Sisteme de consolidare si de reparare post-seism (III)

(Continuare din numarul anterior)

Cladiri cu pereti structurali din beton armat

Principalele deficiente cu caracter sistematic iesite la iveala la cutremurul din 1977 se refera la:

• fisurarea la 450 a elementelor verticale (pereti plini si montantii peretilor cu goluri) din solicitarea la forta taietoare si care uneori, in cazurile cand armarea inimilor peretilor era realizata din otel neductil (plase sudate din STNB), a fost insotita chiar de ruperi ale planselor de armatura;

• fisuri inclinate pronuntate in riglele de cuplare, uneori mergand pana la crapaturi cu aspect de rupere;

• mai rar, fisuri verticale in zonele de capat ale unor pereti, denotand apropierea de stadiul de cedare la compresiune.

La verificarile prin calcul ale cladirilor avand pe inimile peretilor structurali numai armaturi locale, s-au detectat cazuri in care peretii respectivi sunt insuficient asigurati la forta taietoare in raport cu exigentele din prescriptiile actuale de proiectare antiseismica. Daca la cutremurele din 1977, 1986 si 1990 aceasta nu s-a materializat prin avarii, este vorba de o lipsa de acoperire pentru care s-au luat masuri de remediere.

In cazurile aratate mai sus, masurile de interventie recomandate sunt urmatoarele:

a. Pentru peretii cu fisuri la 450, daca armarea curenta a inimii este realizata din plase de otel ductil (OB 37 sau PC 52), este suficienta o reparare a fisurilor prin injectarea cu rasini epoxidice. Daca pentru armarea inimii s-au folosit plase sudate din STNB si acestea au prezentat ruperi, este necesara placarea peretilor respectivi cu beton armat, de preferinta pe ambele fete. Aceeasi masura poate deveni necesara si in situatiile cand, la peretii cu armatura pe inima discontinua, rezulta din verificarea prin calcul un grad de asigurare insuficient la forta taietoare.

Alcatuirea si armarea placarilor sunt asemanatoare cu ale celor folosite la consolidarea peretilor portanti din zidarie de caramida. Inainte de executarea placarilor, se repara fisurile din peretele existent prin injectare cu rasini epoxidice si se practica prin forare goluri f25-30 mm la 45-50 cm distanta (fig.16), in care se introduc armaturile de sustinere a plaselor din placari si apoi se umplu cu lapte de ciment.

b. Pentru riglele de cuplare fisurate in camp la 450, masurile de remediere aplicate in mod obisnuit dupa cutremurul din 1977 au constat in repararea prin injectare a fisurilor. Daca aceste fisuri au fost mai pronuntate, devenind crapaturi cu aspect de ruperi, a fost necesar sa se mearga pana la demolarea integrala a betonului riglelor de cuplare respective, cu pastrarea armaturilor existente si suplimentarea dupa caz a etrierilor si apoi rebetonarea.

Atat timp cat armarea longitudinala a riglei se mentine aceeasi, chiar daca se aplica masura radicala de demolare si rebetonare, interventia trebuie considerata numai ca o reparatie si nu ca o consolidare, intrucat gradul de asigurare al riglei nu creste, astfel ca, la un viitor cutremur puternic, pot reaparea aceleasi defectiuni.

Frecventa destul de redusa a cutremurelor puternice vrancene si faptul ca deteriorarea riglelor de cuplare reprezinta o avarie de importanta minora pentru siguranta ansamblului unui perete structural cu goluri, aplicarea solutiei cu demolarea si rebetonarea riglelor, admitand necesitatea repetarii aceleiasi operatii dupa fiecare cutremur puternic, nu trebuie consi­derata ca exagerata.

c. Fisurile verticale in zonele de capat ale peretilor, cauzate de suprasolicitarea lor in situatia cand lucreaza la compresiune, reprezinta defectiuni deosebit de periculoase si necesita camasuirea capetelor respective, cu demolarea prealabila a betonului fisurat si rebetonarea odata cu executia camasuirii, ca in fig. 17.

