Consolidarea si modernizarea unor cladiri monument: Primaria Sector 1, Bucuresti (II)

(Continuare din numarul anterior)

Scurta prezentare a evenimentului din toamna anului 2009

In data de 04.09.2009, cand lucrarile de consolidare ajunsesera la Corpul A la parter si respectiv la Corpul B la mezanin, a survenit un incendiu, cu sursa neidentificata, in podul Corpului A la cota +17,00, la baza turnului. Desi unitatile de pompieri au raspuns rapid apelului de urgenta, din cauza vantului puternic, precum si a elementelor sarpantei din lemn foarte uscat, focul s-a extins cu repeziciune, atat in podul Corpului A cat si in cel al Corpului B.

Foto 17 si Foto 18 redau lupta cu focul dezlantuit a unitatilor de pompieri, dotate cu 6 autoscari si 20 auto­­speciale, la fatada principala precum si la cele laterale.

Foto 19 reda aspectul sarpantei de la corpul B, pe zona neprabusita, in timp ce foto 20 reda aspectul sarpantei de la Corpul A, pe zona de deasupra scarii monumentale, dupa stingerea incendiului.

Expertiza post-incendiu intoc­mi­ta in cadrul SC Proiect Bucuresti SA de un colectiv condus de expert tehnic ing. Dragos Badea a relevat urmatoarele:

• incendiul nu a fost provocat de vreuna din masurile de consolidare proiectate si nici din cauza procedurilor de executie utilizate de constructor (Rotary Constructii), care, de altfel, ca stadiu fizic al lucrarilor era cu 4 niveluri mai jos;

• la corpul A au ars cca. 400 m2 de acoperis si 2/3 din scara de lemn de acces in turn, pornind de la baza acesteia de la cota +17,00;

• la corpul B au ars cca. 350 m2 din acoperis si din tavanul suspendat al mansardei si peretii de compartimentare de la mansarda;

• incercarile nedistructive, comandate ca urmare a acestui eveniment, au fost efectuate de Laboratorul de Constructii Bucuresti, prin metoda combinata impuls ultrasonic si duritate superficiala, iar determinarea pozitiei armaturilor s-a facut cu metode electromagnetice asupra unor elemente existente din beton armat si zidarie expuse unei calduri excesive, de la etajul 3 Corp A si de la etaj 2 si mansarda Corp B. Ele au scos in evidenta betoane de marca B 200 (clasa C12/15) la Corpul A si marca B100 (clasa C6/7,5) la Corpul B. Betonul era friabil (sfaramicios) pe o adancime de 2~3 cm, in special la partea superioara a placii, in timp ce la partea inferioara betonul prezenta fisuri multiple. Parapetii de zidarie, realizati cu caramida de clasa C100, se prezentau corespunzator, in timp ce mortarul utilizat, de marca M10, se prezenta in stare friabila (sfaramicioasa). Mortarul s-a degradat pe de o parte din cauza marcii modeste iar, pe de alta parte, a expunerii la foc deschis si socului termic brusc, datorat stingerii incendiului cu jet de apa.

S-au comparat rezultatele acestor incercari nedistructive cu cele obtinute cu ocazia expertizei din anul 2001. La acea data se obtinusera pentru betoane marcile B160 ~ B180 iar pentru zidarie, caramizi C50 ~ C100 cu mortar M10. Gradul de imprastiere a rezultelor este cre­dibil si releva o preparare a betonului, loco santier, fara o reteta respectata riguros, iar pentru mortar marca determinata era una uzuala pentru executarea zidariilor;

• planseul peste etajul 3, din beton armat, a contribuit la nepropagarea focului deschis si la etajul 3, in corpul A. La nivelul podului, insa, lipsa unor geamuri de la unele lucarne si faptul ca elementele sarpantei erau din lemn foarte uscat si cu un tratament antifoc imbatranit, precum si vantul cu viteza semnificativa la acea inaltime si in acea zi, au constituit cauzele extinderii cu repe­ziciune a focului, in special pe directia vectorului de actiune a vantului;

