diferă, în principiu, de repartizarea lor în betonul armat obişnuit: eforturile de întindere sunt preluate de armă­tură, iar cele de compresiune, de beton. Deaceea, calculul la rezistenţă al elementelor de construcţii precomprimate, adică determinarea dimensiuni­lor secţiunii transversale şi a armăturii principale, se face cu formulele din prescripţiile N şi TU—3_49. Coeficientul de siguranţă (la rezistenţă), pentru elementele armate cu oţel moale, se ia în conformitate cu N şi TU; pentru elementele armate cu oţel dur, coeficienţii de siguranţă se stabilesc în raport cu rezistenţa la rupere (tabela 47).Pentru elementele precomprimate prefabricate, coeficienţii de siguranţa se reduc cu 10%. La calculul secţiunilor după stadiul de rupere, rezistenţa de rupere de calcul pentru beton se ia din tabela 8.In ceeace priveşte gradul necesar de rezistenţă la fisurare, toate ele­mentele precomprimate de beton armat se împart, în conformitate cu „In­strucţiunile”, în două categorii:

In categoria I intră în primul rând elementele cărora li se impun con­diţii de impermeabilitate şi 1a, care nu se admite apariţia fisurilor sub sarci­nile de exploatare. Tot în’ această categorie intră şi_ elementele care se gă­sesc sub influenţa cel puţin a unuia din următorii factori: acţiunea con­stantă exterioară a atmosferei, acţiunea unui mediu agresiv, sarcini dina­mice sau care îşi schimbă sensul (grinzi de rulare etc.). Valoarea totală a efortului unitar iniţial din armătură trebue să fie cât mai mare posibil, cu condiţia să nu depăşească următoarele valori: pentru otelurile moi, 0,9 m, iar pentru oţelurile dure, La sarcini dinamice, cele mai mari eforturi în armatura nu trebue sa depsească 90% din aceste valori limită.Se recomandă ca valoarea efortului unitar iniţial din armatura, din zona comprimată, să se ia de cel mult 4200 kg/cm2, ceteaoe corespunde unei scurtări specifice limită a betonului, egală cu 0,002. Eforturi unitare mai mari vor influenţa dăunător rezistenţa zonei comprimate a betonului. La calculul elementelor, treibue să se ţină seamă de scăderea ^efortului unitar iniţial din armătură, cauzată de contracţia şi curgerea lentă a beto­nului; iar la elementele a căror armătură este prevăzută cu dispozitive de ancorare, precum şi la tuburi, rezervoare cilindrice _ etc., trebue sa se ţi n a seamă şi de scăderea cauzată de strivirea betonului sub ancorare, sau de spirele şi inelele armăturii.

După „Instrucţiunile (1-148-50), manmea pierderilor ap la efortul unitar iniţial în armătură, din cauza contracţiei şi curgerii lente a betonului obişnuit, se ia:

‘ a) pentru oţelurile dure, cu efortul unitar de control aafe> 4 000 kg/dm2;

— la controlul efortului unitar, înainte de comprimarea betonului: 0p= 1500 kg/cm2;

__  la controlul efortului unitar, după comprimarea betonului, ap = 1000 kg/dm2;

b) Pentru oţelurile moi, cu efortul unitar de control aak < 4000 kg/cm2;

—     la controlul efortului unitar, înainte de comprimarea betonului, 0p = 800 kg/cm2, .

—    la controlul efortului unitar de întindere, după comprimarea be­tonului, aP = 600 kg/cm2.

Valoarea pierderilor suferite de efortul unitar iniţial în armătură, in urma strivirii betonului ( aj) sub armătură în spirală sau inelară, se ia de 300 kg/cm2, însă numai în cazul când diametrul elementului de construc­ţie este de cel mult 3m. 

Valoarea pierderilor suferite de efortul unitar iniţial în armătură (or. #), cauzată de strivirea betonului sub ancorajele fascicolelor de armătură, pre­cum şi a celor cauzate de îndesarea rosturilor dintre şaibe, se determina din condiţia ca valoarea absolută a deformaţiei să fie 1 mm^ pentru fiecare din aceste cauze. In consecinţă, în funcţie de lungimea fascicolului, consi­derând Ia fiecare capăt al lui deformaţii de 2 mm = 0,2 cm, se determină pierderile, după formula: Reducerea efortului unitar iniţial, datorită comprimării elastice a be­tonului (în elementele la care controlul întinderii armăturii se face înainte de comprimarea betonului), se calculează la determinarea efortului unitar iniţial din beton, considerat ca un corp elastic, după formulele din rezis­tenţa materialelor. Rezistenţa cubică a betonului R\ în momentul transmiterii efortului unitar iniţial, trebue să fie de cel puţin 70%, din rezistenţa de rupere de calcul R.

2. Condiţii generale constructive

Diametrul barelor armăturii preîntinse trebue să fie de cel puţin 1,8 mm.

Distribuţia barelor in zona întinsă a unui element nu este limitată la un număr determinat de rânduri; distanţa dintre bare (coarde) trebue să fie insă cel puţin egală cu diametrul lor şi nu mai mică decât 10 mm, iar pentru fascicolele de armătură — nu mai mică decât diametrul fascicolului şi cel puţin de 25 mm. Ca regulă generală, armătura trebue să fie fără innădiri. Innădiirile se admit cu condiţia ca rezistenţa lor să fie egală cu rezistenţa barei. In fiecare secţiune a elementului, se admite innădirea a cel mult 25% din numărul total de bare. Grosimea minimă a stratului de acoperire la elementele din beton greu, trebue să fie: pentru plăci, 10 mm; pentru grinzi secundare şi grinzi princi­pale, 15 mm; pentru armătura transversală, nesupusă la preîntindere (etrieri, fretă), 8 mm. In cazul unor acţiuni dăunătoare sistematice asupra betonului, grosi­mea stratului de acoperire trebue să fie sporită cu 10 mm. Stratul de aco­perire se măreşte deasemenea cu 10 mm, în cazul când elementul de con­strucţie trebue să reziste la incendiu şi este armat cu o armătură preîntinsă,, a cărei rezistenţă de rupere se reduce sub acţiunea focului.

ELEMENTE SOLICITATE LA ÎNTINDERE CENTRICĂ

1. Particularităţi constructive                               –

După procedeul de precomprimare, se disting două tipuri de elemente întinse axial:

Elemente în care preîntinderea armăturii se face înainte de turnarea betonului, adică la care controlul efortului unitar iniţial in armătură se face înainte de comprimarea betonului.

In această categorie intră: talpa inferioară a fermelor ,tirantul principal şi tiranţii de suspensie ai arcelor etc. In acest caz, se pro­duce o reducere a efortului unitar de control, datorită comprimării elastice a betonului.

Elemente în care preîntinderea armăturii se face după turnarea şi întărirea betonului, adică in care controlul se face după comprimarea beto­nului. In această categorie intră, în primul rând, elementele la care apariţia fisurilor este complet inadmi.sabiiă sau, pe cât se poate, de evitat, de exemplu: la conducte, rezervoare, silozuri şi diverse elemente rectilinii, ca talpa inferioară a grinzilor cu zăbrele etc.

Principiul de alcătuire a conductelor (fig. 466) constă în următoarele: pe un miez de beton, executat prin centrifugare, se înfăşoară o spirală din sârmă, ale cărei capete se sudează. Spirala din oţel obişnuit se poate înfăşura fie la cald (metoda iniţială), fie la rece, cu preîntinderea necesară în cazul spiralei din oţel obişnuit şi din oţel de rezistenţă superioară. Peste spirală se aplică stratul de acoperire, prin torcretare. Rezervoarele cilindrice precomprimate se alcătuesc după acelaş principiu. Peretele de be­ton armat executat în prealabil se strânge cu inele din armătură de oţel-betonobişnuit sau se înfăşoară cu o spirală întinsă, din oţel de rezistenţă superioară. Peste armătura preîn- tinsă, se aplică, prin torcretare, stratul de aco­perire. Legătura dintre pereţii rezervorului şi fund, precum şi legătura cu acoperişul, se face îăsându-se rosturi: rostul dintre perete şi fund se umple, deobicei, cu o masă elastică. In cazul unei astfel de întinderi a armăturii, efectuate după întărirea betonului, efortul uni­tar de control în armătură rezultă, de fapt, după comprimarea betonului. In aceste construcţii, spre deosebire de cele amintite mai înainte, au însă loc pierderi suplimentare ale efortului uni- Fi„ 467 Schema de tar iniţial, în urma strivirii betonului sub spi- alcătuire a rezervorului rele armăturii, la elementele drepte.

 2. Calculul elementelor solicitate la întindere centrică

Calculul elementelor solicitate la întindere centrică, la fel ca şi calcu­lul celorlalte elemente precomprimate, cuprinde calculul la rezistenţă (capa­citatea portantă) şi calculul la rezistenţa la fisurare (apariţia fisurilor).

a) Calculul de rezistenţă

in raport cu cele două metode de preintindere a armăturii, se disting şi două cazuri de calcul la fisurare: primul este cazul în care controlul efortu­lui iniţial se face înainte de comprimarea betonului, al doilea este cazul în care controlul efortului iniţial se face după comprimarea betonului. In cele ce urmează se vor introduce câteva noţiuni şi notaţii noi, adop­tate în Instrucţiunile ŢNIPS (I—148—50): Gdp = o,ik — ap este efortul unitar de preîntindere în armătură, scă­zând pierderile, în cazul când controlul efortului unitar se face înainte de comprimarea betonului; acest efort unitar de preîntindere corespunde unui efort unitar nul în beton (la nivelul armăturii), în cazul încărcării ele­mentului. o<t\ — Gak — este efortul unitar de preîntindere în armătură, scă­zând pierderile, in cazul când controlul efortului din armătură se face după comprimarea betorului; acest efort unitar este tocmai efortul unitar perma­nent în armătură, înainte de încărcarea elementului. Pentru acest caz (când controlul efortului se face după comprimarea betonului), efortul unitar în armătură, corespunzător unui efort unitar nul în beton, este:

Efortul unitar  stabilit, în cazul când controlul efortului se face înainte de comprimarea betonului, este: in care Obi este efortul unitar permanent de precomprimare în beton, după scăderea pierderilor, înainte de încărcarea elementului cu sarcina exte­rioară, iar n a,i este efortul unitar în armătură (după teoria veche), care se produce în urma comprimării elastice a betonului.

