Disertatie Preg. Octavia B. [303134]

[anonimizat]: DESIGN INDUSTRIAL

PROIECTAREA UNOR CONSTRUCȚII METALICE EXTERIOARE

AFERENTE UNUI IMOBIL

Coordonator științific: Masterand: [anonimizat]

2016

CUPRINS:

REZUMAT/ABSTRACT 2

INTRODUCERE 4

CAPITOLUL I – GENERALITĂȚI 5

1.1. [anonimizat] 5

1.2. Clasificarea scărilor 10

1.3. Standarde și normative privind construirea scărilor 14

1.4. Materiale utilizate în construcția scărilor 15

1.5. Clasificarea copertinelor 20

1.6. Produse competitoare 23

[anonimizat] – PROPUNERE CONSTRUCȚII METALICE 24

2.1. Situația existentă 24

2.2. Realizarea conceptului și alegerea variantei favorabile 25

2.3. [anonimizat] 29

2.4. Elementele componente ale ansamblului propus și tehnologia de fabricație 31

2.5. Programe de proiectare cad utilizate în proiect 43

2.6. [anonimizat] 44

[anonimizat] 46

BIBLIOGRAFIE 47

ANEXE 48

[anonimizat] a [anonimizat], [anonimizat], așa-numitele scări sau trepte. Acestea au rolul de a parcurge o [anonimizat], indiferent de panta pe care se urcă sau se coboară.

De-a [anonimizat] s-[anonimizat]-funcțional, [anonimizat].

Complexitatea arhitecturală a construcțiilor, [anonimizat], [anonimizat], putându-se realiza extinderea și circulația pe verticală.

Ansamblul de scări se poate construi din o [anonimizat], piatra, sticla, lemnul ș.a., [anonimizat], având o [anonimizat], greutate, dimensiuni, culori, capacitate de portare etc.

Prezentul proiect descrie întreg ciclul tehnologic al realizării unei construcții metalice, o [anonimizat], fără a [anonimizat]. [anonimizat] a scării, se mai cere o [anonimizat] a oferi protecție intrării în clădire. [anonimizat]. Design-ul aplicat ambelor construcții metalice este în același stil. [anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], gri, [anonimizat], paralelipipedic, rotund și drept. Detaliu estetic va fi prezența lămpilor solare montate pe treptele scării.

[anonimizat], [anonimizat], [anonimizat], analiza cerințelor beneficiarului pentru a se concorda cu produsul dorit.

[anonimizat], [anonimizat] a proiectului conform standardelor în domeniu.

[anonimizat], minimalist, cu forme drepte atenuate de liniile curbe ale scărilor și ornamentelor.

Construcția metalică îndeplinește caracterele de funcționalitate, de utilizare si de design.

Cuvinte cheie: construcție, metal, scară, copertină, design, funcționalitate.

ABSTRACT

The method of passing vertically from one level to another by plane horizontal platforms of human step width, so-called stairs or steps, has been historically acknowledged. The stairs are meant to cover easily a distance on the vertical, regardless the slope to ascend or to descend.

Through the ages, the stairs have been modified and improved technically – functionally, as well as aesthetically, based on the users' needs and also on the cultural influences.

The architectural complexity of the buildings, either residential or industrial, includes this defining element, the stairs, which enables the vertical transit.

The staircase can be built out of a multitude of materials, such as metal, stone, glass, wood etc., depending on its decorative or permanent use purpose, displaying a large array of specifics, such as resistance, weight, dimensions, colors, porting capacity etc.

The present thesis describes the entire technological process of a metallic construction – an interior staircase – which facilitates the outside access, avoiding the passing through the building, of which the owner of the property benefits. Also, given the staircase employment, a metallic cover, known as awning, is also required in order to ensure the entrance protection. The cover is meant to protect against the sun, the precipitation and ensure the shade. The design applied on both metallic constructions employs the same style. The proposed concept design has geometric lines, a minimalist one. It combines different textures and colours, close to those from the site. It has a color scheme of three, black, gray and smoky beige, three types of texture and forms, round, straight planes and rectangular lines. The aestethical detail of the stairs is the amount of solar lamps, attached to the structural step.

The accomplishment of the construction requires a project including the drawings and plans of applied design, measurements and calculations, for both the construction site and the necessary materials, cost estimates, the analysis of the requirements of the owner of the property in accordance with the final product.

The technological process consists of following the steps starting from the project to the production itself, from the information supplied by the owner to the project application, complying with the standards in the matter.

The design style of the construction is geometrical, minimalist, a plane-shaped style subdued by the curved lines of the stairs and ornaments.

The metallic construction complies with functionality, employment and design requirements.

Key words: construction, metal / metallic, stairs / staircase, cover, design, functionality.

INTRODUCERE

Cu cât se dezvoltă sistemul de circulație pietonal și modul de distribuire al spațiului de trai, pentru a fi utilizat în toți parametrii săi, omul crează noi mijloace de desfășurare și posibilități cu scopul de a ajunge, atât în plan vertical, cât și în cel orizontal, în toate spațiile locuințelor. Acest lucru duce la o reordonare a obiectelor și o mai bună organizare în sistemul de locuit.

Aceste metode se construiesc înăuntrul imobilelor sau în exteriorul acestora, din motive de dispersare a spațiului liber util sau de a nu incomoda sau deteriora unele construcții deja realizate.

Subiectul prezentei lucrări îl face construcțiile de acest gen, ansambluri de structuri metalice, care pot fi amplasate atât în interiorul unei locuințe, cât și în exteriorul acesteia, și anume, o scară exterioară de tip circular cu pilon central și o copertină, pentru a proteja noua intrare în clădire.

Motivul alegerii acestei teme este cel al adaptării facile a unor astfel de construcții la diferite variante de imobile. Adaptarea constă în dimensiunile variate la care se pot construi, multitudinile de materiale și vopsele cu care se finisează, astfel încât să se potrivească în mediul ambiant de amplasare.

Inițial, acest tip de scară este asociat cu hale industriale sau scări de evacuare, dar modul de prelucrare și alegerea materialelor construcive, dau un rezultat utilitar și estetic. în același timp.

Se dorește ca pe parcursul lucrării, să se prezinte în ce constă o scară și o copertină, de la elementele componente, la materiale folosite, și etapeleprocesului tehnologic de fabricare a acestor construcții, din perspectiva unei firme care preia o ofertă de la client. Metoda de fabricație este exemplificată după posibilitățile clasice de care ar dispune o interprindere cu domeniul de activitate de producție, nu ca la companiile multinaționale, dotate cu ultima tehnologie. Aceste observații fac referire la firmele din aria județului Cluj.

Scările și copertinele metalice, de multiple variante, se pot găsi la majoritatea firmelor care furnizează și proiectează construcții metalice, la magazine specializate pentru construcții și bricolaj, dar unicitatea acestora depinde de cel ce le concept și îmbinarea materialelor componente.

CAPITOLUL I

GENERALITĂȚI

SCURT ISTORIC – ASPECTE GENERALE PRIVIND SCĂRILE ȘI COPERTINELE

Scările sunt elemente de construcții care asigură legătura pe verticală între diferite nivele (etaje) ale unei clădirii, dar și între trotuar și interiorul clădirii, prin plane orizontale – trepte, așezate pe înălțime, de regulă echidistant. Elementele din care este alcătuită o scară sunt: rampa cu trepte și contratrepte, podestul sau odihna, vangurile, balustrada cu mâna curentă.

Despre ele, însă, se discută și se utilizează din cele mai vechi timpuri, fără să se știe exact data când au fost descoperite. Scările au fost create pentru a înfrunta dificultatea de a parcurge pante greu de circulat, dar și pentru a facilita trecerea de la un nivel la celălalt, fie mai sus, sau mai jos. Acestea sunt un punct central în arhitectură și folosite fără a pune la îndoială rolul dat. De asemenea, studiind structurile regăsite din vechime, se poate observa amprentele stilului artistic, tehnologic și utilitar, în conformitate cu evoluția umană.

