1

CUTREMURUL DIN TURCIA DE LA IZMIT1999. DATE SEISMOLOGICE I

COMPORTAREA CONSTRUCIILOR.NVMINTE PENTRU REDUCEREA

RISCULUI SEISMIC LA MONUMENTELEISTORICE

Dr. inginer Dan Olaru

INTRODUCEREn anul 1999 teritoriul Turciei a fost zguduit de mari cutremure de

pmnt i de replici ale acestora. Cele mai importante micri seismice aufost cele din lunile august i noiembrie, cu epicentrele n podiul Anatoliei.Primul dintre aceste evenimente geotectonice a avut cele mai dezastruoaseurmri pentru construcii. Cel de al doilea, dei apropiat din punct devedere al magnitudinii, a avut efecte mai mici, deoarece epicentrul su afost oarecum mai ndeprtat de marile aglomerri urbane, iar primul seismdeja lichidase aproape totul mai nainte.

Marile pierderi materiale i de viei umane au mobilizat specialitii,care au inspectat la faa locului construciile foarte grav avariate, din carenenumrate ajunse n colaps total. Din ceea ce s-a constatat i apoi analizatdecurg o serie de informaii privind modul n care construciile viitoare, dari monumentele istorice, vor putea s fie mai bine asigurate la aciunileseismice severe, aciuni probabile i pentru o mare parte a teritoriuluiRomniei.

n cadrul acestei comunicri se vor prezenta cteva date privindgeotectonica teritoriului Turciei, unele dintre cele mai semnificativedistrugeri constatate dup cutremurul din august 1999 la construciileactuale (de mas), ca i efectele asupra unor monumente istorice din ariaafectat. Comentariile n general, foarte scurte - sunt apreciate de autor cafiind suficiente pentru a lmuri specialitii din ara noastr asuprasubiectului. n cazul construciilor actuale, prevederile normative pe care leavem conferind acestora multe garanii pentru a proiecta i executaconstrucii curente noi, capabile s preia sarcinile seismice de calcul ncondiii de evitare a colapsului, [1]. Deoarece tema actualei manifestritiinifice privete monumentele istorice, lucrarea este completat cu unelereferiri la ceea ce s-ar putea produce n Romnia cu asemenea structuri depatrimoniu, la un seism viitor echivalent ca magnitudine cu cele din anul

2

1999, produse n Turcia. Aici, s-au inclus foarte scurte prezentri ale unorinvestigaii tiinifice ale autorului comunicrii, ale cror concluzii suntoarecum alarmante n ceea ce porivete soarta construciilor istorice laseismele puternice, n cazul n care nu se vor ntreprinde urgent msurile deintervenie necesare.

DESPRE SEISMOTECTONICA PODIULUI ANATOLIAN

Fig. 1. Harta seismotectonic a Turciei (dup [2]).

Fig. 2. Zonele epicentrale ale seismelor din anul 1999.

3

Peninsula Anatoliei este dispus, conform specialitilorgeofizicieni, desupra Oceanului Levantin, care ar fi supus unei micri denlare. Acest fenomen geotectonic este caracterizat i de efectuldeplasrii a trei plci tectonice: cea african cu o micare de la sud sprenord, cea arabic care se deplaseaz de la sud-est spre nord-vest i, n fine,cea iranian (asiatic) care se mic dinspre est spre vest, fig. 1. Deplasareatectonic rezultant pentru Anatolia este spre strmtoarea Bosfor, iarseismele marcheaz aceste evenimente de micare a plcilor tectonice.

Ca urmare a precedentelor mari cutremure din perimetrulmenionat, exist marile falii seismice, cu sensul general de la vest spre est.Studiind dispunerea acestor discontinuitti ale stratelor litologice,seismologii turci preziceau apariia cutremurelor din zona Izmit Dzce,[3]. Ei si ntemeiau previziunile pe faptul c n respectiva zon ar fi trebuits apar o unire a faliilor situate la est i la vest. Iar ultimile dou cutremure(din anul 1999) au confirmat aceste evaluri, vechile falii fiind legate decea nou, aprut n perimetrul menionat. Cele dou mari seisme, de laIzmit-Kokaeli (din luna august) i Dzce-Bolu (din luna noiembrie), au fostdestul de puternice avnd magnitudini peste 7 grade Richter (respectiv 7.4cutremurul Kokaeli i 7.2 cutremurul Bolu), fig. 2. Construciile (desigurcele neajunse n colaps n august) din aceeai regiune a Turciei au fostpractic ncercate succesiv de dou aciuni seismice majore.

