«

»

Estimarea si controlul nivelului de asigurare la cladirile existente. Criterii generale

Share

În derularea lui, timpul este adesea neiertator in mai toate privintele, indiferent de interventiile oamenilor. Este si cazul constructiilor care pe parcursul existentei lor cunosc atat o uzura morala, cat mai ales una fizica. Cea de a doua este, printre altele, consecinta actiunilor legate de exploatare, seisme si alte intemperii ale naturii.

În aceasta situatie, avand in vedere fondul de constructii existent in Romania, in general destul de vechi, specialistii considera ca el trebuie analizat si, in masura in care poate fi salvat, valorificat potrivit exigentelor acestei perioade.

 

Examinarea unei constructii existente si proiec­tarea interventiilor necesare pentru punerea ei in siguranta trebuie sa aiba in vedere:

a. Asigurarea unei conceptii constructive de ansamblu favorabile la cladirile existente. Aici sunt probleme in ceea ce priveste preluarea in bune conditii a incarcarilor gravitationale necorespondente pe verticala ale elementelor portante, slabiri ale unor elemente portante din cauza unor deficiente de executie etc.

b. Verificarea prin calcul a struc­turii de rezistenta: verificarea de rezistenta (determinarea capacitatii portante), de rigiditate (limitarea deformatiilor laterale sub actiunea fortelor orizontale seismice) si de ductilitate (capacitatea de dezvoltare a deformatiilor post-elastice fara a atinge starea de colaps).

c. Alcatuirea de detaliu a elementelor structurale si a legaturilor dintre ele.

Obiectul expertizelor tehnice si al proiectelor de interventie il constituie structura de rezistenta supraterana, fundatiile, elementele de infrastructura care conlucreaza cu fundatiile, alcatuirea elementelor nestructurale (pereti despartitori si de inchidere, ornamente arhitecturale, atice etc.) precum si legaturile lor cu structura principala de rezistenta.

 

Conceptia constructiva de ansamblu

Fata de perioada de inceput a proiectarii antiseismice, in care luarea in considerare a cerintelor de buna comportare la actiunea cutremurelor se limita la un calcul la forte orizontale, o importanta cel putin egala cu cea a verificarii prin calcul o are acum asigurarea unei conceptii controlate de ansamblu a cladirii.

Controlul alcatuirii de ansamblu a unei constructii il constituie verificarea modului de preluare si de transmitere pana la terenul de fundatie a incarcarilor gravitationale. Se analizeaza corespondenta pe ver­ticala a elementelor portante verticale (stalpi, pereti structurali), iar in cazurile cand sub acest aspect se detecteaza decalaje si ele nu pot fi eliminate prin masuri de interventie structurale, este necesara o ana­lizare detaliata a schemei de transmitere a incarcarilor gravitationale de la un nivel la altul.

Se vor evita rezemarile stalpilor pe grinzi, rezemarile de ordin superior ale grinzilor etc. În aceste cazuri se va tine seama in calcul de efectul componentelor verticale ale fortelor seismice.

Controlul influentei alcatuirii de ansamblu asupra comportarii constructiilor la actiunea fortelor orizontale seismice priveste urmatoarele aspecte:

• Asigurarea existentei unor elemente de preluare a fortelor orizontale actionand dupa orice directie in plan. Rigiditatile la deplasari laterale ale elementelor portante sa fie de acelasi ordin de marime dupa directiile principale ale structurii.

• Detectarea prezentei unor legaturi slabe intre corpurile de cladire invecinate, situatie in care la proiectarea unei cladiri noi s-ar fi impus separarea prin rost antiseismic a corpurilor respective. La o con­structie existenta la care un astfel de rost nu a fost prevazut, poate deveni indispensabila crearea lui prin lucrari de interventie.

În fig.1 este aratata forma gene­rala in plan a unei cladiri expertizate, constructie cu subsol, parter si etaj, cu plansee de lemn si ziduri portante.

În zona de jonctiune intre corpul principal in forma de U si corpul anexa din axul transversal, legatura intre cele doua corpuri printr-un coridor de latime redusa a fost insuficienta pentru a asigura conlucrarea lor in bune conditii sub actiunea cutremurelor, astfel ca peretii portanti din zona respectiva de legatura au prezentat numeroase fisuri. S-a preconizat introducerea unui rost antiseismic ca in fig. 2.