Fig. 1.1. Piramida magului – Mexic

(sursă: http://www.eberliron.com/category/History_of_Stairs/1146.html)

Chiar dacă nu își găsesc datarea în timp, scările vor fi în continuă tranformare, mai ales din punct de vedere al materialelor constructive și al design-ului, datorită imaginației omului.

Se discută despre originea scărilor ca fiind prezente în China, în Egiptul antic, urmat de Imperiul Roman. La început acestea au fost realizate din lemn, butuci, și pietre, ca apoi odată cu evoluția și oferind o bună rezistență, s-a ajuns la fier și combinații constructive, ca betonul armat.

Fig. 1.2. Scări China – Muntele Tai

(sursă: Google images)

Fig. 1.3. Scări spirală romane

(sursă: https://www.salterspiralstair.com/blog/spiral-stairs-in-history-part-1/)

Fig. 1.4. Scări din Iran î.e.n.

(sursa: https://en.wikipedia.org/wiki/Stairs)

Un alt aspect, este cel al apariției scărilor spirală, utilizate în scop militar, cât mai restrânse, pentru ca soldații să poată deține un bun control, din punctul cel mai înalt.

Fig. 1.5. Scară circulară

(sursă: http://www.elevestairs.com/stairs-history.php)

Scările fac parte din elementele de rezistență ale unei clădiri, împreună cu fundațiile, pereții, stâlpii, grinzile, planșeele și acoperișul.

Componentele principale, care realizează un set de scări sunt următoarele:

Treapta: partea pe care se pășește,

Contratreaptă: suprafața verticală de legătură între două trepte consecutive,

Ciubuc: decorativ, este partea iețită a treptei, peste contratreaptă.

Podest: platformă orizontală care asigură plecarea sau sosirea de pe scări sau pentru odihnă, în cazurile în care se parcurge o distanță mult mai mare și necesită multiple seturi de scări.

Balustrada: tip de parapet, care asigură circulația securitară, alcătuită din baluștri (stâlpi) poziționați echidistant sau aleatoriu.

Mâna curentă: elementul superior al balustradei/parapetului, cu rolul de sprijin al persoanelor care utilizează scara.

Vang: grindă laterală sau centrală, în lungul rampei, pe care se fixează treptele.

Casa scării: spațiul delimitat de pereți, în care ste închisă scara.

Linia pasului: linia pe care se măsoară lățimea treptelor pe orizontală și indică sensul de urcare.

Lățimea liberă: spațiul în care se circulă, delimitat de pereți sau balustrade.

Fig. 1.6. Elementele principale ale scării

Alte elemente care aparțin de scări sunt: intrados sau extrados, înălțime liberă, muchie de treaptă, parapet, rampă, ochiul scării.

Din punct de vedere ergonomic și al siguranței, scările trebuiesc concepute după măsurători bine calculate, respectând anumite standarde și normative care au ca scop construirea acestora.

Primul care a stabilit o legătură ergonomică între treaptă și contratreaptă, a fost Nicolas-Francois Blondel, în “Cours d'architecture” (1675-1683), ca fiind:

2 x contratreapta + treapta = lungimea pasului

2h+l=62-64cm

Scările pot avea o multitudine de forme, date de arhitectură și materiale, dimensiuni variate în funcție de spațiul în care sunt amplasate, găsindu-se soluții sau înlocuiri de elemente componente pentru a ocupa un loc în cel mai optim mod. Spre exemplu, s-au creat scările rulante, pentru a facilita viteza de parcurgere a distanțelor. Deși sunt indispensabile în construcții, în primă fază, sunt un obstacol pentru cei cu dizabilități, dar, în locurile care pot permite un spațiu mai mare de desfășurare, sunt montate pe linia balustrăzii, mici lifturi sau platforme acționate mecanic, pentru a trece de la un nivel la altul, de către aceste persoane.

SCÁRĂ, scări, s. f. I. 1. Obiect (de lemn, de fier, de frânghie etc.) alcătuit din două părți laterale lungi și paralele, unite prin piese paralele așezate transversal la distanțe egale și servind pentru a urca și a coborî la alt nivel. 2. Element de construcție alcătuit dintr-un șir de trepte de lemn, marmură, piatră etc. (cu balustradă), servind pentru comunicarea între etaje, între o clădire și exteriorul ei etc.; (lapi.) trepte. (conf. DEX 2009)

Un alt element care poate fi utilizat în construcțiile civile, ușor de adaptat la ambianța locului de amplasare, este copertina.

Aceasta este o construcție secundară, utilizată opțional, pentru a proteja de intemperii și raze ultraviolete. Este ca un acoperiș, dar la dimensiuni și forme diferite. Vine fixat pe perete, deasupra la o fereastră sau ușă, chiar și parțial pe lungimea unui trotuar.

De obicei, cortinele apar la intrările unor spații comerciale, restaurante, hoteluri, poate purta emblemele firmelor unde este amplasată, pentru reclame.

Ca în cazul scărilor, copertina este utilizată încă din Antichitate, unde egiptenii acopereau piețele comerciale, pentru a face umbră. Aceasta a devenit mai cunoscută din secolul XIX, astfel au început să apară tot mai multe metode de prindere sau de materiale utilizate în fabricarea ei, de la textile întinse, până la plăci de lemn susținute de structuri metalice. Copertinele sunt fixe, după montare, sau mobile, care pot fi ridicate sau retractate, în funcție de condițiile meteorologice sau de preferințele proprietarilor.

Fig. 1.7. Copertina antică în Delhi

(sursă: https://en.wikipedia.org/wiki/Awning)

COPERTÍNĂ, copertine, s. f. Element de construcție cu suprafață plană, executat deasupra unei intrări sau a unor ferestre, în vederea protejării împotriva intemperiilor. – Din it. copertina. (Conf. DEX 2009)

CLASIFICAREA SCĂRILOR

Scările pot fi clasificate în funcție de mai multe criterii, de la forma acestora, până la spațiul destinat lor. Astfel se enumeră principalele tipuri:

După natura materialelor din care sunt construite:: din lemn, din zidărie, din beton armat, din metal.

După poziția pe care o ocupă în clădire: interioare, deschise sau închise, care fac legătura între nivele, și exterioare, deschise, fie decorative, fie utilitare.

După rolul lor în clădire: principale, secundare și de evacuare,

După forma constructivă a lor:

– scări liniare într-o rampă,

Fig. 1.8. Scară interioară cu o rampă

(sursă: www.pinterest.com/stairs)

– scări liniare în două sau mai multe rampe,

Fig. 1.9. Scară interioară cu două rampe și schimbare de direcție

(sursă: www.pinterest.com/stairs)

– scări circulare,

Fig.1.10. Scară interioară

(sursă: Google images)

– scări elicoidale,

Fig. 1.11. Schiță scară cu rampă elicoidală

(sursă: Ghid privind proiectarea scărilor și rampelor, la clădiri Indicativ GP 08903)

Fig. 1.12. Scară elicoidală cu mai multe rampe

(sursă: www.pinterest.com/spiralstairs)

– scări balansate.

Fig. 1.13. Scară cu o rampă balansată

(sursă: www.pinterest.com/stairs)

Din punct de vedere structural, scările pot fi:

Scări cu trepte portante, realizate din diverse materiale – aceste trepte descarcă fie direct pe pământ, fie reazemă pe alte elemente structurale (pe pereți portanți, grinzi de vang); se pot încastra în pereți, sau se pot suspenda cu tiranți. Treptele executate independent pot fi solidarizate pentru a conlucra, dar nu formează o placă unitară.

Scări cu rampe portante din beton armat, care: formează o placă unitară ce descarcă longitudinal pe plăci sau grinzi de podest, include și podestele și reazemă pe elementele structurale verticale de la extremitățile casei scării, descarcă transversal pe vanguri sunt încastrate sau incluse în pereții laterali (față de rampă sau de grinzi), reazemă pe o latură în pereți sau vanguri, iar pe cealaltă pot fi suspendat. Aceste plăci susțin atât treptele brute, realizate din beton simplu, cât și finisajul treptelor.

Din punct de vedere al formelor, acestea pot fi:

Scări din elemente liniare – Rampele sunt formate din trepte independente, neexistând legături în sens longitudinal intre trepte și nici între trepte și podest. Podestele sunt alcătuite din elemente liniare alăturate sau din elemente plane simplu rezemate.

