Capitolul 3 - 3. Cerinţe generale pentru proiectarea structurilor din lemn - Normativ din 2023 privind proiectarea şi verificarea construcţiilor din lemn - Indicativ NP 005-2022

M.Of. 136 bis

În vigoare
Versiune de la: 19 Martie 2023
CAPITOLUL 3:3. Cerinţe generale pentru proiectarea structurilor din lemn
SUBCAPITOLUL 1:3.1. Generalităţi
(1)Proiectarea structurilor din lemn trebuie să urmărească satisfacerea tuturor cerinţelor specifice de diferite naturi (funcţionale, structurale, estetice, de încadrare în mediul construit, de execuţie, de întreţinere, de reparare/consolidare etc.), în funcţie de condiţiile concrete ale amplasamentului (geotehnice, climatice, seismice, rezultate din vecinătatea cu alte construcţii etc.) şi de categoria de importanţă a construcţiei. Astfel, se asigură o comportare favorabilă în exploatare, cu un nivel controlat de siguranţă.
(2)Satisfacerea cerinţelor structurale referitoare la preluarea acţiunilor de diferite categorii se realizează prin:
a)modelarea cât mai fidelă în raport cu comportarea reală şi utilizarea unor metode de calcul adecvate pentru determinarea eforturilor şi dimensionarea elementelor structurale;
b)concepţia generală de proiectare a structurii privind mecanismul de disipare de energie;
c)respectarea prevederilor prezentului cod şi ale celorlalte reglementări tehnice sub incidenţa cărora se află realizarea construcţiei, referitoare la calculul, alcătuirea şi execuţia tuturor elementelor structurale şi nestructurale.
(3)Cerinţele de proiectare a structurilor din lemn la acţiuni verticale şi orizontale se aplică la proiectarea următoarelor tipuri de sisteme structurale:
a)structuri în cadre spaţiale;
b)structuri de tip hală;
c)structuri cu pereţi din lemn;
d)structuri mixte.
SUBCAPITOLUL 2:3.2. Cerinţe de proiectare a structurilor din lemn la acţiuni verticale şi orizontale, altele decât acţiunea seismică (gruparea fundamentală)
(1)La proiectarea construcţiilor din lemn solicitate la încărcări verticale şi orizontale, altele decât cea seismică, se controlează următoarele caracteristici ale structurii:
a)rezistenţă;
b)stabilitate;
c)rigiditate.
(2)Îndeplinirea cerinţelor de rezistenţă, stabilitate şi rigiditate se realizează simultan, ţinând cont de influenţa cumulată a acestora în comportarea de ansamblu a structurii.
(3)Verificarea componentelor structurale se face la eforturile de calcul din combinaţia cea mai defavorabilă de încărcări.
(4)Aceste structuri vor respecta reguli de proiectare generale pentru construcţii de lemn din SR EN 1995-1-1.
SUBCAPITOLUL 3:3.3. Cerinţe de proiectare a structurilor de lemn la acţiunea seismică
SECŢIUNEA 1:3.3.1. Condiţii privind comportarea structurală disipativă
(1)La proiectarea seismică a construcţiilor cu structura de lemn se controlează următoarele caracteristici ale structurii:
a)rezistenţă;
b)stabilitate;
c)rigiditate;
d)ductilitate.
(2)Îndeplinirea cerinţelor de rezistenţă, stabilitate, rigiditate şi ductilitate se realizează simultan, ţinând cont de influenţa cumulată a acestora în comportarea de ansamblu a structurii.
(3)Construcţiile cu structura de lemn pot fi proiectate pentru oricare din clasele de ductilitate, în condiţiile specificate în codul de proiectare P 100-1.
(4)La proiectarea structurilor de lemn pe baza conceptului de comportare disipativă, prezenţa factorului de comportare q conduce la structuri cu o rezistenţă redusă, care trebuie compensată printr-o bună ductilitate.
(5)Componentele structurale din zonele disipative se dimensionează la eforturile din gruparea seismică de încărcări şi trebuie să îndeplinească cerinţele care să le asigure o comportare ductilă.
(6)În componentele nedisipative trebuie prevenite deformaţiile inelastice, prin asigurarea unei suprarezistenţe faţă de cele disipative. Eforturile de calcul în componentele nedisipative se stabilesc în conformitate cu conceptul de proiectare bazat pe capacitatea de rezistenţă.
