Structura unei case: fundație, pereți și planșee explicate

Structura unei case este scheletul care ține totul în picioare: fundația, pereții sau stâlpii portanți, centurile, planșeele și, la final, șarpanta. Rolul ei este să preia greutatea construcției, a oamenilor și a mobilei, zăpada de pe acoperiș, presiunea vântului și forțele din cutremur, apoi să le transmită în siguranță terenului. După tencuieli și finisaje nu o mai vezi, dar de ea depind durabilitatea casei, lipsa fisurilor și, mai ales, siguranța ta la un seism.

În România, unde o mare parte a teritoriului se află în zone cu seismicitate importantă, structura nu este un loc pentru improvizații sau „așa am mai făcut”. Ghidul de mai jos îți explică pe înțelesul unui proprietar cum lucrează fiecare element, ce soluții se folosesc la casele obișnuite, cine răspunde de proiect și de execuție și ce verifici tu pe șantier. Nu te transformă în inginer, dar te ajută să pui întrebările potrivite și să recunoști la timp o lucrare făcută greșit.

Ce înseamnă structura de rezistență a unei case

Structura de rezistență este ansamblul elementelor care preiau încărcările și le duc până în teren fără ca, pe parcurs, ceva să cedeze, să se deformeze excesiv sau să fisureze periculos. Tot ce nu face parte din acest traseu, cum ar fi pereții despărțitori ușori, tencuielile, pardoselile sau izolația, este considerat element nestructural, chiar dacă și el are greutate proprie care trebuie preluată.

Încărcările pe care le preia structura

Inginerul structurist calculează casa pentru mai multe tipuri de acțiuni, combinate între ele conform codurilor de proiectare în vigoare. Pe scurt:

Zăpada și vântul diferă mult de la o zonă la alta a țării, de aceea același proiect nu se copiază pur și simplu dintr-un oraș în altul. Detalii despre modul în care se țin în calcul aceste acțiuni la nivelul acoperișului găsești în Zăpada și vântul pe acoperiș: cum se țin în calcul.

Traseul încărcărilor de la acoperiș la teren

Gândește-te la structură ca la un lanț în care fiecare verigă predă greutatea celei de dedesubt:

1. Învelitoarea și șarpanta preiau zăpada și vântul și le transmit centurii de la ultimul nivel.
2. Planșeele adună greutatea mobilei, a oamenilor și a pardoselilor și o descarcă pe pereții portanți sau pe grinzi.
3. Pereții portanți, stâlpii și centurile duc încărcările în jos și, la cutremur, preiau forțele orizontale.
4. Fundația distribuie totul pe o suprafață suficient de mare încât terenul să nu cedeze și să nu se taseze inegal.

Dacă o verigă e slabă, de exemplu o centură întreruptă sau un perete portant tăiat ulterior pentru o ușă, lanțul întreg își pierde din siguranță. De aceea, orice modificare a pereților portanți, chiar și după ani, se face doar pe baza unei expertize și a unui proiect semnat de un inginer.

Cine proiectează, cine verifică și cine răspunde

Structura casei se proiectează de un inginer constructor cu specializare în structuri, se verifică de un verificator de proiecte atestat și se execută sub supravegherea dirigintelui de șantier. Fiecare are o răspundere distinctă, stabilită de legislația privind calitatea în construcții (Legea nr. 10/1995, cu modificările ulterioare), iar tu, ca beneficiar, ai și tu obligații: să angajezi specialiști autorizați și să nu modifici proiectul pe cont propriu.

Rolurile, pe scurt:

• Arhitectul coordonează proiectul și stabilește forma casei, compartimentarea și fațadele. Cum îl alegi și ce îi ceri explici în Arhitectul casei: cum îl alegi și ce îi ceri de la început.
• Inginerul structurist dimensionează fundația, pereții, stâlpii, grinzile, planșeele și șarpanta și întocmește planurile de armare și detaliile.
• Inginerul geotehnician întocmește studiul geotehnic, pe baza căruia se alege tipul de fundație, și verifică pe șantier natura terenului de fundare.
• Verificatorul de proiecte atestat controlează proiectul pentru cerința de rezistență mecanică și stabilitate înainte de autorizare.
• Dirigintele de șantier te reprezintă pe șantier și verifică dacă execuția respectă proiectul; rolul lui este detaliat în Dirigintele de șantier: rolul lui la construcția casei.
• Constructorul, prin responsabilul tehnic cu execuția, răspunde de calitatea lucrărilor efectiv realizate.

Proiectul de structură face parte din documentația pentru autorizare și din proiectul tehnic, iar etapele lui sunt explicate în Proiectul casei pe faze: DTAC, proiect tehnic și detalii. Fără autorizație de construire nu începi nicio lucrare, iar pașii pentru a o obține sunt descriși în Autorizația de construire pentru o casă: ghid complet.

Important: Informațiile din acest ghid au caracter general. Soluția structurală concretă pentru casa ta se stabilește exclusiv de inginerul proiectant, pe baza studiului geotehnic și a codurilor de proiectare în vigoare, iar normativele se pot actualiza în timp.