Reparatii la peretii portanti Si neportanti din zidarie

Scopul reparatiilor la peretii de zidarie care prezinta fisuri din actiunea cutremurelor este de a restabili continuitatea zidariei in dreptul fisurilor, prin unul din procedeele enumerate mai jos, in functie de importanta structurala a peretelui si de amploarea avariilor.

In toate solutiile, peretele de zidarie existent trebuie sa fie in prealabil decopertat prin indepartarea tencuielilor, local sau dupa necesitate pe toata suprafata peretelui. Inainte de executarea reparatiei, suprafata peretelui se curata prin periere energica cu perii de sarma, suflare cu aer comprimat si spalare cu jet de apa.

Repararea cu scoabe

Se folosesc scoabe din otel beton f6 sau f8 mm, dispuse pe ambele fete ale peretelui, perpendicular pe directia fisurii si ancorate in rosturile orizontale ale zidariei in gauri f25-30 mm, care, dupa montarea scoabelor, se umplu cu mortar de ciment (fig.18).

Repararea prin reteserea zidariei

In portiunea avariata se desface zidaria existenta si se inlocuieste cu o zidarie noua, asigurandu-se teserea acesteia cu cea invecinata. Inainte de montarea zidariei de inlocuire, suprafata de contact a zidariei existente invecinate se trateaza prin vopsire cu lapte de ciment cu adaos de aracet (fig. 19).

Repararea prin injectarea fisurilor

Injectarea se face cu mortar de ciment de marca M50, fluid. Dupa curatarea suprafetelor peretelui, se aplica pe ambele fete un strat de mortar de ciment de 3–4 cm grosime in portiunile unde urmeaza sa se faca injectarea. Concomitent cu aceasta, se introduc in fisuri, in dreptul rosturilor zidariei, stuturi (tevi) din PVC f8 mm, la intervale de circa 1 m, si se astupa.

Dupa intarirea mortarului, se executa injectarea prin stuturi cu pompe de tip special, la o presiune de ú 3 atm., in ordinea de jos in sus si tinand de fiecare data destupat stutul prin care se injecteaza si cel imediat urmator. Cand mortarul injectat refuleaza in stutul urmator, se opreste pompa, se astupa stutul prin care s-a facut injectarea si se trece la cel urmator, destupand pe cel care urmeaza in continuare.

In cazul peretilor interiori nestructurali cu avarieri mai grave, devine mai avantajoasa demolarea lor in intregime si inlocuirea, de preferinta, cu pereti din materiale usoare, din gips-carton.

Reparatii la elementele structurale din beton armat

Repararea prin injectarea fisurilor

La elementele structurale din beton armat (stalpi, grinzi, pereti, rigle de cuplare, placi), injectarea fisurilor se face de regula folosind rasini epoxidice, si anume:

• la fisuri cu deschideri sub 2 mm: rasina epoxidica;

• la fisuri cu deschideri intre 2 si 5 mm: chit epoxidic format dintr-un amestec de rasina epoxidica si filler (in proportii egale in greutate).

Injectarea se face tot prin stuturi, dispuse pe traseul fisurilor la fel ca in cazul injectarilor cu lapte de ciment. Stuturile se plaseaza:

• la elemente cu grosime (latime) pana la 200 mm, pe o singura fata, la distante de 250–300 mm in lungul fisurii;

• la elemente cu grosime (latime) mai mare, pe ambele fete, la distante de 100–150 mm si dispuse decalat.

Inainte de executarea injectarii se decoperteaza elementul de beton armat prin indepartarea tencuielii, pe o latime de 50 – 80 mm de o parte si de alta a fisurii, si se executa, cu o bormasina sau o masina rotopercutanta, orificiile necesare pentru introducerea stuturilor. Adancimea ori­ficiilor se recomanda sa fie de circa 20 mm. Se monteaza apoi stuturile si se fixeaza in pozitie prin aplicare cu spaclul a unui strat de chit epoxidic in lungul fisurii, dupa care se astupa. Ordinea de destupare succesiva a stuturilor pe masura executiei injectarii este aceeasi cu cea descrisa pentru injectarile cu mortar de ciment ale zidariilor.