ELEMENTE SUPUSE LA ÎNCOVOIERE

1. Alcătuirea elementelor supuse la încovoiere şi metode pentru execuţia lor

In categoria elementelor precomprimate, supuse la încovoiere, intră diferitele tipuri de plăci, grinzi principale şi secundare de planşee acoperi­şuri si schelete de rezistenţă, grinzi de rulare, traverse de cai ferate etc.

Ele se subîmpart în două categorii principale, care se deosebesc m special prin dimensiunile lor: elemente mici şi elemente mari, supuse la încovoiere. Pentru elementele mici, modul principal de întindere a arma­turii îl constitue întinderea armăturii înainte de betonaie, controlandu se gradul de întindere înainte de comprimarea betonului. Pentru elementele mari, întinderea armăturii se execută de preferinţa, după întărirea betonu­lui, controlându-se gradul de întindere, după comprimarea betonului.

a) Elemente cu secţiuni mici

Pentru armarea elementelor cu secţiuni mici, cel mai avantajos este să se folosească sârmă de cablu cu diametrul 1,8—3,0 mm şi Pana a ^ mm inclusiv, fără ancorare (beton armat cu coarde). Coardele de oţel cu dia mitrele indicate au o aderenţă suficientă cu betonul, cu condiţia ca supra­faţa lor să fie prelucrată în mod corespunzător (§83. pct. 2). Grinzile şi plăcile de acest fel pot fi tăiate în orice loc şi, prin aceasta, mciuna din părţi nu-şi pierde proprietăţile de bază ale betonului armat cu coarde. ^ Betonul armat cu coarde este avantajos, din punct de vedere economic, la deschideri relativ mici, până la 7 m (pentru planşee, fig. 4bJ).

In elementele de beton armat cu coarde, se folosesc betoane de mărci superioare (minimum marca 500). Mărimea granulelor de pietriş trebue sa fie de cel mult 7,0 mm.La grinzi de beton armat cu coarde, în afară de armătura dela pai tea inferioară, mai este necesară şi o armătură la partea superioara. Daca aceasta lipseşte, există pericolul ca la întinderea şi scoaterea de sub efort a armăturii inferioare, să apară în partea superioară eforturi unitare de întindere periculoase, iar în timpul transportului şi al montajului grinzile ar putea să se rupă. Din cauza necesităţii de a se dispune în grinzi un număr mare de coarde, zona ‘întinsă are o secţiune mai mare, fapt care constitue un ele­ment distinctiv fată de grinzile din beton armat obişnuit. Secţiunile curente ale grinzilor de beton armat cu coarde de oţel sunt următoarele (fig. 470): secţiune în T, cu placa în zona întinsa (a);– sec­ţiune în formă de şină (b); secţiune dreptunghiulara, cu unul, doua sau mai multe goluri circulare (c) şi secţiune       v

Grosimea nervurilor şi a plăcilor acestor elemente se alege redusa, când se execută din beton vibrat, însă cel puţin de 2,5 cm; pentru elemen­tele centrifugate si vibropr.esate, grosimea nervurilor şi a plăcilor poate li redusă până la 2 cm. La elementele cu goluri rotunde, se permite ca gro­simea minimă a plăcilor să fie 2 cm, iar a pereţilor, de 1,5 cm.

Construcţii de. beton armat Comparând tipurile de grinzi arătate mai sus, se constată că, la o capacitate de re’zistenţă egală, grinzile T, cu placă la partea inferioară (fig. 470, a), necesită cu 7—10%, mai mult beton, şi cu 2—3% mai mult oţel decât grinzile cu secţiunea în formă de şină (fig. 470, b), iar rigidi­tatea lor este cu 15—16% mai redusă. După datele prof. V. V. Mihailov, această diferenţă este mai mare. Grinzile în T sunt însă mai uşor de exe­cutat şi de montat şi deaceea au căpătat o răspândire mai niiam

Biroul de studii KTIS1) a elaborat trei tipuri de grinzi de beton armat cu coarde, cu înălţimile de 20, 26 şi 34 cm, iar deschiderile maxime fiind respectiv de 5,5; 6,5 şi 9,0 m. In figura 471 este reprezentată o grindă (tip 2), cu armătură longitudinală de 2,6 mm diametru (an-= 18 000 kg/cm2), având etrieri cu diametrul de 3 mm, cu o rezistenţă la rupere de 6500 kg/cm2; betonul este de marca 500. Pentru ridicarea grinzilor, se pre­văd două urechi din oţel-beton 0 6 mm.

Astfel de grinzi au mai fost proiectate şi de alte Institute, întrebuin- ţându-se, în unele cazuri, în loc de coarde de rezistenţă superioară, armă­tură cu profil periodic, turtită la rece (Institutul de Cercetări Ştiinţifice de Construcţii al Ministerului Industriei Construcţiilor de Maşini). Aceste grinzi prezintă desavantajul că preţul construcţiei se ridică; în schimb nu necesită folosirea unui oţel de rezistenţă superioară. Pentru executarea elementelor din beton armat cu coarde, sunt nece­sare instalaţii speciale, care trebue să asigure prinderea armăturii, întin­derea acesteia până ce se ajunge la efortul unitar prescris, precum şi men-KTIS, Biro’u! pentru tipizarea şi industrializarea construcţiilor. (N. R.)inerea neschimbată a valorii acestuia până în momentul transmiterii lui asupra betonului. In U.R.S.S. s’au răspândit două metode de bază pentru executarea pe scară mare a elementelor din beton armat cu coarde: metoda la banc şi metoda în lanţ. In cazul primei metode, piesele rămân fixe, iar muncitorii, împreună cu utilajul de execuţie (instalaţiile de întindere, de turnat beto­nul, de îndesat prin vibrare) se deplasează dela o piesă la alta. In

celei de a doua metode, din contra, cofrajele se transportă dela un agregat fix la celălalt, supunându-se prelucrării corespunzătoare şi, la sfârşit, ajung în camerele de tratare cu abur. Deaseînenea, în cazul metodei a doua, este posibilă folosirea procedeului „armării continue11 a lui V. V. Mibailov.

Metoda de execuţie „la banc1‘ a pieselor din beton armat cu coarde este foarte eficace. Piesele se execută în tipare dispuse pe Imn, pe o lungime cap, mai mare (până la 100 iu). La capetele bancului exista piese de rezemam nuternice la unul din capete, coardele se fixează cu ajutorul unor dispozi- fivesoed’ale de prindere, iar la celălalt capăt se găsesc instalaţiile de în­tindere Se introduce armătura din coarde pe toată lungimea liniei; fiecare linie poate să dea 100 m de grinzi, adica la o lungime a grinzilor de 4 6 m, numărul lor poate ajunge până la 25 bucIn anii de după război s’au construit fabrici cu bancuri dţ turnaie lat- (până la 3,5 m) şi cu lungimea utilă de 100 m, care permit să se execme piese de beton armat cu coarde în cofraje metalice nedemontabile.

Lăţimea bancului de turnare este determinată de lăţimea aparatului^ fo­losit pentru indesarea betonului. La o lăţime a bancului de turnare de o,5 ma numărul de linii de cofraje pentru grinzi cu secţiunea T este de 16 buc, iarajutorul unei prese hidraulice cme ne poate deplasa pe şine, în direcţie transversala, la căpătui bancului de iur nare dela un dispozitiv de întindere (şurub de întindere) la altul. Pentru turnarea şi mdesarea betonului, se foloseşte o maşina de turnat betonul, care circulă pe şine folosesc 4 bancuri de turnare şi durata de întărire a betonului este de 24 ore. producţia instalaţiei poate ajunge la 800 000 m de grinzii de pe an. In cazul unei suprafeţe de turnare înguste, cu 4 linii, şi cu o lungime utilă de 30 m, producţia instalaţiei poate fi de 75—100 000 m de grinzi pe an. Metoda armării continue pentru executarea pieselor din beton armat cu coarde (grinzi, traverse ele.), a fost propusă de prof. V. V. Mihailov şi s’a aplicat, pentru prima dată, in U.R.S.S.1). Prin folosirea acestei metode, procesul de execuţie se mecanizează şi se obţine o productivitate mare şi o economie realiă. Carcasa de armătură a pieselor nu este formată, ca deobi- cei, dintr’o serie de bare legate, ci dintr’un fir (spirală) continuu, preîntins, care formează armătura longitudinală şi transversală. Se disting două tipuri de elemente preîntinse (grinzi) cu armare continuă: 1. Elemente în care armătura se înfăşoară pe proeminenţe (dornuri), ieşite din cofraj (fig. 473, a); în acest caz, betonarea se face într’o singură etapă. 2. Ele­mente în care firul se înfăşoară pe un miez executat dinainte, din beton sau beton armat (cu armătură obişnuită), stratul de acoperire realizându-se prin torcretare (fig. 473, b), adică betonarea se face in două etape. In primul caz, armătura preîntinsă este numai cea aşezată In partea de jos a grinzii şi o parte din ea poate să nu fie dusă până la reazem; zona comprimată se armează cu armătură obişnuită.

In al doilea caz, toată armătura se duce până la capătul elementului.

