Cuprins 9 secțiuni
Zidăria confinată și structura în cadre din beton armat sunt cele două sisteme structurale folosite cel mai des la casele din România, iar diferența dintre ele ține de cine duce, de fapt, greutatea și forțele din cutremur. În zidăria confinată, pereții de zidărie sunt elementele portante, iar betonul armat din jurul lor (stâlpișori și centuri) îi ține legați. În structura în cadre, scheletul din stâlpi și grinzi de beton armat preia totul, iar zidăria este doar o umplutură care închide spațiile.
Pe șantier, cele două sisteme pot arăta asemănător, fiindcă ambele au cărămidă și beton, ceea ce produce confuzii periculoase: o zidărie de umplutură tratată ca perete portant sau, invers, pereți portanți demolați pentru că „structura e pe stâlpi”. Articolul de față explică diferențele, ordinea corectă de execuție și situațiile în care fiecare sistem este alegerea firească.
Ce este zidăria confinată
Zidăria confinată este un sistem în care pereții din blocuri ceramice sau BCA preiau încărcările verticale și orizontale, fiind încadrați pe contur de stâlpișori verticali și de centuri orizontale din beton armat, turnate după ridicarea zidăriei. Cuvântul „confinat” înseamnă tocmai „închis, ținut pe contur”: betonul armat nu poartă casa singur, ci împiedică zidăria să se desfacă atunci când fisurează la un cutremur puternic.
Caracteristici esențiale:
- pereții portanți sunt dispuși pe ambele direcții ale casei, relativ uniform;
- stâlpișorii se toarnă după zidărie, în spații lăsate special, cu legătură prin ștrepi;
- centurile se toarnă la nivelul fiecărui planșeu, pe toți pereții portanți;
- dimensiunile, pozițiile și armarea se stabilesc conform codului de proiectare a zidăriei (CR6) și codului seismic (P100-1).
Rolul detaliat al stâlpișorilor și centurilor este explicat în Centurile și stâlpișorii din zidărie: rolul antiseismic.
Ce este structura în cadre din beton armat
Structura în cadre este un schelet format din stâlpi și grinzi din beton armat, legate rigid în noduri, care preia greutatea planșeelor și forțele orizontale. Zidăria dintre stâlpi și grinzi se numește zidărie de umplutură sau de închidere și nu este calculată, de regulă, ca element portant.
Caracteristici esențiale:
- stâlpii au secțiuni mai mari decât stâlpișorii din zidăria confinată și sunt dimensionați prin calcul ca elemente principale;
- stâlpii și grinzile se toarnă înainte de zidărie, care se execută ulterior, în ochiurile cadrelor;
- fundațiile sunt de obicei izolate sub stâlpi, legate cu grinzi, variantă descrisă în Tipurile de fundații pentru case: continue, radier, piloți;
- nodurile dintre stâlpi și grinzi au armări speciale, cu etrieri îndesiți, ca să se comporte ductil la cutremur.
Important: Faptul că un stâlp are beton și armătură nu îl face automat element de cadru. Doar proiectul de structură spune ce sistem are casa ta și care pereți sunt portanți. Păstrează planurile de rezistență în cartea tehnică a construcției.
Cum lucrează fiecare la cutremur
La un seism, terenul se mișcă orizontal, iar casa trebuie să preia forțe laterale proporționale cu masa ei. Cele două sisteme preiau aceste forțe în moduri diferite.
În zidăria confinată, pereții lucrează ca niște panouri rigide care preiau forțele în planul lor. La cutremure puternice, zidăria fisurează în diagonală, iar stâlpișorii și centurile țin bucățile legate, împiedicând prăbușirea. Rigiditatea mare înseamnă deplasări mici, ceea ce protejează finisajele, dar cere suficienți pereți pe ambele direcții.