• Evitarea producerii fenome­nelor de torsiune generala sub actiunea fortelor orizontale, ca urmare a asimetriilor de mase si rigiditatii, respectiv a existentei unei excentri­citati pronuntate a centrului maselor in raport cu centrul rigiditatilor la deplasari laterale ale elementelor portante verticale (fig. 3.).

Din punct de vedere al excentri­citatilor in plan, deosebim doua cate­gorii de structuri:

• Structurile caracterizate printr-o distributie uniforma in plan a rigidi­tatilor elementelor portante si la care distributia in plan a acestora o urmareste pe cea a maselor. Aceasta categorie de structuri, in care intra cele in cadre etajate (fig. 4.a) si cele cu pereti portanti – desi cunoscute (la fiecare travee) si sub numele de tip fagure (fig. 4.b)sunt denumite structuri cu rigiditati distribuite.

• Structurile cu pereti portanti rari, din beton armat sau zidarie la care peretii structurali au rigiditati dominante in raport cu cele ale stalpilor intermediari, ca in fig. 5 si deci intervin rigiditati concentrate in cateva elemente, care atrag spre ele fortele orizontale seismice. O excentricitate pronuntata a centrului maselor in raport cu centrul rigi­ditatilor capata importanta deoarece orice amplasare necontrolata in plan a peretilor structurali poate conduce la solicitari de torsiune gene­rala defavorabile. În aceasta categorie intra cladirile etajate, daca existenta unor pereti nestructurali despartitori sau de inchidere masivi schimba jocul de rigiditati fata de cel ca in fig. 4.a, apropiindu-l de cel din fig. 5.

Conditiile constructive de alcatuire de ansamblu care vizeaza elimi­narea sau reducerea la minimum a excentricitatilor in plan intre centrele maselor si ale rigiditatilor privesc constructiile cu rigiditati concentrate.

O alta categorie de excentricitati o formeaza cele cauzate de asime­triile pe verticala (corpuri de cladire invecinate cu diferente mari de inal­time, neseparate intre ele prin rosturi antiseismice) ca in fig. 6.

La cladirile existente este dificil sa se elimine aceasta deficienta prin crearea de rosturi antiseismice, astfel ca torsiunile respective trebuie luate ca atare si verificate cu atentie prin calculul consecintelor, iar masu­rile de remediere posibile trebuie anali­zate cu atentie de la caz la caz.

• Controlul gradului in care plan­seele, lucrand ca saibe orizontale, asigura sau nu o conlucrare spatiala a structurii la actiunea unor forte orizontale dirijate dupa orice directie in plan.

La cladirile vechi, cu ziduri portante si plansee de lemn sau boltisoare de caramida pe grinzi metalice, planseele nu asigura o conlucrare spatiala a ansamblului zidurilor portante, ceea ce nu constituie un defect al structurii, ci are dezavantajul ca unele linii de spaleti de zidarie, mai slabite prin goluri de usi sau de ferestre, nu pot fi ajutate printr-o conlucrare spatiala cu alte linii de spaleti mai puternice. Preconizarea prin proiectul de consolidare a inlo­cuirii partiale sau totale a planseelor respective cu plansee de beton armat aduce avantaje importante din acest punct de vedere si rezolva in bune conditii si cerintele de ancorare reciproca intre plansee si zidurile portante. Se va avea in vedere ca, prin crearea unor saibe orizontale rigide care sa asigure o conlucrare spatiala intre elementele portante verticale, se creeaza in acelasi timp conditii pentru manifestarea pronuntata a unor torsiuni generale atunci cand asimetriile de mase si rigiditati le provoaca. De aceea, in situatiile in care prin solutiile de consolidare propuse se creeaza saibe orizontale rigide la nivelul planseelor, este necesara reducerea sau luarea in considerare in calcul a efectului defavorabil al torsiunii generale.

• Cand nu pot fi evitate torsiunile generale, acestea vor fi preluate de elementele portante verticale ( pereti structurali) cu un brat de parghie cat mai mare. Vor fi prevazuti, cel putin dupa una din directii, pereti structurali dispusi la extremitatile constructiei (corpului de cladire), ca in fig. 7.