In ambele cazuri, elementele se execută pe aşa numita masă rotativă de preîntindere , care constă dintr’un tambur rotativ pentru co­lacii de armătură, o staţie de întindere şi masa rotativă propriu zisă, pe care se fixează cofrajul metalic, fundul, conturul sau miezul de beton pen­tru înfăşurare. Odată cu rotirea mesei se roteşte şi toba mecanismului de servire, care alimentează instalaţia cu sârmă; aceasta trece peste scripeţii sistemului de palan şi se înfăşoară continuu pe pereţi, pe pereţii laterali sau pe miez, rămânând tot timpul întinsă, cu valoarea dată a gradului de preîntindere. In cazul execuţiei în serie, după ce armătura preîntinsă se înfăşoară pe pereţii laterali ai tiparelor (fig. 475, a), aceştia sunt transportaţi în ca­merele de tratare cu abur, unde sunt aşezaţi în rânduri, la distanţele nece­sare pentru a se.obţine grinzile proiectate (fig. 475, b). După aceea, in spaţiul dintre părţile laterale ale cofrajului se aşează armătura obişnuită a grinzilor (fără preîntindere). Pereţii laterali joacă rolul de tipare, care sunt folosite de foarte multe ori. După întărirea betonului, dornurile sunt deplasate cu ajutorul vinciuri- lor şi astfel eforturile de întindere ale coardelor sunt transmise asupra beto­nului întărit, transmiterea făcându-se prin ţevile care îmbracă dornurile.

Trebue să se menţioneze aici şi executarea pe masa turnantă a grinzi­lor din blocuri de beton de sgură, pentru planşee monolite, executate din elemente prefabricate (planşee mixte) (fig. 476). Blocurile cu goluri, care formează grinda, se aşează unul lângă altul şi se înfăşoară cu o spirală, de 4—5 ori; după aşezarea grinzilor in planşeu, in spaţiul dintre grinzi se toarnă mortar de ciment.

])V. V. Mihailov: O nouă metodă de executare a «atentelor precomprimate din beton armat, prin armarea continuă a betonului. (Lucrările celei de a 4-a Conferinţe Unionale pentru construcţiile din beton şi beton armat, Stroiizdat, 1949). O metodă asemănătoare celei de armare continuă a fost elaborată de A. C. Sanşiev, la Institutul de Construcţii al Academiei de Ştiinţa a R.S.S. Armene; această metodă este puţin diferită, in comparaţie cu metoda ară­tată mai înainte;. In afară de grinzi si traverse din beton armat cu coarde, au căpătat răspândire în U.R.S.S. şi alte elemente, ca de exemplu: stâlpi pentru liniile de transmisii electrice, cu armătură longitudinală preîntinsă, piloţi din be­ton armat cu coarde, propuşi şi puşi la punct de către Institutul de Poduri de pe lângă LIIJT (Institutul de Ingineri de Căi Ferate din Leningrad) etc. La elementele de secţiuni mici, se foloseşte deasemenea, pentru armă­tura preîntinsă, oţelul-beton moale. De exemplu, pentru grinzile-făşii cu două goluri (ochelari) executate în fabrică (fig. 348), se foloseşte armătură din oţel-beton obişnuit, marca St. 3 (la un beton de marcă 200—300)’). Pre- întinderea armăturii de rezistenţă este decrafc=î750 şi 2200 kg/cm2. Con­strucţia .elementelor diferă de cele fără preîntindere, prin aceea că, la armă­tura de rezistenţă se sudează o bucată de oţel, prevăzută cu filet (fig- 460, b).        ”

Din cauza rigidităţii mari (săgeata este de 2—3 ori mai mică) şi a rezistenţei superioare la fisurare (folosind materiale obişnuite) grinzile-fâşii cu două goluri (ochelari) şi cu armătură preîntinsă, au o înălţime de con­strucţie mai mică decât cele obişnuite.

Condiţii tehnice pentru grinzile-fâşii din beton armat cu două goluri (TU—57 50), Stroiizdat, 1950.

 b) Elemente cu secţiuni (deschideri) mari

Pentru armarea elementelor masive de deschideri mari, este necesar un număr mare de coarde (bare), ceeace complică montarea armăturii şi întin­derea ei. Preîntinderea armăturii înainte de betonare necesită construirea unor rezeme (culei) masive. Acest lucru a limitat folosirea armăturii pre- intinşe la elementele de deschideri mari. O etapă importantă in desvoltarea elementelor precomprimate de des­chideri mari a fost trecerea ia sistemul de întindere a armături! după întă­rirea betonului. Prin această metodă, nu este necesar să se construiască reazeme’ (însăşi elementul îndeplineşte acest rol) şi se obţin şi alte avan­taje de ordin tehnic, ca de exemplu posibilitatea de a se efectua^ nu numai preîntinderea armăturii drepte, ci şi a celei aşezate după o curbă oarecaie. Pentru armarea grinzilor de deschideri mari, se folosesc fascicole de armătură (cablu de armătură), din coarde paralele de oţel dur, şi nu coarde separate; la unele sisteme se foloseşte oţel de calitate superioară sau Oţel aliat, de diurneiri mari.

Cele mai avantajoase secţiuni transversale ale grinzilor cu armătuia preintinsă, folosite la deschideri mari, sunt cele în dublu T şi cele drept­unghiulare de material care le împiedica de a adera la beton. Ele pot fi acoperite cu hârtie groasa încălzituri, iar sulul de hârtie astfel obţinut se acoperă cu bitum Nr 3 mea nunh aiunoe în stare fluidă. Un alt mijloc, mai eficace, dar m acelaşi timp mai scump, este de a introduce fascicoiul de armatura intr un tub (manta) fascicolului, paharul metalic de ancoraj se încastrează în beton, iar la celălalt capăt iese afară şi, pentru o presă hidraulică (vinciu), care se reazema m betonul întărit al capătului grinzii Valoarea efortului se măsoara cu ajutorul manometrului In urma preîntmderii, paharul de ancora] dela capătul fascicolului de armătură se îndepărtează pe o oarecare distanţa de capul grinzii ţiul astfel format, se introduce o garnitura (plăcuţă de beton armat. saa şaibă metalică cu o crestătură), graţie careia se menţine in grinda starea de efort necesară (fig- 478). Garniturile şi şaibele au diverse grosimi, cu gradaţii de 1—2 mm. Atunci când se folosesc tuburi metalice, se injectează în tub după ter­minarea întinderii fascicolului, mortar de ciment, m stare fluida (1.1). 1 jectarea se face printr’un orificiu prevăzut în grinda şi in tub.

Paharele care ies în afară se betonează.

Această metodă de preîntindere se poate aplica atât la construcţiile monolite, cât şi la cele prefabricate. Fascicolele de armătură cu pahare de ancorare se pot folosi deasenic­nea şi in cazul in care preintinderea se produce înainte de detonare, pre- văzându-se reazemele respective. Metoda de armare cu fascicolele (cabluri) cu pahare a fost verificată în U.R.S.S., atât în laborator, cât şi în practică şi a dat rezultate bune. In străinătate, cel mai răspândit dispozitiv de ancorare îi constitue sistemul Freyssinet ,(fig. 479). El constă din următoarele: capetele corzilor fascicolului de armă­tură (cablului) se scot din grinzi, prin nişte orificii tronconice. După întinderea coarde­lor, cu ajutorul unui aşa numit vinclu cu acţiune dublă, se ancorează fascicolul în ori­ficiul tronconic al unui con special, din beton armat sau din metal, înfăşurat cu o spi­rală. Ancorarea se face prin presare, sub presiune mare. In interiorul acestui con, se lasă un orificiu, prin care se injectează în interior mortar de ciment. Conul nu iese dincolo1 de marginea grinzii şi rămâne doar să se taie capetele corzilor şi să se nive­leze suprafaţa cu m’ortar de ciment. Grinzile de deschideri mari — de secţiune dublu T sau dreptunghiulară, cu goluri — au totdeauna, în afară de armatura preîntinsă, o armătură aşezată constructiv — longitudinală (in partea de jos şi în partea de sus) şi etrieri (fig. 480). Această armătură constructivă nu este supusa preîn­tinderii şi se face din oţel obişnuit. Este necesar a arăta, aici şi următoarele tipuri de grinzi pentru deschi­deri mari.

1) Element cu preîntindere parţială. La acestea, armătura de bază este formată din bare obişnuite, de oţel moale, nesupuse preîntinderii; nu­mai o parte relativ mică din armătura longitudinală (de obicei din oţel dur) este supusă preîntinderii. Datorită preîntinderii armăturii suplimentare, be­tonul capătă o oarecare rezervă, pentru a lucra la Întindere, prevenindu-se astfel apariţia prematură a fisurilor. Efortul unitar de lucru al armăturii de bază, care este supusă unei comprimări iniţiale, poate fi admis mai mare decât cel obişnuit. Avantajele folosirii unor astfel de elemente constau in folosirea economică a oţelului dur şi a efectuării mai uşoare a preîntinderii, precum şi în aceea că se reduce consumul total de armătură cu 20—40% faţă de grinzile obişnuite de beton armat. Aceste avantaje au fost confir­mate, în urma aplicării metodei la construirea unor poduri.

2. Elemente cu armătură preîntinsă exterioară. In această categorie sunt cuprinse o serie de elemente în formă de arc şi de grinzi armate. La elementele în formă de grinzi armate (fig. 481), întinderea tirantului poli­gonal, care se găseşte în întregime în grinda de secţiune dreptunghiulară cu gol la mijloc, se face cel mai avantajos la unul din reazeme, cu ajutorul vinciurilor hidraulice; grinda folosită ca reazem se supune, în acelaş timp, comprimării. Construcţiile de tipul grinzilor armate au căpătat răspândire în special la poduri.