În structura în cadre, stâlpii și grinzile se deformează mai mult și disipă energia prin formarea controlată a unor zone plastice, de preferință în grinzi, nu în stâlpi. Cadrele sunt mai flexibile, iar deplasările mai mari pot fisura zidăria de umplutură și finisajele, chiar dacă structura rămâne sigură.
| Aspect | Zidărie confinată | Cadre din beton armat |
|---|---|---|
| Element portant principal | pereții de zidărie | stâlpii și grinzile |
| Rolul betonului armat | confinează și leagă zidăria | poartă casa |
| Rolul zidăriei | structural | de închidere, nestructural |
| Rigiditate laterală | mare | mai mică |
| Deplasări la cutremur | mici | mai mari, cer detalii pentru zidăria de umplutură |
| Ordinea execuției | zidărie, apoi stâlpișori și centuri | stâlpi și grinzi, apoi zidărie |
| Libertate de compartimentare | limitată de pereții portanți | mare |
| Deschideri mari și vitraje | greu de obținut | ușor de obținut |
Ordinea execuției pe șantier
Diferența cea mai vizibilă pe șantier dintre cele două sisteme este ordinea lucrărilor: în zidăria confinată zidești întâi și torni apoi; în cadre torni întâi și zidești apoi. Inversarea acestei ordini schimbă comportarea structurii.
Zidăria confinată, pas cu pas
- Se montează armătura stâlpișorilor, pornită din fundație.
- Se ridică zidăria, lăsând la capete ștrepi (dinți) spre spațiul stâlpișorului.
- Se cofrează stâlpișorii pe două fețe, folosind zidăria ca a treia și a patra față.
- Se armează centura, legată de armătura stâlpișorilor și continuă la colțuri.
- Se toarnă stâlpișorii și centura, apoi planșeul, sau planșeul împreună cu centura, conform proiectului.
Prin această ordine, betonul umple ștrepii și leagă stâlpișorul de zidărie pe toată înălțimea.
Cadrele, pas cu pas
- Se armează și se cofrează stâlpii pe toate fețele.
- Se toarnă stâlpii, apoi grinzile și planșeul.
- După decofrare și întărire, se execută zidăria de umplutură în ochiurile cadrelor.
- Zidăria se leagă de stâlpi prin ancore sau armături, după detaliile din proiect, iar la partea de sus se lasă rostul prevăzut.
Zidăria de umplutură: detaliul care se ignoră des
Zidăria de umplutură nu este calculată ca element portant, dar influențează serios comportarea cadrelor la cutremur, de aceea proiectantul trebuie să-i stabilească detaliile de prindere. Un perete de umplutură rigid, prins strâns între stâlpi, poate prelua forțe pe care nu a fost proiectat să le ducă și poate modifica felul în care lucrează stâlpii.
Două situații periculoase cunoscute:
- Stâlpul scurt: când zidăria se oprește la o înălțime parțială, de exemplu sub o bandă de ferestre, porțiunea liberă de stâlp rămâne scurtă și foarte rigidă și poate ceda fragil la forfecare.
- Nivelul flexibil: când parterul are puțină zidărie, de exemplu un garaj sau un spațiu vitrat, iar etajul are mulți pereți plini, deformațiile se concentrează la parter.
Pe lângă acestea, peretele de umplutură trebuie împiedicat să cadă în afara planului la cutremur, prin ancore, armături în rosturi sau stâlpișori intermediari, conform proiectului.
Atenție: Nu completa ulterior cu zidărie un spațiu lăsat liber între stâlpi și nu lăsa goluri neprevăzute în pereții de umplutură fără acordul inginerului structurist. Ambele modificări pot schimba comportarea casei la cutremur.
Când se alege fiecare sistem
Zidăria confinată este alegerea firească pentru casele cu compartimentare regulată, cu încăperi de dimensiuni obișnuite, în timp ce cadrele se justifică atunci când arhitectura cere spații mari libere, vitraje ample sau o compartimentare flexibilă. Alegerea se face încă din faza de concept, de arhitect împreună cu inginerul, fiindcă influențează și planurile.
| Situația | Sistem potrivit de regulă | Motiv |
|---|---|---|
| Casă parter sau parter și etaj, camere obișnuite | zidărie confinată | economie, rigiditate, execuție cunoscută |
| Living open space foarte mare, fără pereți interiori | cadre sau soluție mixtă | deschideri mari fără pereți portanți |
| Fațadă cu vitraje mari pe o latură întreagă | cadre sau pereți din beton armat locali | lipsa zidăriei pe acea direcție |
| Parter comercial și locuință la etaj | cadre, cu atenție la nivelul flexibil | spații libere la parter |
| Teren dificil, cu tasări posibile | depinde de calcul, adesea cu radier | uniformizarea tasărilor |
Există și soluții mixte, în care zidăria confinată este completată cu câțiva stâlpi și grinzi din beton armat sau cu pereți din beton armat, acolo unde arhitectura cere deschideri mari. Ele sunt corecte doar dacă sunt calculate ca atare, nu improvizate prin înlocuirea unor pereți cu stâlpi pe șantier.