DATE SEISMOLOGICE PRIVIND EVENIMENTUL DIN 17AUGUST 1999

Cutremurul de pmnt din 17 august 1999, ora local 03:02 (00:02GMT) a fost numit de la Kokaeli i a avut epicentrul la 3 km de oraulGlck. Aceast localitate este foarte apropiat de un mare centru industrialal Turciei i port la un golf al Mrii Marmara, oraul Izmit. La staiaseismologic din Izmit, ora care este de fapt centrul unei conurbaii, s-aunregistrat acceleraii maxime la vrf ale terenului de 2.25 m/s2 peorizontal i de 1.35 m/s2 pe vertical, fig. 3.

Dup specialistii de la Universitatea de Stat din Istambul, nepicentru au fost de fapt trei scurte ocuri seismice, [3], care, datorit foartereduselor pauze dintre ele, au fost percepute i nregistrate ca o micareteluric continu, avnd durata de 30 s la Izmit, 100 s la Istambul i Bursa,60 s la Sakarya .a.m.d., [2].

Adncimea focarului a fost dup cele mai multe centreseismologice din lume la numai 15 km. De aici caracterul tipic de cutremurde suprafa, cu un coninut bogat n componente de frecvene nalte i cuefecte distructive locale.

4

Fig. 3. Accelerogramele cutremurului din august 1999,nregistarte la Izmit

Reamintim c acest tip de cutremur este caracteristic i Banatului,pentru Vrancea fiind specifice hipocentrele de adncimi intermediare (alecror efecte se propag la mari distane, pe parcurs coninutul de frecvenefiind filtrat n favoarea frecvenelor joase).

Prelucrrile semnalelor nregistrate indic pentru centrele Dzce,Sakarya Iznik, Gebze, Bursa i Izmit importante amplificri (=Sa,mdax/amax> 3.0 la amortizri de 5 %) n domeniul elastic-liniar ale rspunsuluiseismic, pentru oscilatorii monomasici reprezentai de construcii, tab. 1.Aceste date au rezultat utiliznd spectrele seismice de rspuns nacceleraii, calculate de specialitii turci, [2] i nregistrrile n acceleraii lasuprafaa solulului.

5

n fig. 4 se redau spectrele de rspuns n acceleraii calculate pentrunregistrrile de la staia seismologic de la Izmit, pentru a ilustra valorilelor destul de ridicate, respectiv marile solicitri dinamice la care au fostsupuse construciile.

Tab. 1. Coeficieni de amplificare, i acceleraii maxime aleterenului, amax (m/s2) la principalele staii seismice (cutremurul din 17august 1999)Par.\Localit. Izmit Istambul Iznik Bursa Gebze DzceE-V / amax 3.75

2.002.500.35

4.001.20

2.000.40

4.001.25

3.303.80

N-S / amax 4.201.20

3.000.30

4.000.80

3.800.50

4.002.50

5.003.00

Vertic. / amax 4.201.20

4.000.30

4.000.50

4.000.25

5.301.80

3.304.70

Interes prezint i disiparea de energie pe diferite frecvene deoscilaie. Un astfel de parametru ar indica o mai bun corelare ntre cauz iefect, atunci cnd am ncerca s evideniem tipurile structurale cele maiafectate de un cutremur de pmnt. Din acest punct de vedere, cea mai bunmsur a disiprii de energie seismic pe frecvene ar fi dat de funciadensitii spectrale de putere, calculat pe baza vitezogramelor micriiseismice. Nedispunndu-se de astfel de prelucrri, ci numai de spectreleFourier ale vitezogramelor rezultate prin integrarea accelerogramelor de lastaiile seismice turceti, se poate totui afirma c cea mai mare disipare deenergie seismic a fost urmtoarea:

pe domeniul 1.0 1.4 Hz n cazul centrelor Izmit, Gebze, Iznik,Sakarya i sudul metropolei Istambul

pe domeniul 0.5 1.4 Hz n cazul oraelor Dzce i Bursa.Oricum, se remarc faptul c, n toate situaiile, cele mai excitate

au fost cldirile de tipul cadrelor din beton armat cu un numr mediu denivele (3 7), ale cror frecvene fundamentale de oscilaie sunt cuprinsentre 1.0 i 1.4 Hz , respectiv ntre 0.7 s i 1 s perioadele fundamentale deoscilaie.