Elemente de construcţii prefabricate, cu armătură preîntinsă, formate din blocuri separate de beton sau beton slab armat. Aceste grinzi au fost propuse pentru prima dată, în U.R.S.S., în anul 1938 de către LI. Golden- blat şi C. A. Nauniov, la proiectul unui pod de beton armat. In străinătate (în Franţa şi Belgia), astfel de grinzi din blocuri au început să fie folosite pentru poduri, la sfârşitul celui de al doilea război mondial.>Acest tip de grinzi, cu armătură preîntinsă, are oarecari avantaje ţaţă de cele monolite: folosirea blocurilor, în special a celor executate în fabrică, simplifică şi accelerează executarea grinzilor, dă o economie însemnată de material lemnos şi uşurează organizarea lucrului după metode rapide.se lasă între ele un spaţiu de 2—4 cm. După ce se verifică aşezarea corectă a blocurilor, se introduce în şanţuri sau găuri, armătura longitudinală pre­văzută în calcul. După aceasta, rosturile dintre blocuri sunt umplute cu mortar sau beton.La grinzile cu deschideri mici, după întărirea mortarului din rosturi, armătura din oţel obişnuit se întinde ( ac = 2500—3500 kg/crn2) manual, cu ajutorul unor piuliţe şi chei cu prelungitor sau vincîuri de putere redusă.Grinzile cu deschideri mari (fig. 482, b) se armează cu fascicole de armătură din oţel de rezistenţă superioară. La acestea, după întărirea betonulul (mortarului) aşezat in rosturile dintre blocuri, se preîntind fascico­lele, cu ajutorul unor vinciuri hidraulice mobile. Fixarea armăturii preîntinse se face cu ajutorul paharelor, conurilor etc. După aceea, găurile ce trec dintr’o parte intr’alta a grinzii sunt umplute, prin injectare cu mortar de ciment (1 : 1), iar şanţurile se betonează. La blocurile mari, în cazul şanţurilor deschise, se recomandă ca fascicolul să fie închis intr’un tub de tablă, care este susţinut de ancore, fixate in rostu­rile dintre blocuri. Acest tub se acoperă in partea exterioară cu un strat de protecţie, iar în interiorul lui se injectează mortar de ciment.

2. Calcului elementelor solicitate la încovoiere

Calculul elementelor solicitate la încovoiere cuprinde calculul la rezis­tenţă (determinarea capacităţii portante), calculul la fisurare şi verificarea eforturilor unitare principale.

a) Rezultatele cercetărilor experimentale

Primele experienţe ale Institutelor ŢNIPS şi TNIISM (din Harcov), asupra betonului armat cu coarde de oţel, au arătat că natura ruperii grin­zilor cu armătură preîntinsă este diferită de cea a ruperii grinzilor de beton armat obişnuit.

La grinzile cu un procent de armare nu prea mare, ruperea (după expe­rienţele lui S. E. Freifeld) se produce brusc, din cauza ruperii deobicei a tuturor coardelor (fig. 483, a), ceeace se ex­plică prin absenţa unei zone de curgere la aj I

coardele din oţel superior. In acest caz, efortul unitar în zona comprimată a betonului, in momentul ruperii, este simţitor mai mic decât rezistenţa lui de rupere (Ri). Mărind procentul de armare, ruperea se produce în urma deschiderii fisurilor oblice (fig. 483, b), îndreptate deobicei după linia care uneşte punctul de aplicare a sarcinei, cu reazemul. In acest caz, ruperea grinzii se pro­duce fără a fi folosită în întregime rezistenţa coardelor. Aceasta limitează într’o oarecare măsură posibilitatea folosirii coardelor de rezistenţă supe­rioară, la secţiunile cu un procent de armare foarte ridicat încercări executate în anii 1947—1948, asupra unor grinzi de secţiune dublu T, care au fost păstrate în aer liber timp de 6^—7 ani, au dat posibilitatea să se precizeze natura ruperii acestor grinzi. Ruperea se poate produce după următoarele trei scheme:

1. Ruperea tuturor coardelor din zona întinsă, în regiunea momentelor încovoie- toare maxime; acesta este caracterul normal al ruperii grinzilor din beton armat cu coarde, la care este asigurată aderenţa dintre coarde şi beton, realizată prin calitatea corespunzătoare a betonului şi prelucrarea suprafeţii coardelor. Momentul de rupere,

stabilit pe cale experimentală, corespundea în mod obişnuit cu cel rezultat din calcul, iar uneori chiar îl depăşea.

Ruperea numai a unora din coarde, ca urmare a întinderii lor neuniforme, în

timpul executării grinzii sau în urma lunecării în beton a unora din ele. In acest caz, momentul de rupere experimental este totdeauna ceva mai mic decât cel teoretic (în medie 94%), el fiind cu atât mai m’are cu cât un număr mai mare din coarde s’a rupt în starea limită.      ,

Desvoltarea fisurilor oblice, ruperea zonei comprimate a betonului sau lunecarea tuturor coardelor în beton. Aceste grinzi s’au dovedit a fi cele mai puţin rezistente; mo­mentul de rupere era în medie de circa 83% din cel teoretic. Ruperea grinzilor de beton armat cu coarde, după modul indicat în acest caz, trebue considerată anormală.

In acelaşi timp s’a stabilit că ancorarea coardelor nu depinde numai de marca be­tonului, ci şi de o serie de alte proprietăţi — compacitatea betonului, cantitatea de ciment pe care o conţine betonul, calitatea agregatelor etc.

Experienţele au mai arătat că’ grinzile de vârstă indicată păstrează efectul pretu­tindeni, iar fiecare din părţile rezultate după ruperea grinzii îşi menţine calităţile de bază ale betonului armat cu coarde. Grinzile au păstrat eontrasăgeata- de montaj (să­geata constructivă), care era de 5^—6 mm la o-lungime a grinzii de 4,08 m.

Se mai po’ate arăta că, în cazul folosirii sârmelor trase ba recă, s’au observat mici diferente între valorile rezistenţei la rupere prin întindere şi că prpîntinderea măreşte în mod simţitor capacitatea de deformare la întindere a betonului, uneori chiar de 4 ori

b) Calculul de rezistenţă         

Valoarea sarcinii de rupere depinde, in general, de rezistenţa la rupere prin întindere ovr a armăturii şi de’rezistenţa betonului la compresiune din încovoiere Rt. Această valoare poate fi determinată, după’ cum s’a arătat, cu un grad de exactitate destul de’mare, cu ajutorul formulelor pentru be­ton armat obişnuit. .

In concordanţă cu acestea,1 calculul la rezistenţă al elementelor solici­tate la Încovoiere, cu armătură preîntinsă, se face conform prescripţiilor N şi TU—3—49

Calculul secţiunii armăturii de bază se poate face cu ajutorul tabelei 16 (pentru mărci de beton şi oţel oarecare) sau cu ajutorul formulelor

Dacă se foloseşte armătură din oţel dur, se recomandă ca raportul a’/7z0 să se ia de cel mult 0,3 (în loc de 0,5 cât se ia pentru betonul armat obiş­nuit). Se menţionează totuşi că această limită nu a căpătat încă o justifi­care teoretică sau experimentală. In general, la stabilirea procentului de: armare este necesar să se ţină seama de consideraţii tehnico-economioe şi constructive..

APLICAREA PRECOMPRIMARII LA ELEMENTE ŞI CONSTRUCŢII SPECIALE

Precomprimarea elementelor de construcţii de beton armat a găsit o largă întrebuinţare în construcţii, într’un termen scurt, nu numai în dome­niul construcţiilor mici, ci şi in domeniul construcţiilor mari.

Mai sus, s’au arătat tipurile de elemente de construcţii din beton pre- comprimat, aTâind^diferite destinaţii. In cele ce urmează se va arăta apli­carea precomprimării la unele elemente şi construcţii speciale: rezervoare, conducte, ferme, grinzi cu deschideri mari, suprafeţe autoportante. Aceste elemente de construcţii au o mare însemnătate pentru desvoltarea în viitor

1 Rezervoare

Avantajul principal al rezervoarelor din beton armat precomprimat aţa de rezervoarele din beton armat obişnuit, îl constitue coeficientul de îguiâiiţă mult sporit la apariţia fisurilor (rezistenţa la fisurare).Despre principiile die alcătuire a rezervoarelor din beton precomprimat s a vorbit mai sus Cel mai raţional tip de rezervor din beton armat este rezervorul rotund m plan, cu peretele precomprimat şi cu acoperiş sub formă de cupolă, al cărei mei de reazim este prevăzut deasemenea cu armătură preîntinsă, proiectează, deasemenea, rezervoare cu stâlpi interiori şi cu aco­periş plan; însă, la astfel de rezervoare, este posibilă formarea fisurilor capilare la fupdul lor, in locurile de rezemate a stâlpilor.Construcţia normală a rezervoarelor de tipul indicat se consideră cea cu peretele liber rezemat pe . fund, la care peretele cilindric precomprimat este separat de fund şi de cupol, Punctul slab al construcţiei îl constituie rostul de contact dintre perete şi fund. Modul de executare a,l acestui rost a suferit o evoluţie însemnată: dela umplutura iniţial elastică a rostului (fig. 495, a), executată dintr’o garnitură de cauciuc şi un strat de asfalt, aşezat între perete si fund, s’a trecut la Umplerea părţii inferioare a rostului, având secţiunea în formă de pană, dintre perete şi fund cu mortar de1 ciment şi pilitură de oţel, iar a părţii superioare, cu un mastic plastic (fig. 495, ’b). Ulterior, umplerea rostului mic cu secţiunea în formă de pană, se făcea numai cu mastic plas­tic şi sub perete, într’un uluc special, se executa o pană, din aceeaşi com­poziţie . In sfârşit, se întrebuinţează şi o umplutură complect din oţel, la care etanşeitatea rostului se asigură prin montarea pe circum­ferinţa interioară a unei foi de tablă ovale, elastice; în locul de contact al peretelui cu fundul, se aşeiază două plăci din otel, care pot să alunece una deasupra alteia (fig. 495, d). , nu s’a reuşit încă să se găsească o soluţie suficient de sawsfacatoare şi ieftină pentru îmbinarea fundului cu peretele. Cea mai raţionala este probabil umplerea rostului cu un mastic plastic, combinată cu introducerea sub perete a unei umpluturi inelare, executate din acelaşi mastic. Dificultatea constă în găsirea unui mastic satisfăcător, care să aibă o elasticitate suficientă. Există cazuri izolate, ca de exemplu acelea ale unor rezervoare de apă neingropate, de dimensiuni foarte mari, cu o înălţime de peste 10 m şi un volum de 18 000 m3, când se întrebuinţează o inimă, prevăzută cu bare verticale preîntinse, pentru a se preîntâmpina formarea fisurilor orizontale*, diin cauza eforturilor unitare, datorite variaţiilor de temperatură şi con­tracţiei (fig. 495, c).                            ‘           ’