Scări din elemente liniare și de suprafață – Rampele reazemă doar pe grinzipodest, neexistând grinzi-vang, plăcile rampelor lucrând după direcția lungă. Podestele pot rezemate pe patru laturi, pe trei laturi dintre care două scurte pe pereți și una lungă pe grindapodest, sau pe cele două laturi lungi.

Scări din elemente de suprafață – Rampele conlucrează cu podestele, neavând legătura mecanică eu pereții și lipsesc de asemenea grinzile-vang și grinzile podest. Podestele reazemă pe două sau pe trei laturi și se recomandă sa aibă continuitate cu plăcile de planșeu. Rampele și podestele pot avea grosimi diferite.

Scări cu rampe cutate (ortopoligonale) – Treplele și contratreptele, prin continuitatea lor constituie elementul de rezistență rampa. La scările cu rampe cutate intradosul are aceeași formă cu extradosul rampei în trepte.

Scări cu rampe și podeste chesonate – Rampele și podestele sunt alcătuite din plăci de formă cutată de grosime foarte mică dar, pentru mărirea rigidității, sunt prevăzute la marginea plăcii nervuri care au și rol de grinzi-vang.

Scări cu rampe și podeste intermediare în consolă – Podestele de nivel sunt rezemate pe două sau pe trei laturi și în general, au continuitate cu plăcile de planșee, iar rampele și podestele intermediare stau in consolă pe podestele de nivel. Rampele pot fi încastrate sau articulate în podestele de nivel, și în unele cazuri se pot prevedea și grinzi de podest.

Scări curbe cu grindă-vang pe mijlocul rampei – Capetele grinzii spațiale de pe mijlocul rampei trebuie incastrale în pereți de beton armat, in stâlpi liberi sau înglobați in zidârie, în grinzi etc.

Scări cu rampe elicoidale – Rampa elicoidală este o suprafață spațială si totodată un element de legătură a podelelor. Rampa și podestele constituie astfel un singur element spațial, lipsind grinzile de podest și grinda-vang. Starea de eforturi spațială este identică cu cea reprezentații pentru scări curbe cu grinda pe mijlocul rampei, cu deosebire că în loc să se dezvolte în grindă, se dezvoltă în rampă. Forma în plan a scărilor poate să fie oarecare (cerc, elipsă, parabolă etc). Rampa poate să fie obișnuită, cu intradosul plan sau cutată, în care caz adaptarea structurii la funcțiune se face nu numai in ansamblu, ci și din punct de vedere al formei treptelor.

Scări cu pilon central si trepte în consolă simplă – Se pot realiza din elemente prefabricate de beton armat sau metal (inclusiv pilonul) și sunt alcătuite din trepte independente încastrate în stâlpul central.

Scări cu trepte suspendate – Se realizează prin suspendarea, de tavan sau de podestul imediat superior, al capelelor libere ale treptelor independente în consolă.

STANDARDE ȘI NORMATIVE PRIVIND CONSTRUIREA SCĂRILOR

Scările trebuie să îndeplinească următoarele cerințe de calitate: rezistență și stabilitate, siguranță la foc, siguranță în utilizare, protecție acustică.

Calculul de rezistență si deformație al scărilor se face luând în considerare tipul structural al scării, condițiile de rezemare a elementelor scării și încărcările care le solicită. La elementele înclinate ale scărilor se ține cont că încărcarea permanentă este repartizată uniform pe suprafața înclinată și încărcarea utilă este uniform repartizată pe orizontală.

Calculul elementelor componente ale scărilor obișnuite, curent folosite în construcții, nu ridică probleme deosebite și se face pe scheme statice relativ simple.

Siguranța la foc se asigură în condițiile conformării, alcătuirii și realizării conform prevederilor normativului de specialitate.

Siguranță in exploatare presupune asigurarea protecției utilizatorilor împotriva accidentării.

Cerința de igienă, sănătatea oamenilor, protecția mediului înconjurător poate fi considerată respectată dacă materialele de construcție și finisaj nu degajă emisii poluante.

Cerința de protecție la zgomot se asigură prin alcătuiri și materiale specifice.

Lista normativelor privind construirea scărilor:

Neufert – Manualul arhitectului – Elemente de proiectare și de construcție, în care se specifică standardele privind dimensiunile scărilor.

GP 089-2003 – Ghid Privind Proiectarea Scărilor și Rampelor la Clădiri

NP 063 – 2002 Normativ privind criteriile de performanță specifice scărilor și rampelor pentru circulația pietonală în construcții

P 118/1 – 2013 Normativ privind securitatea la incendiu a construcțiilor

STAS 9273 – Scări metalice

ISO 14122-3 Scări și podeste

STAS 9275-87 – Proiectarea scărilor

STAS 2956-58 Normativ privind construcțiile civile

PT R8-2010 Scări rulante

NP 05702 – Normativ privind proiectarea clădirilor de locuințe

STAS 6131 – 1979 – Înălțimi de siguranță și alcătuirea parapeților

Câteva prevederi generale în calculele pentru scări sunt:

scara cu trepte joase h < 16.5cm

scara cu trepte cu înălțime medie 16.5 < h < 17.5cm

scara cu trepte cu înalte 17.6 < h < 22.5cm

scara abruptă 22.6 < h < 30cm

Fig. 1. 14. Schemă relații trepte

MATERIALE UTILIZATE ÎN CONSTRUCȚIA SCĂRILOR

În funcție de materialele din care se realizează componentele structurale, scările se

pot clasifica astfel:

a) scări realizate integral din:

Beton armat

Lemn (masiv sau lamelar)

Metal

Piatră

b) scări realizate în sistem mixt, cu:

vanguri din:

beton armat (turnate monolit sau prefabricate)

lemn (masiv, lamelar sau stratificat)

metal (în mod curent oțel sau aluminiu, în profile laminate, ambutisate sau extrudate)

trepte portante din:

beton (prefabricate, mozaicate ulterior sau gata finisate)

lemn (masiv, lamelar stratificat)

metal (oțel carbon, inox sau aluminiu)

piatră

sticlă stratificată

Cele mai utilizate materiale pentru componentele de finisaj ale treptelor sunt:

Mozaic turnat

Plăci (piatră naturală și artificială, ceramică, lemn sticlă multistrat)

Covoare (PVC, mochetă, linoleum, cauciuc)

Prelucrarea suprafeței treptei poate fi făcută astfel:

Pentru piatră naturală și artificială: prelucrări mecanice (buciardare, șlefuire, frecare, rostuire)

Pentru ceramică: rostuire

Pentru lemn: geluire, rindeluire, lustruire, curbare (la abur), lăcuire

Pentru metal: prelucrări chimice sau electrochimice ale suprafeței, vopsire, lustruire.

METALE ȘI PRODUSE DIN METAL

Având ca subiect al lucrării, construcțiile metalice, se va exemplifica acest material.

METÁL, metale, s. n. 1. Nume generic dat oricărui element chimic cu luciu caracteristic, bun conducător de căldură și de electricitate, maleabil și ductil, de obicei solid la temperatura obișnuită; p. ext. aliaj format din două sau mai multe asemenea elemente chimice, din aceste elemente și alte materiale etc. (conf. DEX 2009)

Datorită calității sale, este folosit în construcții la cele mai diverse elemente de rezistență (stâlpi, grinzi, planșee), tâmplărie (uși și ferestre), rezervoare, elemente de construcții etc. În construcții se folosesc în mod curent: oțelul, fonta, zincul, cuprul și aluminiul.

Din metal se realizează diferite piese și structuri pentru a rezulta construcții unitare, cu o rezistență și stabilitate mare, luând forme variate, ca: blocuri, table, profile, țevi, bare.

Principalele categorii de metal sunt:

Metale feroase și aliaje feroase (aliajele fierului): fierul, care nu se utilizează în stare pură, și aliajele acestuia, cum ar fi fonta și oțelul.

Metale neferoase (aluminiu, cupru, zincul, plumbul etc. și aliajele lor).