La monumentele istorice, masivitatea zidriei din piatr natural,iar n cazul unora chiar i marea rezisten a mortarului de zidrie (cca.80 daN/cm2, n cazul Bisericii, acum moschee, Sf. Sofia din Instambul) leconfer frecvene proprii fundamentale mult mai nalte, fat de maximelespectrale menionate; aceast caracteristic le-a conferit, de aceast dat,o sigurant n plus, prin evitarea cvasi-rezonanei seismice. Totui, aufost i unele excepii: turnurile reprezentate de vechile minarete, care au s-

6

au apropiat de acest fenomen de acordare a frecvenelor proprii (ngenerala cele de ordin superior) cu cele predominante ale terenului defundare. La aceste structuri istorice s-au produs colapsuri.

Fig. 4. Spectre de rspuns pentru nregistrile de la staia seismologic Izmit.

4. EFECTE LA NIVELUL TERENULUI I LA CILE DECOMUNICAIE, CAUZATE DE CUTREMUR

La suprafa ateptarea prelungirii unor falii a fost constatat. Pe olungime de aproximativ 50 km s-au marcat dou mari rupturi, ntre rulSakarya i oraul Glck. Diferenele de deplasare ntre cele dou laturi alefaliei au atins i valori extreme de pn la 260 cm, aa cum se vede n fig. 5deformarea unei ci ferate care traversa falia seismic din 17 august 1999.

Mari efecte de faliere s-au constatat i la cile de comunicaiirutiere, dup cum se vede foarte clar n fig. 6. Fenomenul a afectat i untablier de pod (pasaj de traversare a unei autostrzi) care s-a prbuit, fig. 7.De altfel, acest pod a fost singurul care a fost grav avariat n august 1999,spre deosebire de cutremurul din noiembrie, cnd au fost produse maridezastre la unele poduri de osea (autostrzi).

Un adevrat dezastru s-a ntmplat la fundul golfului Izmit. Aicis-au construit n ultimii ani, pe un teren de slab consistent, (rezultat nurma sedimentrilor specifice unei delte la un ru care deverseaz n mare),cldiri cu 5 6 nivele. Falierea produs de cutremur a condus la prbuirea,incredibil ca dimensiuni, a unei zone de litoral, astfel c respectivelecldiri sunt astzi cu ultimul planeu sub nivelul mrii. Drept dovad aurmas unele construcii vecine, care au ajuns (la data inspectrii, 20octombrie 1999) s aib cota +/- 0.00 sub nivelul mrii. Desigur, acestecldiri erau planificate pentru demolare.

La unele taluzuri s-au produs fenomene de instabilitate, tot caurmare a fenomenului de faliere seismic, dup cum se observ n fig. 8.ns, cele mai mari probleme din acest punct de vedere le-a creat totcutremurul din luna noiembrie.

7

De menionat este faptul c falia seismic produs n 17 august atraversat Marea Marmara, atingnd sudul metropolei Istambul. n acest oraau avut de suferit, inclusiv colapsuri totale, mai ales cldirile din aceastzon. Cele dou poduri suspendate peste strmtoarea Bosfor nu au suferitavarieri, dar o propus nou lucrare de unire a Europei cu Asia, la sud deaceste dou mari realizri inginereti, a fost abandonat deocamdat,deoarece ar traversa falia seismo-tectonic.

Fig. 5. Efectul fenomenului de faliereseismic la o cale ferat.

Fig. 7. Prbusirea unui tablier de podrutier, ca urmare a fenomenului de

faliere

Fig. 6. Efectul fenomenului de faliereseismic la o osea.

Fig. 8. Taluz afectat de fenomenul defaliere seismic.

EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR INDUSTRIALE INVMINTE PENTRU CONSOLIDRILE REVERSIBILECU METAL

Zona epicentral Izmit-Dzce are un mare grad de dezvoltareurban. De asemenea avea i o extins industrie, venitul pe cap de locuitorn aceast regiune depind de cca. 3 ori pe cel mediu al Turciei (de cca.

