Sisteme de consolidare si de reparare postseism

Interventiile postseism la constructiile existente se clasifica, dupa performantele ce se urmaresc a se realiza prin aplicarea lor, in doua categorii:

a) lucrari de consolidare, prin care se urmareste ridicarea gradului de asigurare al protectiei antiseismice, atunci cand din concluziile expertizarii constructiei rezulta ca acesta se dovedeste a fi nesatisfacator;

b) lucrari de reparatii, destinate readucerii gradului de asigurare al constructiei la nivelul avut inainte de avarierea ei din actiunea cutremurului.

Nu totdeauna gradul de asigurare al protectiei antiseismice a unei cladiri se reflecta in mod nemijlocit in felul cum s-a comportat la ultimele cutremure majore cu care s-a confruntat, respectiv in avariile suferite. Pentru o constructie care aparent nu a avut decat probleme minore, o examinare calitativa a sistemului constructiv si verificarea prin calcul din cadrul expertizei tehnice pot scoate la iveala vicii care sa duca la concluzia ca nivelul de asigurare al constructiei este insuficient.

Aceasta evidentiaza dublul caracter pe care trebuie sa-l aiba estimarea de catre expert a sigurantei unei cladiri, si anume:

• cel strict tehnic, in care intervin cu o pondere importanta experienta si simtul ingineresc al expertului;

• cel formal (legal), constand in obligativitatea confruntarii performantelor constructiei cu cerintele prescriptiilor in vigoare.

In articolul de fata sunt enumerate principiile ce trebuie sa stea la baza solutiilor de interventie si sistemele de consolidare cel mai frecvent adoptate pentru cateva tipuri de structuri mai expuse avarierii din actiuni seismice, cu problemele lor specifice.

LUCRARI DE CONSOLIDARE

Cladiri vechi cu pereti portanti din zidarie si plansee din lemn

a) O masura pentru imbunata­tirea radicala a alcatuirii si comportarii constructiilor din aceasta categorie consta in inlocuirea planseelor din lemn de la nivelurile supraterane cu plansee din beton armat.

Aceasta masura aduce urmatoarele imbunatatiri:

• Asigura o conlucrare spatiala intre peretii portanti, permitand posibile redistributii ale eforturilor produse de fortele orizontale seismice intre spaletii defavorabil solicitati si cei cu rezerve mari de rezistenta.

• Creeaza o buna legatura de ancorare reciproca intre peretii structurali de zidarie si plansee, eliminand necesitatea unor masuri de ancorare suplimentara prin tiranti orizontali.

• La cladirile cu inaltimi de etaje de ordinul a 2,70 m, masura amintita permite inglobarea in centurile de beton armat de la nivelul noilor plansee a buiandrugilor peste golurile de usi (fig. 1), eliminand buiandrugii existenti de lemn, metal din bolti de zidarie, de obicei insuficient ancorati la capete in zidarie si care, la cladirile din aceasta categorie, au creat deseori surse de avarii sub actiunea cutremurelor.

• Prin folosirea la noile plansee de beton armat a placilor armate pe doua directii, se redistribuie uniform incarcarile verticale transmise de plansee intre peretii portanti longitudinali si cei transversali, imbuna­tatindu-se lestarea peretilor, care, in constructia existenta, erau paraleli cu grinzile planseelor din lemn, deci mai putin incarcati.

• Se elimina necesitatea consolidarii unor grinzi din lemn prea flexibile, care, la circulatie, dau o senzatie de insecuritate.

• Permite renuntarea la operatiunile laborioase de inlocuire a unor grinzi de lemn putrezite, care ar fi necesare in cazul mentinerii plan­seelor de lemn.

Se imbunatatesc substantial dura­bilitatea in timp a planseelor si gradul lor de rezistenta la incendii.