Fonta – este un aliaj fier-carbon cu peste 1,7% carbon.

a) Fonta cenușie (de turnătorie) este relativ moale, se toarnă bine și se prelucrează prin așchiere (la strung).

b) Fonta albă (de afânare) este foarte dură și se folosește la elaborarea oțelului.

c) Fontele speciale prezintă elemente de aliere (siliciu, aluminiu, crom, titan etc.) având proprietăți și destinații speciale: anticorozive, refractare.

În construcții se utilizează fonta cenușie la elementele supuse la compresiune: arce, stâlpi, coloane, parapet pentru scări, balcoane și la elemente de instalații: radiatoare, căzi de baie, sifoane de pardoseală etc.

Oțelurile sunt aliaje fier – carbon cu până la 1,7% carbon obținut din fonte, prin procedee metalurgice de îndepărtare sub anumite limite a carbonului și a celorlalte elemente (siliciu, mangan, fosfor, sulf etc).

După compoziția chimică, se specifică următoarele tipuri de oțel:

a) oțeluri carbon (nealiate) : oțeluri moi, oțeluri semidure, oțeluri dure, oțeluri extradure.

b) oțeluri aliate: slab aliate (oțeluri de construcții), mediu aliate (oțeluri de construcții și scule), înalt aliate (oțel inoxidabil, anticorovize, magnetice, refractare).

Produse din oțel pentru construcții

Produse din oțel pentru construcții metalice și din beton: profile laminate (cornier, profil T, I, U, L), armătură rigidă, profile din bandă de oțel formate la rece.

Produse din oțel pentru beton armat: bare din oțel carbon obișnuit (OB 37 cu φ 6…40mm), sârmă trasă netedă (STNB cu φ 3…10mm), sârmă trasă profilată pentru beton armat (STPB cu φ 3…10mm), oțel-beton cu profil periodic (PC 52 si PC 60 cu φ 6…40mm). Sunt utilizate ca armatură de rezistență la elementele din beton de clasă minim Bc 15.

Produse din oțel pentru beton precomprimat (otel de inaltă rezistență): sârmă netedă trasă la rece (SBP I si SBP II cu φ 1…7mm), sârmă amprentată de tip SBPA I și SBPA II cu φ 3…7mm, toroane (7 sârme răsucite sau împletite) TBP.

Produse din metal pentru asamblări: șuruburi, buloane, niturile, cuiele, scobele, coliere.

Pentru modificarea valorilor proprietîților metalelor, se aplică anumite procedee, cum ar fi:

Protecția contra coroziunii – Creșterea rezistenței a materialelor feroase se poate realiza prin:

Alierea cu crom, nichel.

Acoperiri anticorozive cu materiale nemetalice: uleiuri minerale, lacuri, unsori, vopsele, bitumuri, emailuri sticloase.

Acoperiri metalice: prin cufundare, prin pulverizare și prin difuziune a unor metale necorozive (plumb, zinc, aluminiu, crom, nichel etc.)

Scările metalice pot fi utilizate pentru scări decorative sau pentru scări tehnice. Din metal se realizează atât trepte cât și vanguri.

În general metalul utilizat este oțelul, sub formă de tole și de profile laminate sau ambutisate. Este recomandată folosirea oțelului “corten” , fiind mai rezistent la coroziune decât oțelul carbon.

Alte metale folosite pentru scări sunt:

oțelul inoxidabil (preferat atât pentru faptul că este rezistent mecanic și chimic, cât și pentru aspectul finit lustruit sau mat – satinat)

aluminiul, mai ales sub formă de piese turnate, profile sau tole extrudate sau ambutisate.

alama și cuprul, sub formă de profile laminate sau tablă ambutisată, pentru piese decorative sau îmbrăcăminte estetică rezistență cât și pentru elemente decorative

fonta turnată, utilizată în secolul al XIX-lea, atât pentru elemente de rezistență cât și pentru elemente decorative.

Oțelul trebuie protejat anticoroziv, prin vopsire (chiar și oțelul “corten”). Pentru ca aspectul să rămână îngrijit în timp, oțelul trebuie revopsit la un interval de timp, în funcție de material, poziția scării, interioară sau exterioară, și de recomandările producătorului scării, sau a furnizorilor.

La scările din inox, aluminiu, cupru, alamă problema întreținerii în timp constă în evitarea mătuirii suprafețelor lucioase, mai ales la suprafeța de călcare în zona cea mai utilizată, eventual prin tratarea chimică a suprafețelor și mătuire. La scările cu circulație mai intensă, trebuie luată în considerare degradarea suprafețelor, de orice tip, datorată zgârierii.

Trepte din metal – se pot realiza din:

Grătare

Fig. 1.15. www.dovexim.ro

Tablă – striată, plină, expandată, perforată

Fig. 1.16. Tipuri de tablă pentru trepte

(sursă: Google images)

Trepte cu structură metalică (rame), din tablă și profile de întărire sau din tablă ambutisată

Trepte îmbrăcate cu covoare

Structuri care susțin plăci rigide (lemn, prefabricate, piatră)

Trepte cu structură metalică umplute cu alte materiale și care au strat de uzură din lemn, piatră, mozaic turnat, ceramică, covoare.

Fig. 1. 17. Tipuri de profile generale

(sursă: Google images)

Vangurile metalice pentru scări pot fi din:

Profile laminate curente, compuse sau speciale (profile laminate expandate), țevi tubulare

Grinzi cu zăbrele, se realizează fie din profile laminate, fie din tuburi cu secțiune circulară sau rectangulară, asamblate prin sudură.

Din punct de vedere al siguranței, elasticitatea structurii poate determina disconfortul utilizatorilor, datorită vibrațiilor produse în timpul circulației pe scară.

Scările metalice nu sunt recomandate în spații cu circulație intensă, deoarece măsurile de protecție fonică sunt reduse, prin faptul că se produc mici zgomote la contactul dintre elementele metalice componente.

CLASIFICAREA COPERTINELOR

Copertinele sunt acoperișuri opționale, amplsate doar în anumite locuri, pentru a oferi protecție de razele soarelui sau de ploi și ninsori.

În zilele noastre, acestea sunt de două feluri, din punct de vedere al acționării retragerii materialului flexibil:

Manuale – rectragerea se face cu ajutorul unei manivele

Fig. 1. 18. Copertină cu mecanism acționat manual

(sursă: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ca/Ivoryawningl.jpg)

Motorizate – care au un mecanism pe bază de electricitate.

Fig. 1.19. Copertină rectractabilă automatizată

(sursă: http://www.awnings-harrisburg.com/Retractable-Awnings.html)

Sunt cunoscute pentru ușurința cu care se pot realiza și costurile acceptabile. Se potrivesc în orice loc unde se dorește amplasarea unei copertine.

Materialele din care sunt realizate pot fi variate. Scheletul de bază, care cuprinde sistemul de prindere, bara pe care se răsucește materialul moale și stâlpi de susținere, în general, este metalic. Acoperișul retractabil se poate realiza din textile tratate sau polimeri flexibili, iar pentru cel fix se utilizează fibra de sticlă, policarbonat, plexiglass, aluminiu, lemn.

De asemenea, pentru cele acționate mecanic, se pot monta diferiți senzori pentru a-I da o durabilitate mai mare, ca de exemplu un senzor de vânt, pentru a se retrage o parte din acoperiș, împotriva distrugerii lui.

Din punct de vedere al retractabilității, se pot preciza următoarele modele de copertine:

Partea de acoperire retractabilă, în locașul stabilit, cu ajutorul unei bări.

Fig. 1.20. Copertină retractabilă cu bară

(sursă: www.ecocanopy.com.my)

Brațele de susținere se adună în interior, fiind prevăzute cu încheieturi.

Fig. 1.21. Brațe mobile

(sursă: Google images)

Brațele laterale se întind pe verticală, iar acoperișul ajunge peste intrare sau fereastră.

Fig. 1.22. Modul de închidere al copertinei pe verticală

(sursă: www.wizardindustries.com)

Copertinele de tip cort, cu minim patru stâlpi de susținere și un material ușor de acoperire.