În figura este aratat cazul unei cladiri cu perete structural unic dupa una din directii (x), care pentru forte orizontale actioneaza dupa directia respectiva si nu are nicio capacitate de preluare a unor momente de torsiune generala. Amplasarea dupa cealalta directie (y) a unor pereti la extremitatile constructiei creeaza un cuplu de elemente portante cu un brat de parghie avantajos (ax), care preia in conditii favorabile momen­tele de torsiune generala, indiferent care este directia de actiune a fortei orizontale seismice (Sx).

La constructiile mai inalte si dezvoltate in plan, este recomandata prevederea de pereti structurali perimetrali. Chiar daca structura este simetrica si nu genereaza prin alcatuirea ei torsiuni generale sub actiunea fortelor orizontale, o excentricitate a rezultantei fortelor seismice este totdeauna inevitabila, din cauza caracterului nesincron al actiunii miscarii seismice (excentricitate aditionala) dificil de evaluat cantitativ si pentru care prescriptiile dau valori conventionale.

• Un perete structural de beton armat, care sub actiunea fortelor gravitationale si a celor orizontale seismice este solicitat la compresiune excentrica, se dimensioneaza astfel ca mecanismul lui de cedare sa fie ductil, deci ca inainte de cedarea zonei comprimate din zona intinsa sa fie atins de curgere si sa fi intrat suficient de mult pe palierul de curgere. Daca valorile fortelor orizontale sunt date, orice spor de incarcare verticala favorizeaza comportarea elementului, aducand o compresiune prin care eforturile din zona intinsa a sectiunii se micso­reaza si se ajunge astfel la o armare mai economica. O incarcare gravitationala insuficienta in raport cu marimea fortelor orizontale aferente peretelui structural respectiv duce, pe de o parte, la necesitatea unei armari verticale oneroase, iar pe alta parte, creeaza dificultati si in ceea ce priveste realizarea unei bune incastrari la baza peretelui in fundatie si apoi a acesteia in terenul de fundare.

Este necesar ca, pentru fiecare perete structural, sa se asigure o incarcare verticala suficienta in raport cu marimea momentului incovoietor la baza produs de fortele orizontale aferente. Îndeplinirea acestei cerinte de lestare este esentiala pentru asigurarea unei bune comportari a peretilor structurali de beton armat si a infrastructurii lor si pentru realizarea unei armari economice.

Situatia se prezinta in mod analog la peretii portanti din zidarie de caramida, avand in vedere ca la acestia nu se conteaza deloc pe rezistenta zidariei la intindere.

 

BIBLIOGRAFIE

1. Crainic, L, Comentarii la Normativul P 100-92 – capitolele 11 si 12. În: Buletinul AICPS, nr.1-2/94;

2. European Committee for Standardization, Eurocode 8. Design provisions for earthquake resistance of structures. Part. 1-4: Strengthening and repair of buildings, 1996;

3. Mironescu, M. s.a., Evaluari calitative ale constructiilor existente, cu determinarea gradului de asigurare pentru actiuni seismice. În: Buletinul AICPS, nr. 4/1992;

4. Mironescu, M. s.a., Metode noi de investigare prin calcul a constructiilor cu pereti structurali din zidarie. În: Buletinul AICPS, nr.3/1995;

5. Paulay, T. si Priestley, M., Seismic design of reinforced concrete and masonry buildings, J.Wiley & Sons, 1992;

6. Postelnicu, T., Gabor, M., Zamfirescu, D. si Petrescu, Vl., Metoda de evaluare a structurilor de beton armat ale constructiilor existente. În: Buletinul AICPS, nr.1-2/1997;

7. Agent, R., Dumitrescu, D. si Postelnicu, T., Noile prevederi privind calculul si alcatuirea elementelor din beton si beton armat, adoptate in STAS 10107/0-90. În: Constructii, nr.3-4/1989;

8. Agent, R., Georgescu, Dr. si Postelnicu, T., Consolidarea unei structuri din beton armat cu elemente metalice. În: Buletinul AICPS, nr.2-3/1993;

9. Arsenie, Gr., Voiculescu, M. si Ionascu, M., Solutii de consolidare a constructiilor avariate de cutre­mure. Bucuresti, Ed.Tehnica, 1997;

10. Agent, R., Expertizarea si punerea in siguranta a cladirilor existente, afectate de cutremure, Editura FAST-PRINT, 1998.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 46 – martie 2009

 

Autor:
ing. Fanel-Eduard IORGA



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2009/03/04/estimarea-si-controlul-nivelului-de-asigurare-la-cladirile-existente-criterii-generale/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.