(7)Răspunsul seismic favorabil al construcţiilor proiectate pentru clasa de ductilitate DCH (clasa înaltă de ductilitate) şi DCM (clasa medie de ductilitate) este condiţionat de formarea unui mecanism cu capacitate optimă de disipare a energiei indusă de acţiunea seismică orizontală.
(8)La proiectarea structurilor din lemn, pe baza conceptului de comportare slab disipativă (pentru clasa de ductilitate DCL - clasa de ductilitate joasă), structura se bazează pe capacitatea de rezistenţă. Verificarea componentelor structurale se face la eforturile de calcul din combinaţia cea mai defavorabilă de încărcări, în mod similar cu proiectarea în gruparea fundamentală de încărcări, nefiind necesare adoptarea unor măsuri speciale de asigurare a ductilităţii.
(9)Aceste structuri vor respecta, în principal, regulile de proiectare generale pentru construcţii din lemn din SR EN 1995-1-1, împreună cu prevederile suplimentare specifice acestei clase date în acest capitol.
SECŢIUNEA 2:3.3.2. Mecanismul de disipare de energie
SUBSECŢIUNEA 0:
(1)Mecanismul cu capacitate optimă de disipare a energiei indusă de acţiunea seismică pentru clasele de ductilitatea DCM şi DCH are următoarele caracteristici:
a)deformaţiile inelastice produse în zonele disipative se realizează cu reduceri ale capacităţii de rezistenţă în urma unor cicluri ample de solicitare seismică;
b)deformaţiile inelastice se produc în zonele disipative care sunt specifice fiecărui tip de structură şi care sunt localizate în îmbinări şi conectori; alternativ, zonele disipative pot fi localizate şi în afara îmbinărilor, în elemente constructive special concepute în acest sens;
c)deformaţiile inelastice ale elementelor componente din zonele disipative sunt moderate şi distribuite uniform în ansamblul structurii;
d)elementele componente din zonele disipative au capacitate de deformare suficientă, în raport cu deformaţiile inelastice aşteptate la incidenţa cutremurului de proiectare, în condiţiile unei comportări histeretice stabile;
e)alcătuirea îmbinărilor disipative respectă prevederile codului de proiectare P 100-1;
f)elementele structurale din lemn şi îmbinările disipative rămân în domeniul de comportare elastică.
(2)Planşeele sau acoperişurile contravântuite au o comportare elastică la încărcări în planul median provenite din acţiunea seismică şi trebuie concepute ca diafragme.
(3)Infrastructura şi fundaţiile rămân în domeniul elastic.
SUBSECŢIUNEA 1:3.3.2.1. Mecanismul de disipare de energie pentru structuri în cadre şi hale
SUBSECŢIUNEA 11:3.3.2.1.1. Structuri încadrate în clase de ductilitate DCM şi DCH
(1)Obţinerea unui mecanism favorabil de disipare de energie se realizează prin dirijarea deformaţiilor inelastice în zone disipative. Zonele nedisipative sunt elementele care rămân în domeniul elastic de comportare.
(2)Zonele disipative sunt poziţionate în îmbinările dintre stâlpi şi grinzile de cadru realizate cu tije metalice şi configurate conform prevederilor codului de proiectare P 100-1.
(3)Elementele care rămân în domeniul elastic de comportare sunt elementele structurale din lemn.
SUBSECŢIUNEA 2:3.3.2.2. Mecanismul de disipare de energie pentru structuri cu pereţi din panouri de lemn
SUBSECŢIUNEA 21:3.3.2.2.2. Structuri încadrate în clasa de ductilitate DCM
(1)Obţinerea unui mecanism favorabil de disipare de energie se realizează prin dirijarea deformaţiilor inelastice în zone disipative. Zonele nedisipative sunt elementele care rămân în domeniul elastic de comportare.
(2)Zonele disipative sunt poziţionate în:
a)îmbinările dintre placaje şi elementele din lemn ale panourilor;
b)îmbinările orizontale cu conectori prevăzuţi pentru prevenirea lunecării de la baza pereţilor (care conectează pereţii de structura suport pe care reazemă);
c)îmbinările orizontale cu conectori prevăzuţi pentru prevenirea răsturnării peretului poziţionaţi la capetele pereţilor şi cei adiacenţi golurilor mari.
(3)Elementele care rămân în domeniul elastic de comportare sunt:
a)îmbinările dintre placaje şi grinzile din lemn ale planşeelor;
b)îmbinările dintre diafragme şi pereţii de sub acestea;
c)îmbinările verticale de la intersecţia pereţilor;
d)placajele şi toate elementele componente din lemn.
SUBSECŢIUNEA 22:3.3.2.2.3 Structuri încadrate în clasa de ductilitate DCH
(1)Se respectă prevederile de la structurile încadrate în DCM, cu următoarele restricţii:
a)placajele pereţilor din panouri din lemn sunt doar de tip plăci din aşchii lemnoase orientate (OSB) sau de tip plăci din placaj din lemn;
b)prinderea placajelor de elementele din lemn a pereţilor se face cu cuie sau şuruburi (folosirea capselor în acest caz nu este permisă).
SUBSECŢIUNEA 3:3.3.2.3. Mecanismul de disipare de energie pentru structuri cu pereţi din CLT
SUBSECŢIUNEA 31:3.3.2.3.4. Structuri încadrate în clasa de ductilitate DCM
(1)Obţinerea unui mecanism favorabil de disipare de energie se realizează prin dirijarea deformaţiilor inelastice în zone disipative. Zonele nedisipative sunt elementele care rămân în domeniul elastic de comportare.
(2)Zonele disipative sunt poziţionate în:
a)îmbinările orizontale cu conectori prevăzuţi pentru prevenirea lunecării de la baza pereţilor (care conectează pereţii de structura suport pe care reazemă);
b)îmbinările orizontale cu conectori prevăzuţi pentru prevenirea răsturnării peretului poziţionaţi la capetele pereţilor şi cei adiacenţi golurilor mari.
(3)Elementele care rămân în domeniul elastic de comportare sunt:
a)panourile din CLT ale pereţilor şi diafragmelor;
b)îmbinările dintre panourile diafragmelor;
c)îmbinările dintre diafragme şi pereţii de sub acestea;
d)îmbinările verticale de la intersecţia pereţilor;
e)îmbinările verticale dintre panourile componente ale unui perete (dacă acestea există).
SUBSECŢIUNEA 32:3.3.2.3.5. Structuri încadrate în clasa de ductilitate DCH
I._
(1)Se respectă prevederile de la structurile încadrate în DCM, la care se adaugă:
a)a)pentru zonele disipative: îmbinările verticale dintre panourile componente ale unui perete.
b)a)pentru elementele care rămân în domeniul elastic de comportare: îmbinările verticale dintre panourile componente ale unui perete (dacă acestea există).
II.Prevederi constructive pentru panourile de pereţi din CLT:
(2)Pereţii din CLT sunt realizaţi din mai multe panouri prinse între ele prin îmbinări verticale disipative.
(3)Lăţimea minimă a unui panou de perete este h/4, unde h este înălţimea liberă dintre niveluri. În lipsa unor prevederi specifice din codul de proiectare P 100-1 privind limitarea superioară a lăţimii unui panou de perete, aceasta se limitează la h.
(4)Împărţirea geometrică a pereţilor (cu sau fără goluri mari de ferestre) urmăreşte obţinerea unui număr cât mai mare de îmbinări verticale disipative, maximizându-se capacitatea de disipare a energiei seismice. În acest sens, se recomandă ca, pentru h > = 3 m, să se realizeze cel puţin o îmbinare verticală între panourile unui perete.
Figura 3.1 Împărţirea geometrică a pereţilor din CLT, pentru diferite tipuri de configuraţii arhitecturale
SUBSECŢIUNEA 4:3.3.2.4. Mecanismul de disipare de energie la nivelul îmbinărilor disipative
(1)Acesta se asigură prin comportarea ductilă a îmbinărilor disipative pentru toate tipurile de structuri. Prin respectarea prevederilor din subcapitolul 4.5.1 se evită următoarele:
a)cedarea neductilă prin zdrobirea lemnului din interiorul îmbinării;
b)cedarea prin smulgere a tijelor prevăzute în beton sau lemn cu care sunt fixaţi conectorii pentru prevenirea răsturnării;
c)cedarea prin rupere la forţă axială a conectorilor prevăzuţi pentru evitarea răsturnării, în secţiunea slăbită;
d)cedarea prin rupere la forţă tăietoare a conectorilor prevăzuţi pentru preluarea lunecării, în secţiunea slăbită;
e)cedarea prin forfecare locală sau în bloc a elementului din lemn, conform SR EN 1995-1-1.
SUBCAPITOLUL 4:3.4. Reguli generale pentru alcătuirea şi proiectarea elementelor şi subansamblurilor de lemn