Fig. 1.23. Copertină tip cort

(sursă: https://en.wikipedia.org/wiki/Pop_up_canopy#/media/File:High_peak_frame_tent.JPG)

De tipul jaluzelelor, acoperă o suprafață mult mai mare, poziționate pe verticală.

Fig. 1.24. Copertine solare pe două axe laterale

(sursă: Google images)

Tipuri de pânze de forme diferite, suspendate pe stâlpi, având forme diferite.

Fig. 1.25. Tipuri de vele

(sursă: canopykingpin.com)

1.6. PRODUSE COMPETITOARE

Obiectele de studiu ale prezentei lucrări, se regăsesc pe piața comercială, în categoria construcțiilor metalice și a produselor metalice, finite sau prefabricate.

Pentru o expunere mai exactă, se denumesc mai multe firme care produc, furnizează sau vând astfel de construcții și confecții metalice, din aria municipiului Cluj-Napoca,

Se pot achiziționa de la:

intreprinderi care produc propriu-zis construcții complexe din diferite tipuri de metal, exemple: Hoda Line, Electromecanica, Frameworks, Sudometal, Inox Max, Sârmatec, Caval, Steel Profile, Kueryo ș.a.

de la magazine destinate construcțiilor civile, bricolaj și vânzare cu amănuntul, exemple: Dedeman, Praktiker, Arabesque, Leroy Merlin, Ambient, Brico Depot ș.a.

Chiar dacă unele construcții par asemănătoare între ele, indiferent de firmă, originalitatea stă în conceptele schițate de beneficiari și de proiectanți, și de materialele alese pentru un ansamblu. Din punct de vedere economic, cantitatea și calitatea materialelor componente dau prețul final, împreună cu manopera ulterioară achiziționării.

CAPITOLUL II

CONTRIBUȚII – PROPUNERE CONSTRUCȚII METALICE

2.1. SITUAȚIA EXISTENTĂ

Proprietarul unui imobil privat, din județul Cluj, realizează o cerere de ofertă pentru o scară metalică exterioară, cu scopul de a ajunge la etajul clădirii prin exteriorul casei, fără a avea acces doar prin interior. De asemenea, pentru a oferi protecție noii intrări se dorește și o copertină.

Imobilul este o clădire cu destinație de locuință, de tipul P+1+M.

Parcela pe care se află acesta este destul de restrânsă, fiind destul de aproape de vecinătăți. Privind din frontul clădirii, beneficiarul dorește amplasarea unei scări pe partea dreaptă, de unde se va urcă spre etajul I.

Din punct de vedere al arhitecturii, clădirea este simplă, geometrică, dreptunghiulară, cu o prelungire a unei părți din lateralul drept. Pe această parte, se dorește montarea scării metalice.

Zona rezidențială este destul de adunată, fapt ce aduce dificultăți în a oferi structuri ample, dar nici nu este necesar pentru a atrage privirile trecătorilor.

Proprietarii imobilului sunt tineri, nu au pretenții deosebite în ceea ce privește design-ul, cu condiția să fie în armonie noua construcție cu cea existentă.

Astfel, ansamblul nou adus trebuie să păstreze liniile arhitecturale și funcționalitatea pe care le deține spațiul luat în studiu.

Fig. 2. 1. Schiță încadrare în zonă a imobilului, marcat cu chenar roșu

(sursă: proprie, SketchUp)

2.2. REALIZAREA CONCEPTULUI ȘI ALEGEREA VARIANTEI FAVORABILĂ

La fața locului s-au luat măsurători, pentru a fixa locul în care se amplasează construcțiile metalice, și pentru a se putea concepe mai multe tipuri de scări, ca la final să se aleagă varianta optimă, din punct de vedere economic, funcțional și estetic.

Fig. 2.2. Primele măsurători

(sursă proprie)

Aleea unde se amplasează scara este din pământ, acoperit cu dale, și este delimitată la o distanță foarte mică de gardul dintre proprietăți, de 2 metri, fiind partea cea mai îngustă dintre clădire și delimitare. Apoi pe distanță de 1.5 metri de la colțul construcției și pe înălțimea de aproximativ 3 metri, se montează ușa de intrare la etaj. Astfel, pe o arie de 5 mp, fiind luat în considerare și lungimea prevăzută pentru intrare, de 0.90 metri, trebuie găsită soluția optimă pentru a construi o scară metalică.

În urma măsurătorilor, se concep schițe, trei variante, care se compară, pentru a distinge care este cea potrivită spațiului.

Varianta 1 – Scară liniară cu o rampă și un podest

Pentru a parcurge o înălțime destul de înaltă, de aproximativ 3m, pe o distanță destul de scurtă, în acest ca, este necesară o rampă cu 18 trepte. Fiind dreaptă, aceasta va ocupa o suprafață de teren destul de mare, pe lungime, de la perete cu intrarea, până aproape de mijlocul peretelui următor, în sensul de mers către poartă. Spațiul rămas neutilizat va fi greu de accesat și nu poate fi amenajat.

Fig. 2.3. și 2.4. Schiță variantă

(sursă proprie)

Varianta 2 – Scară liniară cu două rampe și două podeste

Acest model copiază linia clădirii, în zig-zag sau S. Prima rampă ar porni de la muchia dintre front și prima laterală a clădirii, pe colț ar fi prima platformă de odihnă, urmată de a doua rampă cu ultima platformă. Din punct de vedere estetic și al spațiului ocupat, este o variantă bună, deoarece spațiul rămas poate fi utilizat, înălțimea este parcursă ușor. Însă, însăși construcția ocupă un loc destul de mare, și poate fi luată ca un punct focal în mediul înconjurător, fapt ce nu este dorit de beneficiat. Un alt aspect, ar fi cel de a nu acoperi prima laterală a clădirii, peretele dorind să fie liber de anexe.

Fig. 2.5. Schiță variantă

(sursă proprie)

Varianta 3 – Scară circulară cu pilon central

Un alt model este cel de scară în spirală sau elicoidală, care prevăzută cu un stâlp central, sunt înșiruite echidistant treptele, realizând o rotație de 360° pe verticală, unde punctul de plecare, de la nivelul solului, coincide cu punctul de destinație, la înălțimea propusă. Este ușor de proiectat chiar și pentru suprafețe înguste, astfel că ocupă pe sol aproxmativ 4 mp, după schițe. Nu rămâne spațiu neutilizabil și nu acoperă alte zone decât cele aferente scării.

Fig. 2.6. Schiță variantă

(sursă proprie)

Copertina, de asemenea, este prezentată prin trei modele, în schițe:

Varianta 1 – Formă semicirculară

Acest model este des utilizat la intrări și ferestre mari, datorită spațiului suficient de amplasare. Are formă de arcadă, acoperișul este curbat și încastrat într-o structură dreptunghiulară și arcuită pe mijloc.

Conform cerințelor date de situația imobilului luat în studiu, spațiul pentru o astfel de copertină nu este suficient, deoarece necesită o înălțime mai mare decât cea existentă, iar montarea uneia poate da chiar și un aspect neintegrabil.

Fig. 2.7. Schiță variantă

(sursă proprie)

Varianta 2 – Formă dreptunghiulară, cu acoperiș drept sau ușor curbat

Este cel mai des utilizat model, prin ușurința de adaptare a dimensiunilor, dar și prin capacitatea de a insera chiar și elemente decorative de mici dimensiuni, fără a încărca.

Structura principală este dreptunghiulară, atât cea orizontașă, cât și verticală, acoperișul poate fi drept sau înclinat, iar înclinarea, fie este dreaptă, fie este ușor boltită. Placa pentru acoperiș nu suferă modificări mari la montare, ca îndoirea la varianta sus menționată.

Fig. 2.8. Schiță variantă

(sursă proprie)

Varianta 3 – Formă tip evantai

Acest model este foarte estetic, dar și ușor de asamblat. Însă, necesită mai multe materiale pentru alcătuirea structurii de susținere, cum ar fi pe plan vertical, o formă triunghiulară, de o înălțime dată, o margine semirotundă, unită prin mai multe spițe, care pornesc din punctul cel mai înalt al structurii, care este fixată pe perete. Și acoperișul necesită modificări sau adăugiri pentru a crea forma curbată și întinsă.