8

6600 dolari/cap de locuitor !). Ramura industrial de baz n conurbaia cucentrul la Izmit este cea a prelucrrii petrolului. Aa se justific faptul ccele mai importante pagube produse la cutremurul din august au fostsemnalate la rafinrii. n fig. 9 se arat modul n care au fost avariate unelerezervoare de petrol. n fig. 10 sunt vizibile ruinele unei complex industrialprbuit. De menionat este incediul puternic la un rezervor; limitarea istingerea acestui focar potenial al unui i mai mare dezastru.a durat ctevazile de imense eforturi.

Totui, ce ar trebui reinut n acest context, rezervat mai alesstructurilor istorice, analiznd comportarea construciilor industrialedistruse n Turcia de cutremurul din august 1999 ? n primul rnd, faptul ccele din urm erau destul de sensibile la aciuni seismice puternice, mai alesla cele verticale. n al doilea rnd, faptul c structurile realizate din metal aufost insuficient asigurate din punct de vedere al stabilitii locale. n altreilea rnd, faptul c instalaiile industriale complexe de tip cuplat ausuferit efecte semnificative ale interactiunii seismice dintre diferitelesubsisteme care le compuneau. Aceste aspecte par a nu fi fost sesizate lamomentul proiectrii, lucru de altfel justificabil, codurile de proiectare fiindnc deficitare din acest punct de vedere.

Fig. 9. Rezervor metalic de petrolavariat de cutremur. Fig. 10. Complex industrial dup

colapsul cauzat de cutremurul depmnt.

Transpunnd aceste constatri la munumentele istorice, rezult oremarc special: Trebuie acordat un discernmnt deosebit la aa-ziseleconsolidri de tip reversibil, cnd vechiul material (cel istoric) se asociazcu ranforsrile din metal. Nu este vorba aici de ceea ce muli specialitisusin cu obstinaie: de necesitatea absolut a asocierii zidriei moi cuoelul de tip ductil ! Mai precis, putem discuta n primul rnd desprenecesitatea evitrii consecinelor defavorabile, asociate cu fenomenele de

9

cuplare dinamic ntre cele dou subsisteme: zidria masiv (cu frecveneproprii i amortizri n general ridicate) i oelul svelt (cu frecveneproprii i amortizri cu mult mai sczute). Pot s apar coliziuni, iar ncazurile de cvasi-acordare micrile de rspuns seismic vor fi maicomplicate datorit atenurilor de rspuns seismic ale unor componente,nsoite de supraamplicifrile altora !

EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR CIVILE RELATIV NOIn cadrul acestei lucrri vom considera ca fiind construcii civile

relativ noi acele edificii care s-au realizat n ultimii 25 ani n Turcia. Faptulc n marea lor majoritate au structura de rezisten din beton armat, iarelementele despritoare sunt de tip ceramic (n general blocuri cu goluriverticale, cu grosimi de numai 12.5 15.0 cm), permite o astfel dencadrare. De notat i regimul de nlime specific: 5 6 nivele (inclusivparterul). Se menioneaz aproape cvasitotalitatea concentrrii distrugerilorla acest tip de cldiri, care asigur n cea mai mare parte locuinele de mas,(cu excepia unor aproape nesfrite zone rezideniale ale Instambuluiasiatic, unde regimul de nlime este de numai dou nivele pentru case uni-sau bi-familiale).

Ceea ce este caracteristic construciilor civile n cadre de betonarmat din Turcia este folosirea cadrelor lamelare, adic a stlpilor curaportul dintre nlimea seciunii i grosimea acesteia de peste 2.5, (lainspectarea pe teren s-au msurat dimensiuni de 60 x 20 cm !) i a grinzilorcu aceleai grosimi. n fig. 13 se arat un bloc de locuine n construcie, iarn fig. 11 este schematizat blocul tip turcesc i tipurile clasice de cedareconstatate de autor.

Se remarc n figura 11a modul n care, imediat peste parter, serealizeaz o extindere a suprafeelor utile: prin ieirea semnificativ nconsol a planeelor i a zidurilor de umplutur exterioare. n multe situaii,zidurile ceramice de la etaje s-au nlocuit cu perei structurali din betonarmat, rezultai din transformarea stlpilor prin alungirea laturilor mai lungiale seciunilor transversale. Oricum, la parter structurile au fostsensibilizate puternic, comparativ cu nivelele superioare, astfel c fiecaretronson de cldire poate fi foarte bine asimilat cu un clasic pendul inversatde tip monomasic. Adic, concentrarea deformaiilor induse de forele deinerie seismice va fi produs practic numai la nivelul stlpilor de la parter.Aa s-au putut produce colapsurile prin mecanismul plastic de nivel laparter, conform schiei din fig. 11b.