Discută aceste opțiuni cu arhitectul încă de la temă; cum îl alegi și ce îi ceri este descris în Arhitectul casei: cum îl alegi și ce îi ceri de la început, iar etapele proiectului, în Proiectul casei pe faze: DTAC, proiect tehnic și detalii.
Ce verifici pe șantier, indiferent de sistem
Calitatea execuției contează mai mult decât sistemul ales, iar câteva verificări sunt comune. Dirigintele de șantier le urmărește în numele tău, dar e bine să le cunoști.
- Armătura stâlpișorilor sau stâlpilor corespunde planurilor: diametre, etrieri, îndesiri la capete, ancoraje în fundație și în centuri.
- Continuitatea centurilor și grinzilor la colțuri, la intersecții și peste goluri.
- Ordinea execuției respectată: ștrepi și turnare după zidire la zidăria confinată; ancoraje și rosturi la zidăria de umplutură.
- Vibrarea stâlpișorilor și stâlpilor, unde golurile se formează ușor din cauza secțiunii mici și a armăturii dese.
- Calitatea zidăriei: rosturi pline, țesere corectă, materialul și clasa din proiect.
Alegerea materialului de zidărie influențează comportarea în ambele sisteme; diferențele sunt prezentate în Cărămidă sau BCA pentru pereții casei: comparație. Pentru imaginea de ansamblu a structurii, vezi Structura unei case: fundație, pereți și planșee explicate.
Sfat: Pune pe un plan simplu al casei, lipit în baraca de șantier, marcajul pereților portanți și al stâlpilor. Echipele de instalatori și finisori vor ști astfel unde nu au voie să taie șanțuri adânci sau să dea găuri mari.
Pe scurt: două logici diferite
Zidăria confinată și cadrele din beton armat nu sunt variante „mai ieftină” și „mai bună” ale aceluiași lucru, ci două logici structurale diferite. În prima, zidăria poartă și betonul armat o ține legată; în a doua, betonul armat poartă și zidăria doar închide. Fiecare are avantaje clare în anumite situații, iar ambele sunt sigure dacă sunt proiectate și executate corect.
Ce iei cu tine:
- în zidăria confinată, pereții sunt portanți și nu se demolează fără expertiză;
- în cadre, zidăria de umplutură are nevoie de detalii de prindere stabilite de inginer;
- ordinea execuției diferă: zidire apoi turnare, respectiv turnare apoi zidire;
- deschiderile mari și vitrajele ample favorizează cadrele sau soluțiile mixte calculate;
- stâlpul scurt și nivelul flexibil sunt configurații de evitat.
Întrebări frecvente
Care sistem este mai sigur la cutremur?
Ambele pot fi la fel de sigure dacă sunt proiectate conform codurilor și executate corect. Contează mai mult forma regulată a casei, distribuția pereților și calitatea execuției decât sistemul în sine.
Pot scoate un perete interior dacă am structură în cadre?
Pereții de umplutură nestructurali se pot modifica mai ușor, dar numai după ce un inginer confirmă că nu au rol structural și că modificarea nu afectează comportarea cadrelor. Nu te baza doar pe aspectul peretelui.
De ce stâlpișorii se toarnă după zidărie?
Pentru ca betonul să umple ștrepii lăsați în zidărie și să lege stâlpișorul de pereți pe toată înălțimea. Turnarea înaintea zidăriei transformă sistemul în altceva decât a fost proiectat.
Zidăria confinată permite un living mare?
Permite încăperi de dimensiuni obișnuite fără probleme. Pentru deschideri foarte mari, inginerul poate introduce grinzi și stâlpi suplimentari sau poate propune o soluție mixtă, calculată ca atare.
Cum aflu ce sistem structural are casa mea?
Din proiectul de rezistență, care face parte din cartea tehnică a construcției. Dacă documentele lipsesc, un inginer structurist poate stabili sistemul printr-o expertiză tehnică.