(1)Calculul elementelor de construcţie din lemn se face pe baza principiilor generale de verificare a siguranţei construcţiilor, prin verificarea comportării corespunzătoare faţă de stările limită ce pot apărea în diferite etape (execuţie, exploatare, perioade de reparaţie).
(2)Verificarea elementelor se face ţinând seama de cele mai defavorabile ipoteze de solicitare şi de cele mai defavorabile caracteristici ale materialelor, ce pot apărea în condiţiile considerate.
(3)La calculul elementelor şi a construcţiilor din lemn se iau în considerare următoarele stări limită:
a)stări limită ultime ce corespund epuizării capacităţii de rezistenţă sau unei alte pierderi ireversibile a calităţilor necesare exploatării construcţiilor; principalele fenomene ce pot să conducă la apariţia acestora sunt:
i.ruperi de diferite naturi;
ii.pierderea stabilităţii formei sau a poziţiei;
iii.stări care implică ieşirea din lucru a construcţiei datorită unor deformaţii remanente excesive.
b)stări limită ale exploatării normale ce corespund întreruperii capacităţii de asigurare a unei exploatări normale a elementelor de construcţie; principalele fenomene ce pot să conducă la apariţia acestei categorii de stări limită sunt deplasările statice sau dinamice excesive.
(4)(5)Pentru fiecare element structural este îndeplinită condiţia:
Ed < = Rd (3.1)
exprimată în termeni de rezistenţă, unde:
Ed valoarea de proiectare a efortului în combinaţia de proiectare cea mai defavorabilă, ţinând seama şi de efectele de ordinul 2, atunci când acestea sunt semnificative;
Rd valoarea corespunzătoare a capacităţii de rezistenţă a elementului, calculată cu valorile de proiectare ale rezistenţelor materialelor, pe baza modelelor mecanice specifice tipului de element structural.
(5)(6)În afara verificărilor menţionate, prin proiectare trebuie să se asigure durabilitatea construcţiei din lemn la biodegradare printr-o alcătuire corespunzătoare şi măsuri de prezervare, conform capitolului (0), din prezenta normă.
(6)(7)Pentru proiectarea construcţiilor din lemn se adoptă măsuri şi soluţii constructive de protecţie împotriva atacului ciupercilor şi a insectelor xilofage şi de evitare a umezirii, care să aibă ca efect o conservare bună a materialului lemnos utilizat, conform capitolului (0), din prezenta normă.
(7)(8)Pentru verificarea la diferite stări limită se va lua în considerare modul real de lucru al elementelor sau al structurii în ansamblu la starea limită considerată.
(8)(9)Valoarea de proiectare a efectelor acţiunilor în secţiunea elementelor de lemn se determină cu luarea în considerare a încărcărilor conform prevederilor din codul de proiectare CR 0 "Bazele proiectării structurilor în construcţii" şi a standardelor pentru diferite categorii de încărcări.
(9)(10)Pentru construcţiile de importanţă excepţională, nominalizate de către organele abilitate prin lege, pot fi admise măsuri de asigurare la nivel superior celui din prezentul normativ şi pot fi adoptate prescripţii speciale; proiectele astfel elaborate se aprobă de către organele stabilite prin lege.
(10)(11)Efectul variaţiilor de temperatură climatică nu se ia în considerare la calculul construcţiilor din lemn. Variaţia dimensională a lemnului în lungul fibrelor la diferenţe de temperatură este mai mult redusă în comparaţie cu celelalte materiale de construcţie. Valoarea redusă a variaţiei dimensionale a lemnului în lungul fibrelor la variaţii de temperatură elimină necesitatea prevederii rosturilor de dilataţie.
(11)(12)Dacă la punerea în operă, materialul lemnos are o umiditate mare (dar maxim 20%), şi nu există posibilitatea uscării pe şantier, se adoptă soluţii constructive, măsuri de protecţie şi detalii de alcătuire care să permită ventilarea elementelor de construcţie, fără a induce în structura de rezistenţă deformaţii periculoase sau creşterea eforturilor secţionale.