Inlocuirea planseelor din lemn cu plansee din beton armat se poate face pe toata suprafata cladirii si la toate nivelurile supraterane sau, partial, daca rezulta suficient fata de rezultatele verificarilor prin calcul. Este avantajos ca placile noilor plansee sa fie dimensionate cu grosimile minime necesare pe criterii de rigiditate si cu procente de armare majorate corespunzator fata de cele uzuale la cladirile noi, pentru a reduce diferenta de greutate proprie fata de planseele de lemn existente. Avand in vedere ca se creeaza o conlucrare spatiala a structurii, se va verifica prin calcul structura dupa consolidare, redistributiile de eforturi intre spaletii de zidarie ce pot interveni datorita efectului torsiunii generale sub actiunea fortelor orizontale seismice. Pentru constructia dupa consolidare, este necesar sa se reverifice presiunile pe teren sub fundatii, in special la peretii care capata o lestare suplimentara prin introducerea de plansee cu descarcare bidirectionala. Planseul peste subsol, realizat din boltisoare de zidarie pe grinzi metalice, poate fi lasat neinlocuit cu beton armat, cu exceptia situatiilor speciale in care o astfel de inlocuire totala sau partiala se dovedeste necesara.

La nivelurile intermediare, noilor plansee din beton armat trebuie sa li se asigure rezemarea pe peretii portanti existenti si, totodata, traversarea acestora (fig. 2) prin fasii de continuitate armate, a caror latime se stabileste tinand seama si de necesitatea de a prelua fortele taie­toare ce le revin din reactiunile transmise de placile planseelor. Se prevad pe liniile peretilor si centuri executate odata cu planseele care, in functie de grosimea peretelui, se pot ingloba in aceasta grosime sau se pot prevedea alipite de perete, de o parte si de alta a lui.

b) In cazurile in care, din verificarea prin calcul si din avariile produse de cutremure, rezulta ca spaletii de zidarie sunt suprasolicitati la forta taietoare, consolidarea acestora se realizeaza, de regula, prin placarea zidariei cu beton armat, pe o fata sau pe ambele fete (fig. 3).

Cu mijloa­cele necesare pentru a executa placarea prin torcretare, grosimea minima constructiva este de 6 cm. La placarea cu cofraje, se folosesc grosimi de minimum 8-10 cm. Grosimile placarilor pot rezulta si mai mari, din verificarea la forta taie­toare, daca placarea se face pe o singura parte a peretelui.

Armarea placarii se face cu plase, din care barele de rezistenta la forta taietoare sunt cele orizontale. Ori de cate ori este posibil, suplimentul de forta taietoare capabila necesar peste capacitatea zidariei existente se cauta sa se preia prin betonul placarii, cu grosimea dimensionata, situatie in care armaturile se prevad constructiv. Daca pentru preluarea fortelor taie­toare se conteaza si pe aportul armaturilor, atunci acestea trebuie sa fie realizate din otel ductil; este contraindicata folosirea plaselor sudate din STNB. In acest caz se prevad, din 6 in 6 asize de zidarie, bare orizontale mai groase (f10-12 mm) care traverseaza peretii portanti ca in fig. 3.c, prin orificii practicate in zidarie cu bormasina, pentru a asigura continuizarea si buna ancorare la capete a armaturii orizontale. Dupa montarea acestor bare, orifi­ciile se injecteaza cu lapte de ciment.

Continuitatea pe verticala a armaturilor placarilor in dreptul planseelor se realizeaza prin mustati lasate prin planseul peste etajul respectiv. Daca planseele de lemn se inlocuiesc cu beton armat, rezulta ca ele trebuie sa fie desfacute inainte de montarea armaturilor din placarile peretilor de zidarie de la nivelul de dedesubt. Daca se mentin planseele de lemn, desfacerea se realizeaza numai local, de-a lungul peretilor prevazuti a fi placati. Pe inaltimea peretelui, plasele de armatura din placari se sustin prin agrafe ancorate in rosturile zidariei (fig. 3.a).

