„Casa este o masina de locuit” – LeCorbusier

Cum functioneaza structura frame

Structura Frame (LSF/LGS/LGSF) este alcatuita integral din profile cu pereti subtiri din tabla de otel zincat formate la rece, calculate si dispuse astfel incat sa sustina greutatea cladirii, sa raspunda corect si in siguranta la diversele incarcari si sa asigure rezistenta si stabilitatea acesteia pe toata durata de utilizare.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

PROPRIETATILE MATERIALULUI

Otelul este un material cu comportament elastic.
Aceasta proprietate a otelului este direct legata de grosimea materialului si de dimensiunile profilului respectiv.
La aceleasi dimensiuni, cu cat grosimea materialului scade, profilul devine foarte elastic, in timp ce, daca creste grosimea materialului, elasticitatea acestuia scade. Elasticitatea controlata permite elementelor astfel constituite sa suporte mai bine diverse solicitari, fara a permite aparitia fisurilor sau compromiterea profilelor sau a structurii.

Otelul are o proprietate foarte importanta – curgerea lenta.
Structurile frame din profile de otel zincat cu pereti subtiri realizate conform normelor se comporta foarte bine la cutremur atat datorita greutatii reduse, elasticitatii controlate a profilelor cat si faptului ca profilele din care este alcatuita structura suporta foate bine solicitarile la care sunt supuse.
Un avantaj important al constructiilor frame, este ca au un comportament foarte bun la cutremur si in cazul in care cladirea ar colapsa.
Fenomenul de curgere lenta impiedica fracturarea profilelor constructive, acestea suferind torsiuni, indoiri, striviri, smulgeri, lasand insa suficient spatiu sub elementele compromise, astfel ca persoanele surprinse sub ele sa aiba sanse mai mari de supravietuire decat in cazul celorlalte tipuri de constructii.

DISPUNEREA ELEMENTELOR PORTANTE

In cazul structurii frame realizate din profile cu pereti subtiri din tabla de otel zincat, elementele portante (montantii si grinzile) sunt realizate din profile “C”, profilele “U” avand rol de ghidaj si de rigidizare.
Pentru toate elementele constructive (pereti, plansee, sarpante, etc) montantii si grinzile sunt realizate din cate un singur profil “C” asezat la distanta maxima de 625 mm unul fata de celalalt (in interax).
In functie de incarcari, deschideri intre reazeme dar si de solicitarile proiectului, montantii sau grinzile se pot dispune si mai des sau se pot dubla.

Un alt aspect foarte important tine de suprapunerea elementelor portante.
Ca regula generala, asta inseamna ca pe acelasi interax, montantii peretilor de la etaj trebuie sa se suprapuna peste grinzile planseului, care sa se suprapuna la randul lor peste montantii peretilor din parter. Sunt permise mici abateri de la suprapunerea pe verticala iar orientarea profilelor poate diferi de la un modul structural la altul.
In cazul peretilor cu goluri pentru tamplarie (usi sau ferestre) dispunerea montantilor poate suferi si abateri de la regula dar dispunerea acestora este rezolvata de inginerul structurist prin modelarile structurale 3D.

 

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică
Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică
Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

RIGIDIZAREA STRUCTURII FRAME

Una din cerintele importante la care trebuie sa raspunda structura frame este ca desi materialul de baza este relativ elastic, aceasta trebuie sa aiba un comportament cat mai rigid, indiferent de solicitarile la care este expusa (vant, cutremur, zapada, incarcari din echipamente, mobilier, etc.).

Comportamentul rigid inseamna ca structura este suficient de rezistenta si stabila pentru a sustine fara probleme finisajele si echipamentele specificate prin proiect (placajele de OSB sau placi pe baza de ciment, termosistemul de fatada, finisajele de interior si/sau exterior, echipamentele si instalatiile, tamplaria, etc) astfel incat sa nu existe pericolul, ca datorita vibratiilor induse sub actiunea incarcarilor si din cauza unei elasticitati necontrolate ale elementelor structurale, acestea sa se desprinda, punand in pericol integritatea locatarilor/utilizatorilor.