Betonareia peretelui se face deobicei pe părţi, în sectoare verticale: egale. Sectoarele se betonează din două în două; numai după o, suficientă întărire a betonului turnat, se betone’ază sectoarele intermediare. Intervalul de timp intre tatonarea a două sectoare învecinate se ia cel nutin o In cazul preintinderii manuale, se întrebuinţează oţelul obişnuit ( oc — = 2500—3500 kg/cm2), rotund şi pătrat. Preintinderea barelor se execută cu ajutorul manşoanelor (figura 494, a) sau piuliţelor (figura 494, b). Preintinderea armăturii inelare cu ajutorul piuliţelor este mai cQmodjă şi necesită mai puţine precauţii. Pentru multe rezervoare, cu o capacitate dela 100—6000 m3, preintinderea se realizează cu ajutorul manşoanelor de strângere. Prin faptul că sunt necesare dispozitive de preintindere, în can­tităţi destul de mari, este raţional de a le executa pe cale industrială, din acelaşi oţel ca şi armătura inelară. Pentru preintinderea armăturii cu ajutorul piuliţelor, se montează in jurul inimii peretelui rezervorului, pe circumferinţă (în adâncituri), câţiva montanţi cu secţiune dreptunghiulară (fig. 494, b), în ai căror pereţi late­rali se fixează barele orizontale ale armăturii inelare; pentru asigurarea rigidităţii şi stabilităţii montanţilor, la capetele inferioare şi superioare ale acestora se sudează platbande de oţel.

La capetele fiecărei bare a armăturii inelare, se execută filete: la un cap, un filet stâng; la celălalt cap, un filet drept După ce barele armă­turii inelare se introduc în găurile pereţilor laterali ai montanţilor, la cape­tele barelor se înşurubează piuliţele şi, cu ajutorul unor chel pentru piuliţe, barele se supun la preintindere. Cheia are lungimea de calcul de circa 1 metru, ceea.ce dă posibilitatea unui muncitor de a desvolta, prin forţa mâinii, întinderea necesară a armăturii inelare. Limita de întindere se con­trolează cu şplinturi de cupru sau oţel, de o anumită grosime (de exem­plu 1,5 mm). Când forţa de întindere depăşeşte valoarea de calcul, şplin- tul se foarfecă. După cum a arătat experienţa, această metodă dă o pre­cizie de 10%.  Se recomandă ca, după ce s’a ajuns la jumătate din valoarea de calcul a preintinderii, să se execute umplerea spaţiului cu secţiunea în formă de pană, ia contactul cu radierul. După 24 de ore dela terminarea acestei operaţii, se continuă cu preintinderea armăturii inelare. In acest fel, pre­intinderea armăturii inelare se realizează în două etape.

Pentru a se evita formarea fisurilor în cupolă, se preîntinde şi armă­tura inelară de rezumare, ceeace permite, la, o grosime a cupolei de 5 cm (rezervoare neacoperite cu pământ la partea superioară), să se ajungă la un diametru până la 45 metri.

Dacă preintinderea armăturii din oţel obişnuit se face manual, mări­mea efortului unitar de preintindere se reduce simţitor, din cauza pierde­rilor din contracţie şi a curgerii lente a betonului. In cazul preintinderii mecanice, efectul acestor pierderi se reduce la minimum, pentrucă se întrebuinţează sârmă trasă la rece, de calitate supe­rioară, cu diametrul dela 3—5 mm şi cu rezistenţa de rupere de 12 000— 16 000 kg/cm2. In felul acesta se realizează o economie însemnată de me­tal şi o reducere a termenelor de execuţie. De exemplu, pentru rezervoare cu o capacitate de 3800 m3, consupiul de sârmă pentru perete reprezintă numai 2,72 tone (36,2 km liniari), înfăşura­rea fiind executată în decurs de două zile. Pentru un rezervor de aceeaşi capa­citate, insă cu armătură preîntinsă din oţel obişnuit, cu rezistenţă superi­oară ( cr ;= 3500 kg/cm2), ar fi fost necesar 12,23 tone de oţel (de 4,5 ori mai mult) şi, pentru montarea manuală a armăturii, cel puţin 7 zile. In primul caz, sb realizează o economie de aproape 10 tone oţel şi 5 zile lucrătoare, totodată obţinându-se o construcţie mai bună a rezervoarelor. In toate cazurile trbbue s|ă se dea prioritate metodei mecanizate de preintindere, faţă de cea manuală.  In U.R.S.S., s’au elaborat câteva tipuri de maşini pentru înfăşurarea sârmei preîntinse. Unele din aceste maşini au faţă de cele străine, avan­tajul important că pot fi utilizate nu numai pentru rezervoarele mari, ci şi pentru rezervoarele mici, cu un diametru de 5 metri. La infăşurarea sârmei, aceasta trebue să fie fixată la fiecare 12—15 spire, cu ajutorul unor cleme speciale. După terminarea preîntinderii (înfăşurării) armăturii, peste aceasta se aplică un strat de protecţie din beton torcretat. In cazul armăturii din bare, cu diametru mare, grosimea stratului torcretat ajunge până la 4—5 cm; în cazul sârmei subţiri, înfăşurate mecanic, stratul de protecţie se execută de 2—2,5 cm grosime. Dacă la partea inferioară a peretelui este necesar (pe bază de calcul) un al doilea rând de armătură, aceasta se aşează peste stratul de beton torcretat aplicat, la fel ca şi primul rând.

Calculul rezervoarelor liber rezemate este mai simplu decât calcului rezervoarelor obişnuite monolite, din beton armat, acoperite cu cupole. Peretele cilindric se calculează numai la întinderea axială, ţinându-se seamă de preîntinderea armăturii. Acoperişul în formă de cupolă se calcu­lează ca o cupolă obişnuită de beton armat, după teoria fără momente. Inelul de rezema re a acesteia trebue să fie prevăzut cu armătură preîn- tinsiă. Radierul, deobîcei nu se calculează deloc sau se calculează ca o placă rotundă, pe reazeme elastice1).

Calculul la întinderea axială a peretelui cilindric constă din calculul secţiunii armăturii de bază, ca şi la betonul armat obişnuit şi din calculul la apariţia fisurilor, ţinându-se sea<mă de preîntinderea armăturii.

F„o este suprafaţa secţiunii armăturii nepreîntinse din perete.

După aceasta se face calculul rezistenţei la fisurare, după formulele pentru elementul întins centric (cu controlul întinderii, după contracţia be­tonului). Coeficientul de siguranţă se ia: în cazul oţelului moale, k ■ ■■ 1,8 şi în cazul oţelului dur, k — 2,5 (în raport cu rezistenţa de rupere). Coeficientul de siguranţă la apariţia fisurilor kf = 1,3. La pereţi cu o grosime până la 8 cm (fără stratul de acoperire), tre­bue folosit betonul torcretat. In cazul unei grinzi ma,i mari, se va verifica pe cate experimentală dacă este raţională folosirea betonului torcretat. Acoperişul sub formă de cupolă trebue să se execute deasemenea prin tor- cretare.

Se recomandă ca stratul de protecţie torcretat de pe perete să fie apli­cat atunci când rezervorul este. umplut cu apă, pentru a se preveni apa­riţia ulterioară a fisurilor în acest strat. Avantajele tehnice şi economice ale rezervoarelor din beton precom- primat arată că este raţional ca acestea să fie întrebuinţate pe scară largă nu numai pentru apă şi alte lichide, ci şi pentru carburanţi; în acest din urmă caz trebuie să se prevadă o izolaţie rezistentă la acţiunea benzenului.

2. Conducte forţate

înlocuirea conductelor metalice cu cele de beton armat (ţinând seamă de cerinţa mare de conducte), dlă posibilitatea să se economisească o can­titate însemnată de metal, care se cifrează la sute de mii de tone anual.

După cum s’a stabilit în practică, conductele de beton armat precom­primat sunt mai simplu de executat şi mai ieftine decât cele metalice; în afară de aceasta, ele au o durabilitate mai mare şi se comportă :înai bine în exploatare. In acest caz, metalul reprezintă numai circa o zecime din greutatea tuburilor metalice corespunzătoare. Din aceste considerente, rezultă că introducerea pe scară largă a conductelor de beton armat pre- comprimat pentru reţelele de apă, la care presiunea se ridică la 6—10 at şi mai mult, are o mare însemnătate pentru economia naţională.

Principiul construcţiei tuburilor din beton precomprimat s’a arătat mai sus. ‘Există câteva metode de înfăşurare a sârmei pe inima tubului şi de realizare a preîntinderii1).

Iniţial (în 1928), preîntinderea era, realizată prin înfăşurarea armă­turii încălzite într’un cuptor de păcură. Mai apoi (în 193b—1933) încăl­zirea sârmei se făcea cu curent electric. Atât această metodă „energetică” cât şi metoda „hidraulică”, la care preîntinderea armăturii era realizată pe calea creerii unei presiuni hidraulice, nu au căpătat o răspândire largă. In prezent, se întrebuinţează aproape exclusiv metoda mecanică; aceasta este ■ mai simpljă şi mâi sigură. Ea constă în înfăşurarea la rece a sârmei de calitate superioară, pe o inimă slab armată, utilizându-se în acest scop un banc special de înfăşurare, care preîntinde sârma, dându-i efortul uni­tar stabilit.