Fundația: legătura dintre casă și teren

Fundația este elementul care transmite toate încărcările casei terenului și trebuie aleasă în funcție de ce spune studiul geotehnic, nu de ce s-a făcut la vecini. Un teren bun, uscat și omogen permite o fundație simplă și relativ puțin adâncă; un teren argilos activ, unul sensibil la umezire sau o umplutură veche cer soluții mai complicate.

Câteva repere de bază:

• talpa fundației coboară sub adâncimea de îngheț a zonei, stabilită prin standardul românesc de profil (STAS 6054), ca apa din pământ să nu ridice fundația la îngheț;
• fundația se așază pe stratul bun de fundare, indicat de geotehnician, nu pe pământ vegetal sau pe umplutură;
• tipul ei depinde de terenul tău, de sistemul structural și de existența unui subsol.

Cele mai folosite variante la case sunt fundațiile continue sub ziduri, radierul general și, pe terenuri slabe, fundațiile pe piloți. Le compari în Tipurile de fundații pentru case: continue, radier, piloți, iar motivul pentru care studiul de teren este obligatoriu îl găsești în Studiul geotehnic: de ce e obligatoriu înainte de proiect.

Pe șantier, fundația trece prin mai multe etape distincte: trasarea casei și săpătura, armarea și cofrarea, turnarea betonului și, la final, hidroizolația fundației și a soclului. Fiecare are puncte de control proprii, iar o greșeală aici se repară foarte greu mai târziu.

Pereții portanți și sistemul structural

Pereții portanți sunt pereții care duc greutatea planșeelor și a acoperișului și care, la cutremur, preiau forțele orizontale; la casele din România, ei se realizează de regulă din zidărie confinată, din cadre de beton armat cu zidărie de umplutură sau din lemn. Alegerea sistemului structural este decizia inginerului, dar e bine să știi ce implică fiecare.

Diferențele dintre primele două sisteme, care se confundă des, sunt explicate în Zidăria confinată și cadrele de beton: diferențe. Materialul din care se zidesc pereții, cărămida ceramică sau BCA, influențează nu doar izolarea, ci și comportarea la cutremur; comparația o găsești în Cărămidă sau BCA pentru pereții casei: comparație. Dacă te gândești la o casă ușoară, citește Casa pe structură de lemn: avantaje, limite și execuție.

Centurile și stâlpișorii

Centurile sunt grinzi din beton armat turnate la nivelul fiecărui planșeu, pe toți pereții portanți, iar stâlpișorii sunt elemente verticale din beton armat turnate la colțuri, la intersecțiile pereților și pe marginile golurilor mari. Împreună formează o „cușcă” care ține zidăria legată și o împiedică să se dezmembreze la cutremur. Rolul lor antiseismic este detaliat în Centurile și stâlpișorii din zidărie: rolul antiseismic.

Planșeele și rolul de șaibă rigidă

Planșeul este elementul orizontal care desparte nivelurile, preia greutatea de pe el și, la fel de important, leagă pereții între ei astfel încât casa să lucreze ca un tot la cutremur. Această a doua funcție se numește efect de șaibă rigidă (sau diafragmă orizontală): un planșeu monolit, bine legat de centuri, distribuie forțele orizontale pereților în funcție de rigiditatea lor și împiedică pereții să se deschidă în afară.

Variantele uzuale la case sunt:

• planșeul monolit din beton armat, turnat pe cofraj, cu armare pe două direcții;
• planșeele cu elemente prefabricate (predale, grinzișoare cu corpuri de umplutură, fâșii cu goluri), completate cu o suprabetonare armată;
• planșeul din lemn, cu grinzi și podină, mai ușor, dar care cere măsuri suplimentare pentru a lucra ca șaibă.

Fiecare are avantaje la execuție, la izolarea fonică și la deschiderile pe care le poate acoperi. Le compari în Planșeul casei: beton monolit, prefabricat sau lemn.

Sfat: Stabilește încă din faza de proiect pozițiile golurilor din planșeu: scara, coșul de fum, trecerile pentru ventilație și canalizare. Un gol tăiat ulterior într-un planșeu turnat poate secționa armături importante și cere obligatoriu acordul proiectantului.

Cutremurul și regulile de bună conformare

O casă se comportă bine la cutremur în primul rând datorită formei sale simple și regulate, abia apoi datorită cantității de oțel și beton. Codul românesc de proiectare seismică (P100-1) împarte țara în zone cu accelerații de calcul diferite și stabilește reguli de calcul și de alcătuire; zidăria are propriul cod de proiectare (CR6), iar fundațiile, propriul normativ.