Structura frame trebuie sa fie rigidizata inainte de montarea oricarui tip de placaj.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

GROSIMEA TABLEI SI DIMENSIUNILE PROFILELOR

Consideram ca o grosime a tablei de otel de 1,5 mm este o varianta optima pentru a asigura un comportament suficient de rigid al structurii. Cu cat tabla din care sunt conformate profilele are o grosime mai mare, cu atat creste si rigiditatea acestora.
Exista o relatie directa intre dimensiunea profilelor si grosimea tablei, astfel incat sa se ajunga la cel mai bun raport intre rigiditatea elementelor constructive si consumul de material.

Doua profile cu grosimi si dimensiuni diferite; cel din tabla mai subtire – stanga (0.88mm), este mult mai elastic decat cel din tabla mai groasa – dreapta (1,5mm).
Toate valorile dimensionale influenteaza modul de alcatuire si de comportament al constructiei ca sa raspunda la aceleasi cerinte.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică
Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

RIGIDIZARI SI CONTRAVANTUIRI

Rigidizarile sunt realizate din profile U care au rolul de a “micsora” lungimea elementului portant, a montantilor si deci de a spori rigiditatea intregului ansamblu. Cu cat distanta intre noduri este mai mica cu atat ansamblul devine mai rigid. Dispunerea rigidizarilor se face in urma unui calcul structural astfel incat sa nu creasca consumul de tabla.
La fel de important este si montarea de contravantuiri/tiranti in zonele terminale ale modulelor, astfel incat sa se asigure o rigiditate sporita a acestora in zonele de imbinare cu alte module.(LSF).

Se considera ca pentru un perete structural cu inaltimea de max. 3,5 m, este necesara o rigidizare mediana (verde). In cazul in care rigidizarea nu ar fi montata, lungimea profilului (L) raportata la dimensiunile acestuia (latime si grosime) ar putea permite inducerea de vibratii in montanti, respectiv in perete.

In cazul in care rigidizarea este montata, se poate observa ca lungimea profilului se injumatateste (L/2), ceea ce raportat la aceleasi dimensiuni ale montantului (latime si grosime), reduce posibilitatile de miscare/vibrare a montantilor si sporeste rigiditatea celor 2 elemente rezultante.
Pentru inaltimi mai mari ale peretilor se pot dispune 2 sau mai multe rigidizari.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

8 SURUBURI/NOD

Rigidizarea nodurilor de asamblare intre profilele “C” si “U” este una dintre conditiile importante si care se rasfrange si asupra rigiditatii intregului ansamblu.
Asa cum am mai spus, romehoME este singura firma din piata din Romania care dispune de tehnologia necesara pentru montarea a 8 suruburi /nod, element care participa la rigidizarea structurii frame.

Asigurarea rigiditatii constructiei constituie pentru noi, ca implementator de solutii, unul din punctele cele mai importante in ceea ce priveste edificarea unei constructii performante pe structura frame (LSF).

FUNCTIONAREA STRUCTURII FRAME – PRINCIPIUL SNOPULUI

Astfel, din elementele prezentate mai sus, rezulta ca functionarea corecta si in siguranta a unei structuri frame (LSF) este asigurata de numarul mare de montanti, de dispunerea si de configurarea acestora, de legaturile dintre acestia, de rigiditatea elementelor constructive si a prinderilor/nodurilor, actionand pe principiul snopului:

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

un singur element are o rezistenta scazuta la incarcari si actiuni dar in momentul in care sunt puse mai multe elemente la un loc, acestea actioneaza ca un intreg, rezistand foarte bine la diverse tipuri de solicitari.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică
Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică
Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică

Se obtine astfel o structura unitara, in care toate elementele constructive sunt realizate din acelasi material, foarte usoara, rezistenta si stabila si care poate raspunde la nenumarate cerinte legate de izolare, finisare, eficienta energetica,etc.
Avantajele structurii frame sustin si amplifica avantajele caselor si al constructiilor frame in general.

Structura metalica Structura lsf case la cheie casa structura metalică