Betonul pentru executarea conductelor forţate se ia de marcă cel puţin b300. Inima şi mufele se urmează constructiv, cu armătură în spi­rală şi longitudinală, din oţel beton, cu un diametru de 6—10 mm., marca St. 0 sau St. 3; carcasa trebue să fie executată prin sudură. Pentru înfăşurarea spiralei, trebue să se întrebuinţeze sârma din oţel de cablu, cu un diametru de 2—5 mm, în funcţie de diametrul tubului. Inima de beton armat poate fi executată prin două metode. Gea ;mai răspândită este metoda centrifugării, care este deosebit de indicată în ce Liudcovschi: Tuburi de beton precomprimat cu presiune mare, (în lucrările celei de a 4-a Conferinţe Unionale pentru construcţii din beton simplu şi beton armat), partea I-a, Stroiizdat, 1949.

A. N. Popov: Tuburi de beton arm’at cu armătură preîntinsă, ŢNIPS: Cercetări asupra construcţiilor de beton armat obişnuit şi de beton comprimat (Culegere de arti­cole). Stroiizdat, 1949. V. I. Ovsianchin: Conducte forţate din beton armat, Stroiiz­dat, 1951.îmbinările rigide se execută întrebuinţându-se manşaane şi etanşeizând îmbinarea, cu o ţesătură de c/mepă; ulterior se face astuparea rostului cu asbociment, mortar de ciment sau cu un alt material verificat în practică. Calculul rezistenţelor conductelor constă în determinarea încărcărilor exterioare,, a eforturilor interioare în pereţii tubului, a grosimii peretelui tubului, a secţiunii spiralei preîntinse, precum şi în stabilirea pasului spi­ralei şi a efortului unitar de control pentru înfăşurare. încărcările care se iau în consideraţie în calcul pentru conductele forţate aşezate în pământ, sunt: greutatea proprie a tubului, greutatea apei ; are umple conducta, presiunea interioară hidraulică şi lovitura hidrau­lică, presiunea umpluturii de pământ şi sarcinile (permanente şi mobile) de pe suprafaţa umpluturii. Presiunea pământului şi a sarcinilor de deasupra, precum şi influenţa greutăţii proprii a tubului şi a greutăţii apei se iau echivalente cu acţiunea unor sarcini lineare concentrate, aplicate dealungul generatoarei superioare şi inferioare a conductei. Presiunea pământului se determină în conformitate cu „Indicaţiunile pentru calculul static al tuburilor rotunde cu scurgere liberă, din beton sim­plu şi beton armat, elaborate de Vodoeanalproect, MSPTI1), în 1948. Eforturile provenite din presiunea interioară (activă) ţinându-se seamă de loviturile hidraulice — echivalentă cu presiunea dată, se deter­mină din formula:

Nf = pra kg/cm,

unde p este presiunea interioară sau presiunea hidraulică echivalentă în kg/Cm2. In cazul unei presiuni de regim până la 5 at, această presiune se ia egală cu dublul presiunii de regim, iar în cazul unei presiuni de regim în conductă de 5 at şi mai mult, se ia egală cu presiunea de regim plus 5 at. Mărimea momentului maxim încovoietor, care apare în conductă din cauza acţiunii sarcinilor lineare de calcul, se determină din formula:

Mi == 0,318 Pi r0,

unde P1 este încărcarea limită pe unitatea de lungime a tubului, iar r„ — raza suprafeţei interioare a tubului.

Trecând la calculul static, este necesar să se stabilească diametrul in­terior al tubului D, grosimea peretelui şi a stratului de acoperire!. Deobicei, grosimea peretelui este de 1—2 cm, mai mică decât D/10; grosimea stratu­lui de acoperire este de 1,5—2 cm.

Calculul de fisurare constitue calculul de bază al tuburilor de beton armat precomprimat.

Problema calculului se reduce la determinarea lui Mf— valoarea la li­mită a momentului încovoietor, preluat de perete la apariţia primei fisuri. Repartiţia eforturilor unitare în secţiunea tubului, inclusiv stratul de aco­perire din mortar de ciment expansiv se prezintă ca în figura 499.

‘) Institutul de Proiectări de Apă şi Canalizare al Ministerului Construcţiilor de întreprinderi pentru Industria Grea (N. R.). Din aceasta diagramă, rezulta că calculul trebue să se facă cu ajutorul formulelor de bază pentru calculul la întindere excentrică. Se consideră că locul de aplicare a forţei provenite din precomprimarea N„, cu înfăşu­rarea în spirală, este la mijlocul grosimii d, a peretelui inimii. Deoarece stratul de acoperire al conductei nu este precomprimat, pentru uşurarea, calculului se introduc două forţe fictive Nf, diametral opuse, aplicate în centrul de greutate al stratului de acoperire. Totodată, valoarea acestor forţe se alege egală cu suprafaţa diagralmei eforturilor unitare (paralelogramul abcd), care completează diagrama eforturilor unitare de compresiune a betonului până la triunghiul complet aeO. Forţa provenită din presiunea interioară in conductă Nf se consideră ca fiind aplicată l,a mijlocul grosimii h a peretelui conductei. Pentru a găsi momentul Mf, se scrie ecuaţia de proiecţie aţ tuturor forţelor, determinându-se astfel poziţia axei neutre şi ecuaţia momentelor forţelor în raport cu punctul O, care se găseşte în axa neutră1). Formula finală de calcul se prezintă Din această formulă, in cazul când se cunoaşte mărimea lui Mflse de­termină secţiunea necesară a armăturii in spirală, preîntinse.’) V. I. Ovsianchin: Conducte forţate din beton armat. Stroiizdat, 1951.M. G. Cosiiucovschi: Metoda de calcul la fisurare a conductelor forţate din beton armat precomprimat, în „Stroitelnaia Prorriâşlenosti” („Industria Construcţiilor<rioare şi după întărirea betonului, armătura tălpii inferioare şi a diagona-, lelor întinse, era supusă la o preîntindere parţială sub acţiunea sarcinii permanente după îndepărtarea eşafodajului cofrajelor.Un interes deosebit îl prezintă crearea preîntinderii parţiale a armă­turii elementelor care lucrează la încovoiere, la console cu deschideri mari <25 m) şi la hangare cu diouă console (fig. 500, b).Armătura întinsă a tălpii superioare şi diagonalelor se înglobează, pe deoparte în betonul tălpii inferioare, iar de cealaltă parte, în grinda cadru­lui central al hangarului. După montarea întregii armături, şe execută beto- i tarea elementelor fixate mai jos de linia punctată AB. După întăriie^- K- ionului, consolele sunt ridicate puţin, cu ajutorul vinciuriior, la o anumită înălţime („săgeată constructivă“); după aceea, se îmbină barele de armă­tură, aşezate mai jos de linia punctată CD şi se betonează nodurile I, II şi III, rămânând nebetonate numai elementele întinse. După întărirea beto­nului se trece la descintrare (coborîrea popilor) şi toate elementele nebeto­nate încep să lucreze la întindere, sub acţiunea greutăţii proprii. In sfârşit, după coborîrea consolelor, se termină betonarea diagonalelor întinse şi a centurii superioare. Astfel se creează preîntinderea parţială a armăturii elementelor întinse ale consolelor.Această metodă devine raţională în special în acele cazuri, când partea cea mai mare a încărcării poate fi preluată de fermă, înainte de betonarea elementelor întinse. Deaceea, betonarea trebue efectuată după aşezarea plăci­lor, a izolaţiei termice şi a învelitorii.In clădirile industriale, se întrebuinţează fermele cu zăbrele, cu pre- comprimare artificială. In funcţie de deschidere şi mijloacele de ridicare şi transport de care se dispune, fermele pot fi executate pe pământ sau la locul de montaj. In primul caz, fermele pot fi betonate câte două, în tipare spe­ciale, iar întinderea armăturii se realizează atât înainte de turnarea beto­nului, cât şi după întărirea betonului. In al doilea caz, betonarea fermei se fac© în coiraje fixe, iar întinderea armăturii se face deobicei după întărirea betonului.’ încă în 1936, Institutul ŢNIPS a elaborat proiectul unei ferme tip, cu diagonale şi fără montanţi, cu deschiderea de 18 metri; iar pentru precom- primarea tălpii inferioare, a propus o metodă simplă, care se rezumă la ur­mătoarele : Intre tălpile celor două ferme care se execută con­comitent, se aşează un eldment, pentru întindere, care serveşte ca reazem pentru vinciul ce întinde concomitent armătura tălpilor inferioare ale ambe­lor ferme. Armătura tălpilor inferioare se fixează la ambele capete pe grinzi din oţel U. Intre grindă şi elementul care serveşte pentru întindere, ia unul dintre capete, se aşează un vinciu hidraulic. Dând armăturii întinde­rea necesară, sunt puse în acţiune vinciurile cu şurub, iar vinciul hidraulic sie eliberează, pentru a fi folosit la executarea fermelor următoare. După betonarea fermelor şi întărirea betonului, vinciurile se eliberează treptat şi armătura întinsiă comprimă betonul tălpii inferioare. Pentru transmiterea compresiunii asupra betonului, se sudează la armătură şaibe,

fermei se prevăd cu piese de ancorare din oţel U. Armătura preintinsă iniţial avea limita de curgere <rc = 3500 kg/cm2.In figura 502, sunt arătate grinzi cu zăbrele, cu o deschidere de 20 metri, pe care se montează suprafeţe autoportante, prefabricate. La aceste grinzi, elementele întinse sunt montanţii alcătuiţi din bare rotunde, nebetonat©. Talpa inferioară este armată cu armătură obişnuită şi cu un fascicol de armătură preintinsă, cu diametrul de 42 mm. Grinzile (cu zăbrele) se betonează jos, întinderea cablurilor executân- du-se cu ajutorul unui vinciu hidraulic, înainte de betonare; 1a. capetele fer­melor, se amenajează re.aze’me fixe din beton, cu orificii pentru trecerea fascicolului de armătură.Efortul unitar de, Gontrol lă preîntindere a fost ales dje 8803 kg/cm2, pentru ar,.= 16 000 kg/cm2. întinderea fascicolului se făcea în două etape. Fascicolul de armătură răjmâne în stare întinsă* şi este fixat In reazeme pe tot timpul betonării şi întăririi. Betonul este menţinut pentru întărire, până la eliberarea fascicolelor, timp de 3—4 zile.