(12)(13)În cazurile în care construcţiile sunt supuse acţiunii unor medii corozive pentru metal, se recomandă fie folosirea unor subansambluri structurale fără piese metalice, de exemplu cu îmbinări realizate prin încleiere, cu cuie din lemn sau cu pene elastice, fie aplicarea pe elementele metalice a unor pelicule speciale de protecţie. Elementele metalice utilizate pentru montaj sau solidarizare trebuie să permită controlul şi protecţia în timpul exploatării şi să poată fi înlocuite uşor.
(13)(14)Sistemele constructive se stabilesc astfel încât să fie asigurate execuţia şi montarea simplă. În acest scop se va folosi un număr cât mai redus de secţiuni diferite de cherestea. De asemenea, se vor prefera subansambluri constructive ce se pot prefabrica în ateliere dotate corespunzător, pe şantier executându-se numai operaţiuni de montare.
(14)(15)Pentru asigurarea comportării în exploatare a sistemelor constructive adoptate cât mai aproape de ipotezele de calcul admise, se vor respecta următoarele recomandări:
a)se vor evita îmbinările la care transmiterea eforturilor se face prin mai multe mijloace de asamblare cu rigidităţi diferite (de exemplu chertări şi tije);
b)se va urmări, pe cât posibil, o repartizare uniformă a eforturilor în toate elementele componente ale barelor compuse comprimate sau întinse, prin adoptarea unor prinderi corespunzătoare;
c)la elementele comprimate, se recomandă ca îmbinările de continuitate să fie amplasate în apropierea nodurilor şi să se realizeze transmiterea eforturilor direct prin îmbinare cap la cap; eclisele de solidarizare vor avea o lungime de cel puţin trei ori mai mare decât lăţimea elementelor înnădite şi vor fi fixate cu cel puţin două buloane cu diametrul mai mare sau egal cu 12 mm, amplasate de fiecare parte a rostului; găurile pentru buloane vor fi ovalizate pentru a asigura transmiterea directă a efortului în barele comprimate;
d)la elementele întinse, se recomandă ca eforturile să se transmită centric, evitându-se momentele datorate excentricităţii, iar îmbinările de continuitate vor fi amplasate în zonele cu solicitări reduse;
e)la grinzile cu zăbrele, barele vor fi centrate la noduri; în cazurile în care din considerente de ordin constructiv nu se pot evita prinderile excentrice, în calcul se va ţine cont de solicitările suplimentare ce apar;
f)când nu se pot folosi subansambluri prefabricate, se recomandă adoptarea unor sisteme static determinate (grinzi simplu rezemate, arce cu trei articulaţii, ferme cu zăbrele static determinate etc.).
(15)În cazul utilizării unor subansambluri prefabricate, acestea se verifică la acţiunile provenite din transport şi montaj, adoptându-se schemele statice şi grupările de încărcări corespunzătoare acestor faze de lucru.
(16)Având în vedere valoarea redusă a eforturilor suplimentare ce apar din cauza variaţiei de temperatură, a uscării sau umflării lemnului, acestea nu se iau în considerare la calculul construcţiilor din lemn.
(17)Elementele de rezistenţă cu secţiune simplă întinse din lemn trebuie să aibă aria secţiunii nete (rezultată în urma scăderii slăbirilor din secţiune) de cel puţin 4 000 mm2 şi minimum 2/3 din aria secţiunii brute. Dimensiunea minimă a secţiunii slăbite trebuie să fie de minimum 38 mm, iar a secţiunii brute de minimum 58 mm, în cazul elementelor solicitate la întindere pentru care tensiunea normală maximă depăşeşte 70% din rezistenţa de calcul la întindere.
(18)La proiectarea elementelor liniare de construcţie se recomandă respectarea rapoartele maxime indicate în Tabelul 3.1.
Tabelul 3.1 Condiţii de asigurare la flambaj lateral

Nr. crt.

Condiţii de asigurare la flambaj lateral

Raport maxim h/b

1.

Când nu există reazeme intermediare pe latura comprimată

4/1

2.

Când se asigură rigidizarea laturii comprimate cu pane sau tiranţi

5/1

3.

Când se asigură rigidizarea laturii comprimate prin platelajul elementului de planşeu

6/1

4.

Când se asigură rigidizarea elementului atât în zona comprimată, cât şi în zona întinsă

9/1