Fig. 2.9. Schiță variantă

(sursă proprie)

2.3. SITUAȚIA PROPUSĂ – APLICAREA CONCEPTULUI ALES

După exemplificarea posibilelor variante de construcții metalice, în subcapitolul anterior, se alege tipul de scară elicoidală, Varianta 3, cu un stâlp de susținere central, în jurul căruia se vor înșirui treptele, care în urmă va fi fixată cu balustradă. În concordanță cu scările, este aleasă și varianta copertinei 2, de formă dreptunghiulară cu acoperiș puțin curbat către margine.

Datorită faptului că locul de amplasare este destul de îngust, cerințele de a nu ocupa foarte mult din spațiul verde și de a nu sufoca terenul și imobilul, suprafața de ocupare a acestei structuri metalice este potrivită și îndeplinește condițiile date, atât de beneficiar, cât și de informațiile tehnice.

Posibilitatea de proiectare a unei astfel de scări este variată, doarece se poate adapta unor dimensiuni, la care alte tipuri de scări nu s-ar putea concepe. Atât pe verticală, cât și pe orizontală, dimensiunile reduse ale spațiului de amplasare duc la alegerea acestei variante, cea a scării elicoidală sau circulară.

Un alt motiv care duce la alegerea dată, este cel al variantelor posibile de montare a structurilor metalice. Scara necesită doar un singur pilon central, cu rol de susținere a treptelor și cu rol de fixare a ansamblului complet. Încastrarea acestuia în teren se face prin turnarea unei plăci de beton, pe aria proiecției scării la sol, urmând ca apoi să se prindă în dibluri specifice metodei. Alte modele de scări ar necesita mai mulți stâlpi de susținere, fie turnați din beton armat, fie metalici, din țevi, de dimensiuni diferite.

S-a luat în considerare și varianta de a opta pentru o scară din beton, cu trepte finisate, însă costurile ar putea depăși realizarea, datorită manoperei și a timpului de lucru mărit, adăugând și cantitatea mult mai mare de materiale. Iar din beton, o scară circulară ar fi greu de realizat, ceea ce înseamnă că s-ar construi doar rampe drepte și ar ocupa zonele condiționate să fie libere.

Copertina aleasă este simplă, ușor adaptabilă la ambient, iar fixarea acesteia de zidul clădirii se va face în funcție de aria pe care se dorește să fie protejată. Astfel, va acoperi platforma de sosire/ieșire a scării și scara în întregime.

Un plus estetic, dar și de confort, îl aduc micile lămpi solare, ușor de montat, în dreptul fiecărei trepte, pe interor. Chiar dacă nu au o putere de iluminare mare, crează o ambianță placută și nu face incomodă circulația pe timpul nopții. Locul de amplasare nu împiedică puna utilizare și funcționare a construcției metalice.

Din punct de vedere al siguranței fonice, fiind în exteriorul clădirii, nu va deranja pe utilizatori. Singurele zgomote sunt date de contactul dintre părțile metalice acționate la factorii fizici, însă nu se vor sesiza.

Date fiind dimensiunile reduse ale sitului, scara necesită o balustradă suficient de înaltă, pentru o protecție și susținere bună a beneficiarilor. În principiu, o balustradă are minim 80-90 cm înălțime, dar în cazul de față se optează pentru o înălțime de 100 cm.

Întreaga construcție nu are o greutate semnificativă încât să se pună problema distrugerii în timp a terenului portant, sau a zidului de sprijin al imobilului.

Conform măsurătorilor, se începe prin a le transpune într-un program de proiectare, pentru a construi cât mai corect desenele proiectului, care sunt utilizate în extragerea necesarului de materiale și de a le îmbina cât mai eficient.

Ansamblul de construcții metalice este proiectat astfel să țină cont de ambianță.

2.4. ELEMENTELE COMPONENTE ALE ANSAMBLULUI PROPUS ȘI TEHNOLOGIA DE FABRICAȚIE

Ansamblul de construcții metalice, care vor îndeplini cerințele beneficiarului, este compus din următoarele elemente:

Copertina

Scara elicoidală – pilon central, trepte, balustradă, mână curentă

Platforma de odihnă și de intrare în imobil

A. Copertina

Aceasta va ocupa o suprafată de 3.3 mp pe orizontală și 0.6 mp pe verticală.

Dimensiunile, date în milimetri [mm], copertinei sunt:

Tabel 2.1. Dimensiuni principale ale cortinei

Pentru realizarea copertinei, se parcurg următoarele etape:

1. Alegerea materialului, pentru rezistență și stabilitate bună.

Pentru scheletul sau structura principală, se folosește țeavă pătrată de 20 mm.

Tabel 2.2. Număr de elemente componente schelet metalic

Fig. 2.10. Schelet metalic cortină

(sursă proprie, SketchUp)

În componența copertinei, pentru a da o linie estetică, se montează un joc de elemente pe părțile laterale ale acesteia, pe lungimea de 1650 mm și înălțimea de 300 mm. Ornamentele sunt din țeavă rotundă cu diametrul de 14 mm. O structură ornamentală este alcătuită din câte patru țevi, din fiecare dimeniune, specificate în tabel.

Tabel 2.3. Număr de elemente componente ornament metalic

Fig. 2.11. Detaliu ornament

(sursă proprie, SketchUp)

Astfel, o țeavă pătrată are o stabilitate mai bună decât cea rotundă, pentru a produce structura de bază, de susținere, iar cea rotundă are un aspect mai plăcut pentru crearea unui ornament.

Acoperișul copertinei este din placă de policarbonat, de culoarea bronzului. Grosimea indicată este de 4-6 mm. Proprietățile acestui tip de material sunt:

termoizolant

protecție UV

raport greutate proprie/ rezistență mecanică bună – este ușor de montat și transportat, mai rezistent ca sticla

rezistență în timp la intemperii și alti factori mecanici și fizici

sunt ușor de înterținut, curățarea nu necesită detergenți speciali.

Fig. 2.12. Model placă de policarbonat

(sursa: www.dedeman.ro)

O placă standard are, în general, dimensiunile de 3000-6000mm x 2100mm, cu o grosime variabilă, în funcție de mediul în care se va folosi.

2. Metode de prelucrare a materialelor alese

Debitarea – fragmentarea părților întregi după dimensiunile definite după măsurători. Aceasta se realizează semi-automatizat. Operatorul uman fixează țeava în mașina de debitat în bandă, după ce materialul a fost trasat după dimensiuni. În urma debitării pot rezulta bavuri, care pot fi îndepărtate prin șlefuire, cu polizor unghiular care acționează o perie/disc abraziv, prin mișcare de rotație la viteze mari.

În general, țevile vin în forma de 2-6 metri lungime, din care se debitează după necesarul calculat.

Fig. 2. 13. Debitator metale

(sursă: Google images)

După ce sunt pregătite țevile, se sudează conform planurilor și desenelor tehnice. Sudarea se face cu un aparat de sudură cu adaos de sârmă sub gaz protector, MIG-MAG. Este posibil ca în urma sudărilor să fie necesară o altă etapă de șlefuire.

Capetele ornamentelor se strunjesc pentru a le da o margine rotunjită.

După ce s-au fixat elementele principale, țevile, clemele de prindere ale plăcii de policarbonat, plăcile prin care se montează copertina de perete (40x40x4), întreg ansamblu se supune unui tratament de curățare, care presupune degresarea și pregătirea metalului pentru vopsit.

În urma curățării, se aplică 1-2 straturi de grund, care are rolul de fixa mai bine vopseaua, să nu permită apariția de rugină și alte imperfecțiuni. Este necesar un timp de uscare, dat și de producătorul produsului, de minim 2 ore.

Vopsirea, etapa finală de confecționare a structurii metalice, are loc după uscarea grundului. Se poate aplica în mai multe straturi pentru o rezistență mai mare, dar cu precizarea că necesită, de asemenea, timp de uscare mai îndelungat. Procedura se realizează cu ajutorul pistolului de vopsit sau în câmp electrostatic. Cea din urmă variantă este mai costisitoare, însă poate avea o durabilitate mai mare în timp.