10

Fig. 11. Particularitile blocului tip turcesc: a. de structur; b. de cedare laseism

Fig. 12. Structur de cadre lamelare nexecuie. Fig. 13. Construcie n cadre, grav

avariat la Dzce.

Pe de alt parte, armarea elementelor din beton armat a fost foartedeficitar, oelul longitudinal din stlpi fiind de tip lis, (3 x 2 bare cudiametrul de 16 mm s-au constatat la nivelul parterului), iar etrierii au fostfoarte rari, (la 20 cm n zonele plastice poteniale !). Barele longitudinaledin grinzile de cadru aveau ancorri insuficiente, ciocurile fiind realizatechiar n slabele noduri cu stlpii. Nodurile erau de asemenea total deficitaredin punct de vedere al confinrii cu etrieri. Autorul acestui articol a efectuat

11

recent un studiu restrns de simulare a comportrii seismice a nodurilorgrind-stlp de tip turcesc. S-a folosit modelarea cu elemente finite aunui astfel de nod de cadru (exterior la parter), unde lipsesc etrierii, iarbarele de armare longitudinale ale stlpului superior i cele ale grinzii itransmit eforturile la beton numai n zone limitate marginal, din cauzalunecrilor partiale n nod. Rezultatele simulrii numerice au indicat ocretere mai mult dect dubl a tensiunilor principale de ntindere nbetonul din nodul turcesc, n comparaie cu cazulul nodului bine alctuit.Cu alte cuvinte, fisurarea i cedarea unor astfel de noduri este foarteputernic favorizat de deficienele de (ne)armare existente. Al doilea modde colaps, schiat n fig. 11a, cel prin cedare noduri, nsoit sau urmatde forfecarea i zdrobirea din compresiune a stlpilor de la mai multenivele poate fi explicat n acest mod.

In fig. 12,, 21 se arat cteva cazuri de grave avarii (inclusivcolapsuri) ale unor astfel de construcii din zona Izmit i zona de sud ametropolei Istambul.

Fig. 14. Blocuri de locuine n colapsparial la Istambul.

Fig. 15. Bloc de locuine n colapstotal la Izmit..

12

Fig. 16. Bloc de locuine rsturnat la IzmitFig. 17. Colaps total a construciei

cu prbuirea n mare, la Izmit.

Fig. 18. Bloc de locuine n colaps total.Fig. 19. Detalii de la un bloc n

colaps total

. Fig. 20. Vedere de ansamblu dintr-uncartier din zona cvasi-epicentral, cu

foarte multe colapsuri totale de cldiri.

Fig. 21. Echip de degajare aresturilor la o construcie prbuit.

13

EFECTE ASUPRA CONSTRUCIILOR DE CULT IMONUMENTELOR ISTORICE DIN TURCIA

Cldirile mai vechi, inclusiv cele care sunt monumente istorice saude arhitectur, au fost realizate din zidrii ceramice sau din piatr natural.Din ceea ce s-a putut constata pe teren, aceste edificii sunt grupate nvechiul ora Istambul, fost Constantinopole.

Cutremurul din 17 august 1999 a fost destul de puternic doar nsudul prii europene a oraului Istambul, (zon vecin cu falia seismic),unde acceleraiile orizontale maxime la sol au atins vrfuri de pn la 0.50m/s2 , iar cele verticale de maximum 0.30 m/s2. Valorile maxime dinspectrele de rspuns n acceleraii au fost de 1.5 m/s2 pe orizontal i de0.80 m/s2 pe vertical. Exceptnd cteva cldiri de mrime relativ maimic, cel mai important vestigiu istoric n zona afectat a Istambulului estereprezentat de zidurile mparatului Teodosiu. Micile fracturi ale acestuia,deja existente, nu par s fi fost deschise semnificativ de cutremur.

Cu toate acestea, datorit fenomenelor asociate chiar cu micriseismice reduse s-au produs i unele avarii la constructii vechi, istorice ide cult, n zona central-european a marii metropole de la Bosfor. n acestsens, se poate cita mrirea deschiderii crpturilor de la moscheea dinpiatr natural vecin cu Primria General a Istambulului. Fisurareavertical (pe meridian) mai veche s-a majorat n mod ngrijortor lacutremur, datorit efectelor de cvasi-lichefiere i tasare inegal a terenuluide sub fundaii.