Principii de conformare pe care le poți urmări chiar tu, la discuțiile cu arhitectul și inginerul:

1. Formă compactă și simetrică în plan: dreptunghiuri apropiate de pătrat se comportă mai bine decât formele în L, T sau U foarte alungite. Când forma complicată e dorită, inginerul o poate împărți prin rosturi seismice.
2. Pereți distribuiți pe ambele direcții și cât mai uniform, ca să nu apară răsucirea casei la seism.
3. Pereți suprapuși pe verticală: peretele portant de la etaj stă, de regulă, deasupra unui perete portant de la parter.
4. Goluri de uși și ferestre moderate, la distanță de colțuri, cu stâlpișori pe margini când sunt mari.
5. Fără niveluri „moi”: un parter complet vitrat, sub un etaj cu mulți pereți plini, este o configurație periculoasă dacă nu e proiectată special.
6. Greutate cât mai mică la partea de sus: învelitorile foarte grele și rezervoarele în pod cresc forțele din cutremur.

Atenție: Nu elimina și nu muta pereți portanți, stâlpișori sau centuri pentru a obține un spațiu mai larg, nici în timpul construcției, nici după. Orice astfel de intervenție se face numai cu proiect întocmit de un inginer structurist, verificat și, după caz, autorizat.

Ordinea lucrărilor la structură pe șantier

Lucrările de structură urmează o succesiune fixă, iar trecerea de la o etapă la alta se face numai după ce etapa anterioară a fost verificată și consemnată în acte. Ordinea tipică la o casă cu parter și etaj, pe fundații continue, arată astfel:

1. Trasarea axelor casei de către un topograf și materializarea cotei de referință.
2. Săpătura fundațiilor și verificarea terenului de fundare de către geotehnician.
3. Betonul de egalizare, armarea și cofrarea fundațiilor, recepția armăturii.
4. Turnarea fundațiilor și a elevațiilor (soclului), apoi hidroizolația lor.
5. Umpluturile compactate, placa pe sol sau planșeul peste subsol.
6. Zidăria parterului, apoi armarea și turnarea stâlpișorilor.
7. Cofrarea și armarea centurilor și a planșeului, recepția armăturii, turnarea.
8. Repetarea pașilor pentru etaj, apoi centura de la ultimul nivel și șarpanta.

Unele etape sunt faze determinante, adică puncte de control stabilite prin proiect, la care participă proiectantul, dirigintele și, după caz, Inspectoratul de Stat în Construcții (ISC). Ele se anunță din timp și se consemnează în procese-verbale.

Tot ce se consemnează aici ajunge în cartea tehnică a construcției, despre care afli mai multe în Cartea tehnică a construcției: ce conține și cine o păstrează. Lucrările nu pot începe legal înainte de anunțarea începerii lucrărilor la primărie și la ISC.

Greșeli frecvente care slăbesc structura

Cele mai multe probleme structurale ale caselor noi nu vin din calcule greșite, ci din abateri de la proiect pe șantier. Câteva dintre cele mai des întâlnite:

• fundația turnată fără studiu geotehnic sau la o adâncime aleasă „după ochi”;
• armături înlocuite cu diametre mai mici sau cu mai puține bare, „ca să ajungă”;
• lipsa acoperirii cu beton, când barele stau direct pe pământ sau pe cofraj și ruginesc în timp;
• apă adăugată în betonul livrat, pentru a-l turna mai ușor, care îi scade rezistența;
• beton nevibrat, cu goluri și cuiburi de pietriș, mai ales în stâlpișori;
• centuri întrerupte în dreptul ușilor, al coșului sau al scării;
• stâlpișori omiși sau turnați înaintea zidăriei, fără legătură cu ea;
• planșee decofrate prea devreme și încărcate cu paleți de materiale;
• găuri pentru instalații date prin grinzi și centuri fără acordul proiectantului.

Toate aceste greșeli au ceva în comun: odată acoperite de tencuială, nu se mai văd. Singura protecție reală este controlul pe faze, făcut de oameni competenți, înainte ca lucrarea să fie ascunsă.

Sfat: Fotografiază fiecare etapă înainte de a fi acoperită: armătura fundației, a stâlpișorilor, a centurilor și a planșeului, cu ruleta pusă lângă bare. Pozele datate te ajută la orice discuție ulterioară și la viitoare renovări.

Nu uita nici legătura structurii cu izolația: elementele de beton din fațadă sunt zone pe unde se pierde căldura, iar modul în care le tratezi este explicat în Punțile termice: unde apar și cum le eviți la construcție. La partea de sus, structura se continuă cu acoperișul, descris pe larg în Acoperișul casei: ghid complet de la șarpantă la învelitoare.

Ce merită reținut despre structura casei

Structura este partea casei pe care nu o mai poți corecta ieftin după ce s-a construit, de aceea merită cea mai mare atenție la proiect și pe șantier. Pornește de la un studiu geotehnic corect, lucrează cu un inginer structurist și cu un diriginte de șantier autorizați, alege o formă simplă și regulată și nu accepta abateri de la proiect fără acordul scris al proiectantului.

De reținut:

• structura duce toate încărcările, inclusiv cele din cutremur, de la acoperiș până în teren;
• tipul de fundație îl decide studiul geotehnic, nu obiceiul locului;
• zidăria confinată cu centuri și stâlpișori este sistemul cel mai răspândit la casele obișnuite;
• planșeul monolit bine legat de centuri ține casa unitară la seism;
• fiecare etapă ascunsă se verifică și se consemnează înainte de a fi acoperită.