Opțional, se poate aplică și strat de lac, fie transparent, fie cu efect de mătuire, însă multe vopsele pot fi achiziționate și în amestec cu lacuri.

Copertina este vopsită în două culori, cu efect de lovitură de ciocan: structura principală – negru, iar ornamentele gri.

3. Aplicare acoperiș

După parcurgerea tuturor etapelor, se inserează și se fixează placa de policarbonat, decupată după dimensiuni. Copertina este pregătită pentru montare pe peretele destinat.

4. Montarea

Se fixează cu conexpand de 100 mm, prin patru puncte, respectiv pe interiorul copertinei, în cele patru colțuri. Dimesiunile conexpandurilor pot diferă în funcție de mediul în care sunt instalați, adică de tipul peretelui clădirii. Un alt tip de fixare poate fi cel cu ancoră chimică. Această metodă este mai costisitoare, însă cu rezistență bună. După găurirea zidului, prin diblu special se aplică un adeziv, bicomponent, pe bază de poliester, după care se pune diblu metalic pentru fizarea definitivă a construcției dorite.

Fig. 2.14.-2.15. Conexpand și Model ancoră chimică

(sursă: Google images)

B. Scara elicoidală

Se realizează tot din metal, de la structura portantă, până la finisări.

Componentele setului de scări sunt:

Pilonul principal central, cu rolul de fixare și susținere al treptelor, de 2800 mm înălțime și 200 mm grosime

Treptele – alcătuite din țevi rectangulare și tablă expandată, de până la 40 mm grosime totală, prinse pe segmente de țeavă, formând inele, care sunt montate pe pilon

Balustrada – înșiruirea unor stâlpi drepți, din țeavă rotundă, de 26 mm, au rol de fixare al treptelor, fiind sudate pe colțurile între două trepte consecutive

Mâna curentă – partea superioară a balustradei, de formă rotundă, cu o grosime de 40 mm.

Fig. 2.16. Model structură axonometrică

(sursă: proprie)

Fig. 2.17. Prima schiță după care s-a conceput modelul

(sursă: proprie)

Tabel 2. 4. Număr elemente componente principale

Suprafața ocupată de scară este de 4 mp, pe o înălțime de 2.8 m, în prelungirea căreia se montează platforma sau podestul.

În construirea scării, se utilizează țevi din oțel, odată pentru pilon, apoi țevi rectangulare pentru confecționarea structurii scărilor.

Pe aceste structuri sunt sudate plăcile de tablă, debitate și pregătite.

Tabla aleasă pentru această scară este tabla de oțel expandată. Datorită formei speciale, este estetică, are un potențial deosebit în utilizarea în spațiu exterior, datorită orificiilor și reliefărilor date, precipitațiile nu stagnează pe suprafața treptelor, și se dispersează rapid. În acest sens, se reduce pericolul de alunecare pe scară, indiferent de intemperii. Nu necesită aplicarea de alte materiale antiaderente, cum ar fi covoare sau benzi pe marginile treptelor. Odată că ar îngreuna structura, dar ar opri efectul creat de tablă în sine.

Fig. 2. 18. Model tablă expandată

(sursă: www.stantobanat.ro)

Se mai presupun opțiunile de tablă perforată sau grilaj, de asemnea, cu un aspect estetic plăcut. Dar din punct de vedere al siguranței, având o suprafață plană, deși prevăzute cu orificii de dimensiuni variate, se poate ca pe alocuri să se producă mici zone de alunecare, în cazul unor cantități însemnate de precipitații sau nu s-ar fi putut usca în timp.

Nuanța tablei expandate este argintie sau gri.

Etapele parcurse pentru a ajunge la produsul finit, cel de scară metalică exterioară, sunt următoarele:

Alegerea materialelor, țevile, care sunt în dimensiuni de 2 m minim, din care se trasează și se pregătesc pentru debitare.

Se realizează o placă de beton, unde va fi fixat pilonul central al scării.

Se debitează țevile rectangulare pentru trepte și se sudează conform planurilor și măsurătorilor, apoi se fixează pe inele de țeavă rotundă, care vin montate pe pilonul central.

Pe structura fiecărei scări pregătite, se sudează tabla expandată în punctele extreme ale treptelor, care la rândul său este debitată la cotele proiectului.

Structurile metalice se vopsesc în culoarea aleasă, respectiv negru lovitură de ciocan, după ce au fost tratate și preăgtite pentru acest proces, ca: degresare, finisare prin șlefuire, curățare.

După finalizarea inelelor complete de treaptă, adică structură de susținere cu tablă prinse de țeava rotundă, acestea se montează pe pilonul central, după care se fixează după dimensiunile cerințelor: echidistant, în sensul acelor de ceasornic, cu 17,5 cm înălțime. Prima treaptă este montată în partea stângă a pilonului, privit din frontul terenului. Ultima treaptă ajunge în același punct, reieșind o rotație de 360°, dar la înălțimea de 2,80 m.

Întreagul proces este urmat de sudarea între inele.

Se pregătesc stălpii pentru balustradă, prin trasarea și debitarea țevilor de 26 mm.

După obținerea pilonilor de 96 cm, aceștia se sudează, se finisează, se degresează, se curăță și se vopsesc de culoarea gri – lovitură de ciocan.

Sudarea între pilonii balustradei și trepte se pace pornind de la colțul interior al trepei inferioare, urmat de colțul exterior al treptei imediat superioare. Astfel, se fixează câte două trepte, crescând rezistența structurii.

Punctul de pornire al balustradei este dat de la nivelul plăcii de beton pe care este fixată scara, sudată de colțul exterior al primei trepte, formând o curbură în partea superioară, până la primul pilon al balustradei.

Dar mâna curentă face această pornire, fiind poziționată apoi în partea superioară a construcției balustradei.

.

Fig. 2. 19. Modul de prindere al balustradei de trepte

(sursă: proprie, SketchUp)

Fig. 2.20. Punctul de pornire al balustradei

(sursă proprie, SketchUp)

Mâna curentă, de asemenea din țeavă rotundă, dar de 40 mm, se va curba ușor fie prin segmente, deoarece trebuie să parcurgă o distanță de aproximativ 7.20 m, iar la fața locului va fi necesar de mașini unelte speciale.

Mâna curentă, de asemenea finisată, este vopsită în negru-lovitură de ciocan.

Fixarea finală se face în punctul ultimei trepte, cu conexpand în perete, și sudată de platforma aferentă scării.

După finalizarea montării ansamblului de scară, se inserează în dreptul fiecărei trepte, mici lămpi solare, pentru a da puțină culoare și confort în circulația pe timpul nopții, în număr de 16 bucăți.

Fig. 2.21. Structura finală după vopsire

(sursă proprie, SketchUp)

C. Platforma de odihnă sau podest

Acesta reprezintă planul orizontal, care face legătura dintre scară și intrarea în imobil.

Este produsă din aceleași materiale precum scările, din țevi rectangulare, fiind structura de susținere, și tabla expandată. Dimesiunile [mm] platformei sunt de:

Tabel 2. 5. Dimensiuni platformă

Pentru realizarea platformei se vor parcurge toți pașii expuși la elementele mai sus menționate, ca: debitarea țevilor și coalei de tablă după dimensiuni, sudare, vopsire și finisare. Vopsirea se face doar în cazul structurii de susținere a tablei.

În construcția podestului sunt necesare:

4 țevi rectangulare de 85 cm lungime,

3 țevi rectangulare de 100 cm lungime,

placa de tablă expandată de 100cmm x 85cm x 0.4cm

balustrada de 8 piloni de 26 mm diametru și înălțime de 96 cm, peste care vine sudată mâna curentă, identică cu cea a scării.

Fig. 2.22. Structură metalică podest

(sursă proprie SketchUp)

Fig. 2.23. Podest final

(sursă proprie, SketchUp)

Podestul se montează cu conexpand de peretele clădirii, în 2-3 puncte, sub pragul ușii și se sudează de treapta finală a scării și de pilonul central.