• la Corpul A, incendiul a provocat prabusirea partiala a invelitorii din tigle solzi asternute pe doua randuri, a sipcilor, a asterelei, a panelor, a clestilor si a popilor, prin distrugerea elementelor de sustinere care au cedat in cascada pe cca 70% din suprafata. Pana de coama de la cota +28.20 si elementele adiacente ei au fost distruse in totalitate pe toata lungimea initiala a panei; cca 40% din lucarne au fost distruse complet;

• la Corpul B, focul s-a propagat din podul corpului A, favorizat de directia si viteza vantului, in principal la elementele sarpantei din cheres­tea de rasinoase; apoi, pe masura amplificarii si degajarii mari de temperatura, s-a extins si la elementele mansardei; cca 30% din lucarne au fost distruse complet;

• planseul din beton armat de peste etajul 2 a contribuit, din plin, la nepropagarea focului si la etajul 2;

• elementele de sarpanta care au supravietuit prezentau diminuari semnificative de sectiune (stare carbonizata) si deformatii importante.

Elementele sarpantei de la Corpul A erau din cherestea de rasinoase, cu urmatoarele dimensiuni: astereala din scanduri de 2.4 cm x 15 cm capriori de 9 cm x 12 cm la interax de 80 cm si cu distanta maxima dintre reaze­me de 5,45 m; clesti de 5,8 cm x 15 cm, pane intermediare 14 cm x 16 cm; pane de coama de 16 cm x 24 cm; popi de 14 cm x 14 cm plasati coli­near cu distanta intre linii (scaune) de 4,25 m; arbaletrieri de 14 cm x 19 cm si cosoroabe de 14 cm x 14 cm. Imbinarile erau rezolvate cu chertari, buloane si scoabe.

La corpul B, elementele initiale din cherestea aveau urmatoarele dimensiuni: astereala din scanduri de 2,4 cm x 15 cm; capriori de 8 cm x 12 cm la interax de 80 cm cu distanta maxima intre reazeme de 2,05 m; clesti de 4,8 cm x 15 cm, pane intermediare 14 cm x 16 cm; pane de coama de 16 cm x 20 cm; popi de 14 cm x 14 cm plasati colinear cu distanta intre linii de 4,00 m; arbaletrieri de 14 cm x 14 cm; cosoroabe de 14 cm x 14 cm si talpi inferioare de 16 cm x 20 cm distantate cu 9,5 cm fata de cota superioara a placii peste etajul 2, rezemarea facandu-se numai la cape­te pe zidurile longitudinale. Imbinarile erau rezolvate cu chertari, buloane si scoabe.

Intre talpile inferioare exista un amestec de pamant cu nisip, cusaci de 10 cm x 10 cm si dusumea oarba, care constituia stratul suport al pardoselii.

Adancimea de carbonizare s-a calculat in conformitate cu SR EN 1995-1-2/NB:2008 cu relatia:

d_char,0 = b₀ t

unde :

b₀ – viteza de ardere unidimensionala;

t – timpul de expunere la foc.

Pentru lemn masiv de esenta moale b₀ = 0,65 mm/min conf. SR EN 1995–1–2/NB:2008 tab. 3.1, si pentru o expunere de 60 minute rezulta d_char,0 = 39 mm. Astfel incat pentru o dimensiune initiala a panei de 14 cm x 16 cm a rezultat o dimi­nuare de sectiune de 10,1 x 12,1 / 14 x 16 = 0,54. Deci, dupa o expunere de 60 minute, pana a pierdut 46% din sectiune, astfel incat a survenit cedarea, angrenand in colaps toate elementele pe care le avea de sustinut (invelitoare, sipci, astereala, capriori).