In figura 503 este arătat un exemplu de întrebuinţare a unei grinzi cu zăbrele la o estacadă pentru o conductă. Grinzile cu zăbrele, stâlpii şi grin­zile transversale pentru susţinerea conductelor s’au executat ca prefabricate. Grinzile principale, cu o deschidere de 23 metri se prevăd în axa tălpii in­ferioare cu un fascicol de armăiură cu un diametru de 42 mm, a cărei în­tindere se face cu ajutorul vinciului, după betonarea şi întărirea betonului. Pentru a preîntâmpina aderenţa dintre cablu şi beton, cablul se acoperă cu bitum.

4.    Grinzi cu deschideri mari

Ridicarea si montarea pe loc a grinzilor cu zăbrele de beton preeojm- primat, având deschideri mari (peste 25—30 m), prezintă dificultăţi destul de însemnate. Executarea pe loc a unor astfel de grinzi, într un cofraj îix, ne­cesită un volum mare de muncă şi lucrări costisitoare. _

. Mult mai avantajos este să se execute grinzi cu goluri sau cu profil dublu T, precomprimate, In acest caz, ele pot fi executate atât sus, la locul de montaj,, cât şi jos” dease- rnenea, pot fi executate în între­gime sau din blocuri separate de beton armat (fig. 482) cu monta­rea lor ulterioară la locul, necesar. Astfel de grinzi sunt întrebuin­ţate deja în construcţii industriale şi la construcţia hangarelor. Construcţia acoperişurilor han­garelor de acest tip constă din grinzi principale de beton, precom- primat, cu deschideri mari, care se aşează paraleii cu porţile, iar între ele se aşează fâşii de planşeu, (cu goluri). In cazul când distanţele dintre grinzile principale sunt des­tul de mari, între ele se montează grinzi secundare precomprimate şi plăcii Avantajele unui astfel de aco­periş plan, executat din beton pre- comprimat, sunt evidente. Conco­mitent cu reducerea înălţimii han­garului, se micşorează şi cubajul iui interior, ceeace are o însemnă­tate esenţială pentru hangarele cu ateliere, care trebue încălzite. Principală de deasupra porţii (fig. 506, d), suprafaţa infe­rioara este executată orizontală, ceeace uşurează amenajarea ghidajelor pentru porţi; partea superioară se găseşte in planul acoperişului. La această grinda principala, spre deosebire de cele intermediare, peretele exterior trebue sa fie vertical, iar distanţa pe orizontală, dela reazemul fâşiilor pana la centrul de greutate al secţiunii, pe cât posibil mai mică, pentru

Fascicolele de armătură, executate din coarde cu diametrul de 7 mm, sunt aşezate in interiorul grinzii principale, la partea inferioară; in timp ce sunt întinse, nu vin în contact nicăieri cu betonul. Nuimai dupiăce toată armătura este preîntinsă, fascicolele se prind de diafragme şi se acoperă au beton. Forţă totală de întindere la grinda principală dela ‘mijloc atinge 1460 tone, iar la cea de deasupra porţii, 1100 tone. O astfel de forţă de întindere se poate realiza datorită rigidi­tăţii mari la flambai a, grinzii principale pe direcţiile verticală şi orizontală, pre­cum şi datorită întăririi grinzilor princi­pale, la capete, cu masive de beton, pre­văzute cu o armătură puternică. Betonul pentru grinzile principale s’a luat de marca 450—500 (cu un dozaj de ciment de 400 kg/cm3).

Grinda principală de deasupra porţi­lor s’a executat pe loc, folosind eşafodaje de Iernii. Grinzile principale dela mijloc au fost betonate jos, iar după precomprimare au fost ridicate şi montate pe stâlpi. Grinda principală de deasupra porţii s’a turnat pe loc, în special pentru a se obţine o legătură monolitică solidă a aces­tei grinzi principale cu stâlpii.

Grinda principală dela ‘mijloc, cu greutatea de circa 300 tone, executată pe pământ, între stâlpi, trebuia ridicată la o înălţime de 9 metri şi montată pe aceşti stâlpi.

Ridicarea grinzii s’a făcut cu ajutorul unor vinciuri, folosind scări speciale de montaj, fixate pe stâlpii din beton armat şi rezemate pe fun­daţii (fig, 507). Acest tip de hangare, la care se folosesc elemente prefabricate portante- din beton precompriniat, în afară de avantajele pur tehnice, sunt econo­mice, mai ales la construcţiile executate în serie, pe cale mecanizată. O mareînsemnătate îl prezintă faptul că ele pot fi executate mai repede de­cât cele monolite.

Suprafeţe autoportante

La hangarele dinainte de război, cu acoperişuri din suprafeţe autopor­tante lungi,, era foarte complicată, din punct de vedere constructiv şi al execuţiei, grinda cu zăbrele de deasupra porţii. Elementele întinse ale aces­teia (armătura) erau supuse la o preîntindere parţială, sub influenţa în­cărcării permanente (fig. 500, a). Această grindă atingea o înălţime con­structivă destul de mare: peste Vio din deschidere. cel vechi, din cauză că acesta este uns cu ulei sau fiindcă placa este murdară pe o adâncime mare, atunci, peste ea se toarnă o placă nouă, cu o grosime de cel puţin 5 cm. Această placă se proiectează ca o placă de descărcare şi se armează, pentru a prelua acţiunea momentelor din câmp şi dela reazeme, încărcarea utilă repartizându-se între placa veche şi nouă, proporţional cu rigiditatea lor

3.  Dacă nu este posibil sau nu este raţional să se întărească plăcile la partea superioară (din cauza imposibilităţii de a desface pardoseala sau de a demonta utilajul), consolidarea se execută la partea inferioară, sudân- du-se la armătura existentă din câmp a plăcii, o armătură suplimentară din bucăţi de armătură şi aplicând deasupra un strat de beton torcretat, în grosime de cel puţin 2 cm; în locurile de sudură a noii armături, stratul de beton de acoperire se îndepărtează. In calcul, se consideră că ambele straturi de beton, cu armătura întărită, lucrează ca un tot monolitic (fig. 509, c).

4.  Planşeele din plăci prefabricate de beton armat (netede sau cu ner­vuri) aşezate pe grinzi metalice, se consolidează, turnându-se la partea superioară un strat de beton, cu grosimea de cel puţin 3 cm. Totodată, pen- iru a transforma placa consolidată într’o placă monolită continuă, trebue să fie asigurată o aderenţă satisfăcătoare a stratului nou de beton cu cel vechi şi o umplere perfectă cu mortar a rosturilor dintre plăci.

2. Consolidarea grinzilor

Grinzile obişnuite din beton armat şi grinzile cadrelor pot fi consoli­date prin diferite metode.

Metoda de bază pentru consolidarea lor este metoda inginerului 1. M.- Litvinov1), si constă în aceea că armătura suplimentară care se montează pentru a mări capacitatea portantă se leagă prin sudura de armatura desvelită a elementului care se consolidează. Dacă este necesară o mică sporire a capacităţii portante a grinzii, este suficient să se mărească numai armătura de rezistenţă. In acest scop, la armătura existentă, desvelită pe stratul de protecţie, se sudeaza m paralel nişte bare suplimentare. Ulterior se face tencuirea barelor cu mortar de ciment sau acoperirea lor cu beton torcretat (fig. 51 l a). Sudarea barelor suplimentare treibue să se facă pe porţiuni, la fiecare 50—100 cm, dnect 1 barele existente, sau folosind bucăţi de armătura din oţel rotund, cu un diametru de 10—30 mm şi lungimea de 5—20 cm. In acest caz, înălţimea secţiunii elementului care se consolidează se măreşte cu 2—8 om. Dacă este necesar să se ridice mai mult capacitatea portanta se mă­reşte înălţimea secţiunii in partea de jos, montându-se armatura de rezis­tenţă suplimentară'(fig- 511, b), prin sudare la armatura ongitudmMa existentă a unor bare ridicate (călăreţi) şi a unor etrieri verticali sau în­clinaţi. Se recomandă ca diametrul armătura transversale care se ^deaza să se ia între 12 si 20 mm. Această armatura trebue sa fie sudata prin al ternare la diferite’ bare de armătură, preferând cele mai bine ancorate in beton.

 Instrucţiuni pentru consolidarea şi refacerea construc­ţiilor din beton armat cămăşii de beton armat cu patru laturi prezintă dificultăţi (in dreptul rosturilor de dilataţie, la stâlpii nedegajati etc.) atunci aceşti stâlpi se consolidează mărindu-le secţiunea dintr’o parte sau„ din doua părţi, d|upă metoda lui Litvinov. In acest caz, dacă este nece­sara o majorare neînsemnată a capacităţii portante, putem să ne rezu’măm la sudura armăturii longitudinale suplimentare, prin intermediul unor busensuri, pe o lungime egală cu dimensiunea minimă a secţiunii, insa decazul Solidarii stâlpilor care merg pe mai multe trecerea armăturii verticale şi uşurarea betonam, se tac găuri m placa  in limitele <de intersecţie a grinzilor (principale) cu stâlpul, se execută o lărgire a stâlpului. necesara executarea unor piloţi suplimentari şi amenajarea unor cuzineţi de beton armat pentru transmiterea încărcărilor asupra piloţilor (fim 518). n toate cazurile, partea inferioară a stâlpului se consolidează printr’o camaşa de beton armat.Pentru asigurarea aderenţei betonului nou cu cel vechi, suprafeţele fundaţiilor piramidale şi în trepte set prelucrează, după cum se arată mai’ jos (§ 90, punctul 2). Deosebit de aceasta, în beton se taie şan­ţuri verticale de 5 om adâncime.