Repararea grinzilor fisurate prin placare cu tesatura din fibra de sticla inglobata in chit epoxidic

O solutie specifica pentru repa­rarea inimilor grinzilor de beton armat care prezinta fisuri inclinate din suprasolicitarea la forta taietoare este cea prin placare cu tesatura din fibre de sticla inglobata in chit epoxidic.

Placarea se aplica pe ambele fete ale grinzii si are drept scop restabilirea continuitatii inimii in dreptul fisurilor inclinate si suplimentarea capacitatii de preluare a eforturilor principale de intindere. Operatiunea de placare poate fi pri­vita nu numai ca o reparatie, dar si ca o consolidare cu caracter local.

Placarea este alcatuita din 1–3 straturi de fibre din sticla, alternate cu straturi de chit epoxidic. Numarul necesar de straturi din fibra de sticla se stabileste pe baza verificarii prin calcul a grinzii la forta taietoare, si anume suplimentul de forta taietoare capabila ce se realizeaza prin placare intr-o sectiune data se determina cu relatia:

DQ = n_stR_sth₀                    [1]

unde:

n_st = numarul de straturi de fibra din sticla;

R_st = rezistenta de calcul la intindere a fibrelor de sticla, care se poate lua R_st = 25 daN/cm2;

h₀ = inaltimea utila a grinzii.

Din relatia [1] , daca se cunoaste suplimentul necesar de forta taie­toare capabila, se determina n_st.

Solutia este eficienta numai in masura in care betonul grinzii este de buna calitate, fara segregari sau degradari din coroziune.

Acelasi sistem se utilizeaza si pentru repararea fisurilor de la intradosul placilor de plansee.

In final, se poate spune ca tehnica repararii elementelor din beton armat fisurate, inclusiv in cazurile cand fisurile sunt produse de solicitari seismice, este in continua evolutie, atat sub aspectul materialelor utilizate, cat si sub cel al procedeelor de executie.

Bibliografie

1. Agent, R.: Asigurarea protectiei antiseismice a constructiilor existente. Referat de sinteza la Conferinta Nationala AICPS, iunie 1992, Bucuresti. In: Buletinul AICPS nr.2/1992.

2. Agent, R.: Guiding principles in the strengthening design of earthquake damaged buildings in Romania and case implementations. In: Proceedings of the seventeenth regional european seminar on earthquake engineering, Haifa, 8-10 sept. 1993, pag..417 – 430.

3. Agent, R.: Preocupari actuale prioritare in proiectarea structurilor din beton armat in Romania. Raport general la a XVI-a Conferinta pentru beton, Brasov, 28-30 iunie 1994.

4. Agent, R.: Concluzii si pro­puneri rezultate din activitatea de punere in siguranta a cladirilor existente din Bucuresti. In: Buletinul AICPS, nr. 1/1996.

5. 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. In: Constructii, nr. 3 – 4/1989. 6]J/ 22. Agent, R.,

6. Georgescu, Dr. si Postelnicu, T.: Consolidarea unei structuri din beton armat cu elemente metalice. In: Buletinul AICPS, nr. 2 – 3/1993.

7. Aoyama, H.: A method for the evaluation of the seismic capacity of existing buildings in Japan. In: Bulletin of the New Zealand Society for Earthquake Engineering, vol.14, nr.3, sept. 1981.

8. Arsenie, Gr., Voiculescu, M.  si lonascu, M.: Solutii de consolidare a constructiilor avariate de cutremure. Bucuresti, Ed. Tehnica, 1997.

9. Bertero, V.V.: Seismic upgrading of existing structures. In: Proceedings of the 10th World Conference of Earthquake Engineering, Madrid, 1992, vol.9, pag.5101 -5106.

10. Bertero, V.V., Mahin, St. si Axley, J.: Lessons from structural damages observed in recent earthquakes. In: Proceedings of the Seventh World Conference on Earthquake Engineering, Istanbul, 1980, vol.4, pag. 257 – 264.

11. Bertero, V.V. s.a.: Design guidelines for ductility and drift limits. Berkeley, ReportUCB/EERC91/15.

12. Agent, R.: Expertizarea si punerea in siguranta a cladirilor existente afectate de cutremure, Editura Fast – Print, 1998.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 28 – iulie 2007

Autor:
ing. Fanel-Eduard IORGA