Refacerea calculelor, urmare a datelor obtinute din investigatiile post-incendiu, a relevat grade de asigurare seismica la elementele din beton armat de la etajul 3 de R = 0,59 la grinda si de R = 0,55 la stalp, valori insuficiente care au condus la urmatoarele decizii:

• masurile de consolidare prevazute in proiectul initial vor continua, dupa inlaturarea efectelor incendiului precum si a elementelor care, aduse fiind in pozitii instabile, pot crea riscul de accidentare; aceste masuri initiale se vor aplica pana la placile expuse direct (peste etajul 3 la corp A, peste etaj 2 la Corp B);

• cantitatile mari de apa folosite in timpul stingerii incendiului au ajutat la mentinerea temperaturii planse­ului din beton armat in limite accep­tabile;

• demolarea elementelor de sar­panta neprabusite de la Corpurile A si B si a portiunii superioare, care a supravietuit de la scara din lemn de acces in turn;

• demolarea parapetelor de zida­rie pe zonele afectate de focul deschis si/sau caldura excesiva, cu scoaterea a ceea ce a mai ramas din popii captivi in zidarie;

• demolarea boltilor suspendate din rabit de la tavanul etajului 3 Corp A, din cauza ruperii sau des­prinderii sarmelor de ancorare de intradosul placii peste etajul 3, sub alternanta cu soc termic data de caldura excesiva de la incendiu cu jetul de apa rece folosit la stingerea incendiului;

• injectarea fisurilor existente la intradosul placilor existente peste etajul 3 Corp A si respectiv peste etaj 2 Corp B, cu rasina epoxidica;

• consolidare prin suprabetonare a placii de la cota +17,00 Corp A, respectiv a placii de la cota +13.60 Corp B, dupa prealabila pregatire a suprafetelor si inlaturarea urmelor incendiului, precum si camasuirea grinzilor peste etajului 3 Corp A, cu beton armat de clasa C25/30 si me­talizarea stalpilor;

• rezidirea parapetelor pe zonele care au necesitat demolare si consolidarea restului prin placare pe la interior, cu grout armat, dupa prealabila inlaturare a urmarilor incendiului si pregatirea suprafetelor, iar la partea superioara executarea de centuri din beton armat;

• refacerea, prin reconfigurare, a scarii de acces in turn;

• demolarea zidariilor de la came­rele motor ale celor doua lifturi din podul Corpului A, precum si a cosu­lui de fum scos din uz de o buna bucata de vreme, care nu avea un rol estetic si care, in plus, prezenta avarii semnificative (foto 21).

In contextul in care, cu aceasta ocazie, beneficiarul a modificat tema de proiectare in sensul realizarii si la Corpul A pe inaltimea podului initial a unei mansarde cu pastrarea volu­metriei si a cotelor, proiectul de mansardare si refacerea sarpantei a fost incredintat, in subproiectare, pen­tru partea de structura inginerului Louis Diamandi de la SC Sebastian Proiect 2000 SRL.

Scurta prezentare a modalitatii de rezolvare a reconstruirii structurii acoperiSului

Elementele de rezistenta ale sarpantei si anume cadrele principale transversale de pe corpul A si de pe corpul B, elementele de legatura si contravantuirile din ele s-au proiectat din lemn stratificat din molid, avand ca reper materialele oferite de SC Glulam Manufacturing SRL din comuna Ulmi, langa Municipiul Targoviste si cu aportul substantial al domnului inginer Bogdan Ghioc de la aceeasi societate.

Calculele pentru structura acope­risului au fost realizate in programul de calcul structural STRAP.