 Consolidarea planşeelor

Planşeele cu grinzi din beton armat şi planşeele cu grinzi metalice se consolidează urmând întoqmai indicaţiunile pentru consolidarea plăcilor si a grinzilor. Grinzile metalice se consolidează prin betonare, cu introducerea armaturii şi a etrierilor flexibili.

PARTICULARITĂŢILE CALCULULUI Şl EXECUŢIEI LUCRĂRILOR

1. Particularităţile calculului

. Elementele nedeteriorate ale construcţiilor din beton armat care se consolidează prin adăugire siau prin amenajarea cămăşilor, se calculează ca elemente monolite, la încărcarea sporită totală, independent de mărimea fff • ln elementul de construcţie, Înainte de consolidarea lui. Elemen­tele deteriorate sau defectuoase, consolidate ca mai sus, se consideră dease- mem ca elemente monolite şi se calculează la încărcarea sporită totală, nxcepţie fa,c cazurile când elementul nu poate fi refăcut complet, de exem­plu atunci când porţiunile de beton, deteriorate de foc (în cazul incendiului) sau din cauza acţiunii de lungă durată a temperaturilor înalte, nu pot fi înlocuite cu un beton de calitate pentru consolidare. Deasemeni, în cazul unei deteriorări desml de serioase a armăturii vechi, prin coroziune, sau în cazul reducerii rezistenţei betonului, din cauza acţiunilor agresive sau de alt gen. In aceste cazuri, trebue să se ţină seamă de capacitatea portantă redusă a elementului care se consolidează, in funcţie de caracterul şi de gradul deteriorării lui. In calculul secţiunii elementelor care se consolidează prin adăugare unilaterală, lăţimea rămâne neschimbată, iar Înălţimea utilă se măreşte: în cazul unei majorări reduse a capacităţii portante, cu 2—8 cm; iar in cazul unei majorări însemnate a acesteia, cu 10 cm şi mai mult (mai rar peste 20 cm). Cantitatea de armătură longitudinală suplimentară se determină ţinân- du-se seamă de armătura veche, luându-se noua înălţime de calcul a sec­ţiunii elementului care se consolidează. La calculul armăturii longitudinale este necesar să se ţină seamă de posibilitatea unei oarecari arderi a armăturii longitudinale vechi, în timpul sudurii barelor suplimentare de consolidare. In funcţie de calitatea lucrări­lor de sudură electrică, reducerea secţiunii de calcul a armăturii vechi, din cauza arderii, poate să ajungă până la 25%.

Etrierii care se sudează la armătura longitudinală, scurtăturile, barele înclinate şi alte elemente ale armăturii transversale se calculează conven­ţional la forfecare şi trebue să preia în întregime eforturile unitare de alu­necare, care acţionează în planul de îmbinare. In acest caz, ţinându-se seamă de unele suprasolicitări locale la repartiţia eforturilor în element, este necesar ca secţiunea rezultată din calcul a armăturii transversale, care se sudează, să se majoreze cu cel puţin 25%.

In unele cazuri, este posibilă executarea unor elemente precomprimate de descărcare, ceeace trebue să fie considerat în calcul.

In cazul consolidării grinzilor continue şi a grinzilor cadrelor, se ad­mite să se facă calcul şi consolidarea secţiunilor din câmp, considerându-le ca elemente simplu rezemate, cu o singură deschidere, ţinându-se seamă de redistribuirea plastică a eforturilor în elementele de construcţii static ne­determinate.

La executarea plăcii de descărcare, la montarea grinzilor metalice de repartiţie, executarea grinzilor de descărcare etc., eforturile în elementele vechi şi în cele suplimentare trebue să fie determinate conform regulilor statice.1)

2. Particularităţile execuţiei lucrărilor

Lucrările pentru consolidarea şi refacerea construcţiilor din beton armat trebue să se facă cu o rigurozitate excepţională şi cu respectarea tuturor regulilor tehnicei securităţii.

Amplasarea tuturor felurilor de consolidări nu trebuie să îngreuneze sau să incomodeze lucrările pentru curăţirea betonului armat, sudura şi le­garea armăturii suplimentare de consolidare, montarea cofrajelor şi ’betonarea sectoarelor de consolidare.

Sectoarele deteriorate mult trebue Să fie îndepărtate sau curăţite. Este vorba de sectoarele unde este distrusă complet legătura dintre armătură şi Consolidarea construcţiilor de beton armat, prin modificarea schemei lor constructive  beton, de sectoarele deteriorate prin golurile care s’au format din cauza execuţiei defectuoase a lucrărilor, precum şi de betonul care şi-a pierdut rezistenţa, din cauza cedării în zona comprimată, din cauza acţiunii tempe­raturilor înalte în timpul incendiului, din cauza diferitelor acţiuni agre­sive etc.

Betonul care şi-a pierdut rezistenţa se îndepărtează complet, până la adâncimea unde acesta nu se mai sfărâmă şi nu produce un sunet surd, atunci când este lovit cu ciocanul.

In cazul când volumul lucrărilor de consolidare este redus, îndepărta­rea betonului deteriorat se face folosind dalta şi ciocanul greu; în cazul când volumul lucrărilor este mare, se vor folosi ciocane de abataj, ciocane electrice sau alte scule mecanizate.

Curăţirea betonului deteriorat trebue să se facă cu grijă, fără a admite deteriorarea părţilor învecinate întregi ale elementului de construcţie. In locurile de sudură a armăturii suplimentare, se îndepărtează stratul de acoperire al betonului şi se desgolesc barele longitudinale ale armăturii existente, până la jumătatea secţiunii lor. îndepărtarea stratului de acope­rire dinspre partea zonei întinse nu influenţează în mod apreciabil asupra rezistenţei elementului care se consolidează. îndepărtarea stratului de aco­perire din partea zonei comprimate însă, provoacă din contra o reducere provizorie a capacităţii portante a construcţiei. Deaceea, îndepărtarea lui trebue făcută cu o precauţie specială, âmenajându-se în prealabil, sprijiniri, în cazurile necesare.

Barele de armătură desgolite vor fi curăţite bine de impurităţi, rugină sau scorii, cu perii de oţel sau prin alte metode. Dacă barele de armătură sunt deteriorate destul de serios de coroziune, pojghiţa deteriorată se în­depărtează cu dalta sau ciocanul, iar după aceea se curăţă cu perii de oţel. Locurile de aplicare a cordoanelor de sudură trebue să se cureţe cu cea mai mare grijă.

Montarea armăturii pregătite se face după prelucrarea suprafeţelor de contact al betonului vechi şi cel nou. Pentru a se asigura o aderenţă bună a betonului nou cu cel vechi, se îndepărtează de pe suprafaţa betonului tencuiala, bucăţile de beton deteriorate sau deslipite, molozul, praful etc. Apoi, în locurile unde stratul de acoperire nu se îndepărtează, suprafaţa betonului se crestează cu dalta, şi se prelucrează cu peria metalică.

După montarea armăturii, suprafaţa betonului se spală cu apă sub pre­siune şi apoi se menţine în stare umedă, până în momentul aplicării stra­tului de beton nou.                  

Imediat înainte de detonare, trebue siă fie îndepărtată de pe suprafeţele orizontale ale betonului vechi, toată apa rămasă.

Montarea cofrajelor se face de regulă, după montarea armăturii. Deo- bicef, cofrajul se suspendă de armătura de consolidare. Pentru o comodă turnare a betonului în cofraje, se execută pâlnii de turnare, care se aşează dealungul grinzii, la distanţe de 1,0—1,5 m una de alta, sau se foloseşte un jghiab continuu de turnare, pe toată lungimea cofrajului.

Pentru a se asigura cât măi rapid darea în exploatare a construcţiilor care se consolidează, este raţional să se folosească cimenturi cu marca de cel puţin 300. Dimensiunea granulelor agregatului mare al betonului nu trebue să de- păşească jiimătate din grosimea minimă a stratului care se betonează şi 3/4 din distanţa minimă dintre barele d:e armătură. In unele cazuri, când armătura este foarte deasă, se recomandă să se întrebuinţeze în loc de beton un mortar, cu o rezistenţă care să nu fie mai mică decât cea cerută de proiectul de consolidare.In cazul turnării manuale, cu îndesare obişnuită manuală şi cu o minuţioasă ciocănire a cofrajului, consistenţa betonului trebue să fie plas­tică: tasarea trunchiului db con trebue să fie de cel puţin 10 dm, iar1 în cazul vibrării interioare, de cel puţin 3 cm.

Detonarea straturilor subţiri, de 2—8 cm grosime, trebue să se faca prin torcretare sau tencuire cu mortar, de rezistenţa cerută. ^

La contracţia betonului nou, se creiază condiţii favorabile pentru for­marea fisurilor în locurile unde acesta vine în contact cu betonul vechi. La elementele comprimate şi în zona comprimată a elementelor care lucrează la încovoiere, aceasta nu are o însemnătate esenţială- In acele zone ale elementului, unde prin rostul de îmbinare a betonului nou cu cel vechi se transmit forţe tăietoare mari, este posibilă formarea fisurilor pătrunse, periculoase pentru rezistenţa construcţiei. Pentru a micşora contracţia, tre­bue să se întrebuinţeze beton de o consistenţă pe cât posibil mâi vârtoasă, cu o minuţioasă îndesare prin vibrare. Sub acest raport, se poate obţine o îmbunătăţire esenţială prin între­buinţarea betonului care nu dă contracţii, ci se dilată puţin şi care a fost verificat deja în practică.1) Ca rezultat al dilatării, betonul nou va veni în contact strâns cu suprafaţa pregătită a betonului vechi şi va conlucra bine cu acesta.

Cimentul expansiv poate fi recomandat pentru consolidarea elemente­lor supuse la sarcini dinamice.    .

In scopul asigurării unei creşteri normale a rezistenţei betonului, este necesar, cel puţin în primele 7 zile, ca acesta să fie udat zilnic.