Inainte de executarea unei placari, peretele se decoperteaza prin indepartarea tencuielii, se curata prin frecare cu perii de sarma si se adancesc rosturile zidariei pe cca 1,5-2 cm cu scoabe bine ascutite. Consolidarea peretilor portanti din zidarie prin placare cu beton armat se foloseste si in cazurile, mai rar intalnite, in care, din verificarea prin calcul, rezulta ca zidaria este suprasolicitata la compresiune. Astfel de situatii se intalnesc la cladirile care au fost supraetajate in mod necontrolat.

c) In cazurile cand rezulta ca spaletii de zidarie necesita o conso­lidare sub aspectul preluarii eforturilor de intindere produse de momentele incovoietoare, aceasta se poate realiza prin introducerea de stalpisori (samburi) din beton armat la capete (fig. 4).

Golurile create in zidarie pentru a face loc samburilor de beton armat se prevad cu strepi, pentru a imbunatati legatura intre samburi si zidaria invecinata. Dificultatea principala a solutiei consta in a asigura la bazele samburilor centuri in care armaturile lor sa fie ancorate si sa fie capabile sa transmita mai departe eforturile de intindere respective.

Cresterea capacitatii de rezistenta la moment incovoietor a zidariei, care se realizeaza prin introducerea samburilor de beton armat, atrage dupa sine o crestere corespunzatoare a fortei taietoare asociate. La verificarea prin calcul a constructiei in situatia de dupa consolidare, fortele taietoare de calcul trebuie sa fie majorate cores­punzator. Daca zidaria nu le poate prelua, introducerea de samburi de beton armat trebuie combinata cu o placare realizata conform celor precizate anterior.

d) Uneori, cea mai simpla si mai economica solutie de consolidare se poate obtine prin introducerea unor pereti structurali suplimentari la nivelurile de la baza sau pe toata inaltimea constructiei. Acestia trebuie sa fie legati de peretii structurali existenti prin teserea zidariilor sau mai bine prin crearea unor samburi de beton armat la intersectii, ca in fig. 5. Noilor pereti introdusi trebuie sa li se asigure lestarea necesara pentru a putea participa in mod eficient la preluarea fortelor orizontale.

e) Oricare ar fi solutia de consolidare care se adopta, ea trebuie integrata intr-o conceptie consecventa de ierarhizare a capacitatilor de rezistenta pe ansamblul constructiei. Daca necesitatea unor consolidari apare numai la nivelul de la baza al cladirii, intarirea acestuia atrage dupa sine majorarea in consecinta a fortelor orizontale seismice reale, astfel ca la un cutremur viitor pot sa devina descoperite nivelurile superioare. Masurile de consolidare cum sunt placarile sau samburii de beton armat sunt de natura a ductiliza zidaria in mod semnificativ, astfel incat pentru constructia dupa consolidare, fortele seismice de cod pot fi reduse prin micsorarea valorii coeficientului y.

f) Cand fundatiile peretilor structurali de zidarie rezulta a fi insuficiente, devine necesara largirea lor, care se poate realiza prin solutia aratata in fig. 6. Daca si zidaria suprastructurii se camasuieste, largirea fundatiei poate deveni necesara si pentru asigurarea rezemarii la baza a camasuirii respective.

g) Sunt mentinute planseele de lemn existente chiar daca nu asigura o buna ancorare a peretilor, in special, a celor exteriori in ansamblul structurii, o imbu­natatire a ancorarii acestora obtinandu-se prin introdu­ce­rea de tiranti metalici sub nivelurile planseelor. Detalii de ancorare a tiran­tilor la capete sunt aratate in fig. 7.

h) In afara de masurile de conso­lidare a structurii principale de rezistenta, proiectele de interventii trebuie sa se refere si la corectarea legaturilor insuficiente intre elementele constructive secundare de pe inaltimea podului si structura principala.

(continuare in numarul viitor)

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 26 – mai 2007

Autor:
ing. Fanel-Eduard IORGA