În final, după montarea tuturor construcțiilor metalice cerute de către beneficiar, se va observa, în primă fază, jocul de culori, nu în exces, pentru a nu crea oboseală, negru-gri-bej fumuriu. Apoi, se poate deduce îmbinarea dorită cu mediul ambiant al sitului, arhitectura clădirii, culorile utilizate, dând o notă de uniformitate.

Fig. 2.24. Nuanțe de vopsele alese

(sursă: Coramet)

Fig. 2.24. Montarea construcțiilor metalice la beneficiar

(sursă proprie, SketchUp)

2.5. PROGRAME DE PROIECTARE CAD UTILIZATE ÎN PROIECT

SketchUp

ArchiCAD

V-Ray

Adobe Photoshop

Softurile utilizate pentru a realiza conceptul sunt SketchUp, deținut de Trimble, și ArchiCAD, Graphisoft. În acestea două, s-a pornit, de la măsurători, prin punerea în plan 2D a terenului și a construcțiilor metalice. Desenele sunt realizate la scara 1:1, adică în dimensiuni reale, iar planșele în scara de 1:200.

După finalizarea desenelor tehnice în plan bidimensional, se construiește în axonometrie volumele și planele care dau structurile metalice, în forma finită, după care se pot lua necesarul de materiale, spațiul total ocupat de ansamblu.

Ulterior, pentru a prezenta produsele proiectate, se realizează randări, folosind softul V-Ray, unde se aplică texturi, lumini, mediul ambiant, astfel evidențiând claritatea și redarea imaginilor cât mai real. Pentru finisarea imaginilor create, randările sunt retușate în Adobe Photohop. Fotografiile create prin randare nu sunt la scară, ci sunt reprezentate în perspectivă.

2.6. DEVIZ TEHNIC – NECESAR DE MATERIALE

În urma realizării proiectului, se poate extrage materialul necesar pentru a putea fi dat în fabricație.

Necesarul pentru copertină:

Țeava patrată 20 x 20 x 1,5 – 3 bare la 6 m

Tabel. 2.6. Număr bucăți pe lungime, structură susținere

Rotund ϕ 14 – 1 bară la 6 m

Tabel 2. 7. Număr bucăți pe lungime, ornament

3. Placă policarbonat 2000 x 1700 x 6 din 3000 x 2100 x 6

Necesarul pentru scară:

Țeava 30 x 30 x 3 – 6 bare la 6 m

Tabel 2.8. Număr bucăți pentru structură trepte

Țeava rotundă pentru stâlpi (26.7×2.6) – 5 bare la 6 m

l=1000 – 26 bucăți

Țeavă pentru stâlp ϕ 187 x 5 – 1 buc. x 3 mm – cauta in stasuri care e dimensiunea mai apropiata de 187 (sa ai la interior intre diametru exterior la teava mare si interior la segmenti cam 3 mm joc)

l=2800 – 1 buc

Țeava ϕ 200 x 5 pentru segmenți – 1 buc. x 3 mm

l=175 – 16 buc

Tabla pentru tălpi stâlpi

400 x 400 x 12 – 2 buc (cu câte 4 găuri pentru prindere cu dibluri de metal)

Tabla pentru trepte – 1 buc 2000 x 2000 x 4

Tabel 2. 9. Număr bucăți tablă, după destinație

Țevile rectangulare și rotunde alese pentru conceptul prezentat, sunt din oțel. Acestea pot fi tratate pentru a le crește rezistența la coroziune și alți factori prin băile în zinc, proces numit zincare, la rece sau termică. Tratarea suprafețelor respectă condițiile tehnice de calitate  SR EN ISO 1461-2009 – "Acoperiri termice de zinc pe piese fabricate din fontă și oțel" .

Acest procedeu va crește prețul materialelor, în cazul în care se solicită fabricarea construcțiilor metalice, cu aproximativ 0,45-0,8 € per kg de material.

Un preț aproximativ ar fi al copertinei de este de 650 lei, date fiind dimensiunile mai mici, iar acesta include manopera, manterialele și taxe cu valoare adăugată.

Un preț aproximativ al scării elicoidale este de peste 3000 lei, incluzând materialele, manopera și tratamentele prin care se trec elementele, degresat, vopsit, sudat, și cu adaos de consumabile aferente lucrării, sârmă și electrod pentru sudură, elemente de feronerie pentru legături.

CAPITOLUL III

CONCLUZII

Dorința omului și necesitatea de a extinde spațiul de trai este tot mai frecvent, dar mai ales conceptul de a crea spații care pot fi utilizate la maxim, indiferent de mijloacele de amenajare și mobilare ale acestora.

Un imobil cu destinația de locuință gata realizată, însă cu noi idei de redistribuire a spațiului și apariția unor necesități, poate beneficia de accesorii utile, fără a modifica structura clădirii și imaginea arhitecturală pe ansamblu al locului. Din categoria acestor noi atribuții sunt scările exterioare, care pot face legătura între etaje, fără a intra în imobil, sau pentru a se ajunge la o terasă, diferite copertine, pentru protecție, pereți falși pentru a delimita unele zone prin garduri, bolte, pentru arcade verzi și ornamentale.

Prin prezenta lucrare se dorește să se ia în calcul și latura estetic-funcțională a unor construcți metalice, care, la o primă impresie, se clasifică fiind pur utilitară, amplasată doar în hale industriale sau imobile publice. dar mai ales, modul prin care această construcție se adaptează condițiilor date de mediul înconjurător. Un alt motiv este cel de utilizarea eficientă a spațiului exterior și soluția oferită pentru dimensiuni atât de reduse, decât cele uzuale.

Latura estetică se bazează mai mult pe jocul de culori adoptate în întreg ansamblu de construcții, fiind în concordanță cu imobilul.

Așadar, o simplă scară metalică poate fi integrată în mod plăcut, dar cu o utlitate maximă, în arhitectura finală a unei amplasări rezidențiale.

BIBLIOGRAFIE

Neufert – Manualul arhitectului, Ed. Alutus, Miercurea Ciuc, 2004

Ana-Maria Dabija, Notiuni de proiectare a scarilor la cladiri cu functiuni civile, Ed. Univeristara “Ion Mincu”, Bucuresti

GP 089-2003 – Ghid Privind Proiectarea Scarilor si Rampelor la Cladiri

NP 063- 2002 Normativ privind criteriile de performanță specifice scărilor și rampelor pentru circulația pietonală în construcții

Normativ privind proiectarea clădirilor de locuințe (revizuire NP 01696)", indicativ NP 05702

Stanciu Sergiu și colab., Materiale pentru construcții metalice, Ed. Sedcom Libris

https://ro.wikipedia.org/wiki/Construc%C8%9Bii

http://www.investconstruct.ro/informatii-utile/legislatie-constructii/87-normativ-privind-proiectarea-cladirilor-civile-din-punct-de-vedere-al-cerintei-de-siguranta-in-exploatare-indicativ-np-068s02.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Stairs

http://www.scritub.com/stiinta/arhitectura-constructii/METALE-IN-CONSTRUCTII63255.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Stairs

http://www.britannica.com/technology/staircase-architecture

http://www.scritub.com/stiinta/arhitectura-constructii/SCARI12221.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Awning#Shade_sails

http://www.elevestairs.com/stairs-history.php

http://www.eberliron.com/category/History_of_Stairs/1146.html

http://www.architectureweek.com/2002/0123/design_1-1.html

Spiral Stairs in History

http://documents.tips/search/?q=STAS+2965-87+-+Normativ+Scari&page=3.html

Lista normative constructii în vigoare 2016

http://www.spatiulconstruit.ro/documentatie-tehnica/

www.dedeman.ro

www.clujconstruct.ro

http://www.scritub.com/stiinta/arhitectura-constructii/SCARI12221.php

ANEXE

Imagini din pogramele de proiectare și randări

Copertina în axonometrie

Scara metalică în axonometrie

Vedere din frontul imobilului al ansamblului metalic

Vedere din spate lateral al imobilului

Vedere laterală pe timpul nopții

Vedere a întregului ansamblu zi/noapte

OPIS

Număr pagini scrise: 50

Număr imagini: 49

Număr tabele: 9

Număr planșe: 6