Materialul utilizat GL24c are urmatoarele clase de rezistenta conform EN1194-1999:

• incovoiere f_m.k = 24 [N/mm2];

• intindere paralela cu fibrele f_t.0.k = 14 [N/mm2];

• intindere perpendiculara pe fibre f_t.90.k = 0,35 [N/mm2];

• compresiune paralela cu fibrele f_c.0.k = 21 [N/mm2];

• compresiune perpendiculara pe fibre f_c.90.k = 2,4 [N/mm2];

• forfecare f_vk = 2,2 [N/mm2];

• modulul de elasticitate paralel cu fibrele E₀ = 11.600 [N/mm2];

• modulul de elasticitate perpendicular pe fibre E₉₀ = 320 [N/mm2];

• modulul de elasticitate transversal G = 590 [N/mm₂].

Au fost utilizate sectiuni de lemn stratificat:

• elemente rectangulare:

185×300, 185×500, 140×367, 160×167, 115×500, 115×267, 115×167;

• elemente curbe cu raza minima de 3,00 m:

185×300, 115×300, 115×420.

Elementele pot avea o lungime de pana la 13,50 m.

Pentru corpul A s-au proiectat zece ferme cu baza la capetele reazemelor de 13,00 m, cu anvergura talpilor superioare de 15,00 m la streasina si cu inaltimea de 10,60 m. Cadrele au o deschidere centrala de 11,00 m, sub forma de arc, cu inaltimea libera la cheie de 4,00 m.

Intre cadre sunt prevazute contravantuiri in cruce in planul acope­risului cu dimensiunile de 115 x 167.

La aceeasi societate care furni­zeaza elementele din lemn stratificat a fost reperat un element plan termoizolant cu dimensiunile de 1,22 m x 2,44 m, compus din lambriuri de aproximativ 2 cm care s-au montat spre interior, poliuretan si un strat de 12 mm de placaj spre exterior, grosimea totala a elementului fiind de 125 mm.

Aceste panouri s-au asezat deasupra elementelor de rezistenta ale cadrelor, fiind prinse in lungul pantei acoperisului din 1,22 in 1,22 m.

Panourile sunt prinse de pane cu dimensiunile de 115 x 167, care sunt amplasate intre ferme in pozitie orizontala la distante de 1,22 m.

Zonele de sarpanta de la corpul A din zona de capat care acopera cota +13,60 si o parte din cota +17,00, din zona scarii monumentale si din zona alipita turnului au fost executate din lemn stratificat, cu popi de 16 x 16 cm, pane 16 x 16 cm, cu grinzi de 16 x 20 cm, capriori de 12 x 16 cm si clesti de 9 x 20 cm. Toate elementele de prindere metalice sunt alcatuite din otel galvanizat.

Lucarnele reproduc situatia anterioara incendiului, din punct de vedere al pozitiilor, al aspectului, al dimensiunilor si al numarului total, si respectiv de pe fiecare latura de la fiecare corp.

Pentru amplasarea elemen­te­lor noi de rezistenta ale sarpantei s-a reconsiderat consolidarea plan­se­ului de la cota +17,00 al Corpului A.

Pentru corpul B s-au proiectat zece ferme cu baza la capetele reazemelor de 9,00 m, cu anvergura talpilor superioare de 11,70 m la streasina si cu inaltimea de 7,70 m.

Cadrele au o deschidere centrala de 8,30 m sub forma de arc, cu inaltimea libera la partea superioara de 3,30 m.

Pentru prinderea cadrelor din lemn stratificat s-au prevazut buloa­ne inglobate in grinzile care s-au consolidat. De asemenea, a fost proiectata refacerea integrala a sarpantei de peste turn si consolidarea planseului pe care aceasta sarpanta sprijina. Vechea sarpanta era distrusa la baza in proportie de 60%.

Toate piesele de lemn au fost tratate cu substante care previn atacul biologic, prescrise de un specialist biolog si cu substante de protectie antifoc corespunzatoare proiectului de arhitectura.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 87 – noiembrie 2012, pag. 30

Autori:
Bogdan Georgescu, Dan Popescu, Dragos Badea – SC Proiect Bucuresti SA
Louis Diamandi – SC Sebastian Proiect 2000 SRL