Este totui interesant de artat ct de bine arat marile edificiireligioase, cu arhitectur, spaialitate i proporionaliti. inginereti (mase,rigiditi) remarcabile. Este vorba de Biserica (acum moscheea) Sf Sofia,fig. 22 (a i b) i de aa-numita Moschee Albastr, fig. 23 (a i b). Estedrept, nici caracteristicile seismului nu au fost acordate cu proprietiledinamice ale acestor dou mari ansambluri monumentale.

Totui, minaretele moscheelor (turnurile anex) ceva mai vechi seconstruiau din zidrie.O serie de astfel de structuri au fost retezate lacutremur, cauza putnd fi desigur oscilaiile lor dup un mod superior.

La moscheele contemporane, minaretele sunt din beton armat i,mai ales, din beton precomprimat. Noile materiale le-au permis o buncomportare la cutremur, nefiind sesizate avarieri.

n ceea ce privete construciile de cult moderne (moscheele),acestea sunt realizate n sistemul pereilor din zidrie ceramic, cu smburii centuri din beton armat, avnd domurile din beton armat prefabricat.Aceste construcii s-au comportat foarte bine la cutremurul Kokaeli. Drept

14

dovad este imaginea din fig. 25, unde se vd foarte clar o moschee i oconstrucie civil (ambele construite dup cunotintele tiintifice, incluse nnormele actuale de proiectare) nvecinat rmase intacte, n timp ce n jurtoate cldirile au fost aduse n colaps total.

Fig. 22.a. Biserica Sf. Sofia. Exterior Fig. 22.b. Biserica Sf. Sofia. Interior

Fig. 23.a. Moscheea Albastr. Exterior Fig. 23.b. Moscheea Albastr. Interior

Fig. 24. Omoschee i un

bloc (construciimoderne) care au

rezistat intr-uncvartal total n

colaps

15

O ESTIMARE PRIVIND RISCUL SEISMIC ALMONUMENTELOR ISTORICE DIN ROMNIA,COMPARATIV CU CEEA CE S-A CONSTATAT LAISTAMBUL N AUGUST 1999

n arealul romnesc exist zone cu seismicitate ridicat (Muntenia,estul Moldovei, Oltenia, Banatul, partial Criana). dar i altele cu un risc decutremure importante mai redus. Pe de alt parte, monumentele istoricesunt rspndite pe tot teritoriul, ceea ce face ca numrul acelora dejaafectate de numeroasele cutremure de pmnt s fie destul de ridicat.

Fiind n marea lor majoritate realizate din zidrii din piatr, (uneorii din crmid sau n asociere cu acest material), degradrile seismice suntmarcate de fisuri (fine i medii ca deschidere), precum i de crpturiputernice. De multe ori, peste efectele seismice s-au adugat cele provenitede la deficienele de infrastructur (teren i fundaii).

La bisericile ortodoxe prezena turlelor, iar la cele catolice iprotestante a turnurilor a imprimat mari neomogeniti de conformaredinamic structural, astfel c aceste excrescene au avut aproapentotdeauna de suferit. De aici i foarte numeroasele biserici monumenteistorice - care necesit grabnice msuri de consolidare/reabilitare. Deoareceaspecte specifice (inclusiv cele privind corelarea tip structural-perioadistoric de construcie) au fost prezentate de autor n lucrarea [4] nu se maidezvolt aici acest aspect.

Un fenomen deosebit se constat la turnurile masive din piatr carereprezint accesul n incintele monahale fiind n acelai timp i clopotnieleacestor aezminte religioase. Aici avarierile periculoase sunt foartediverse. Vom prezenta aici ca exemplu Turnul Mnstirii Golia din Iai, alecrui faade sunt puternic marcate de fisurri destul de periculoase pentrusigurana la un viitor seism de grad VIII (cel standardizat pentru oraulIai), fig. 25. La acest monument demararea unor investigaii, urmate derepunerea imediat n siguran este absolut necesar !

Pe de alt parte au rmas multe monumente n stadiu de antierde ani de zile. Aici avarierile continu, n loc de a fi stopate, datorit lsriide izbelite a construciilor i mai slbite pe parcursul interveniilorabandonate. Cazuri clasice sunt cele al sediului Filarmonicii i aleConservatorului din Iai. Autoritile locale i teritoriale ar trebui s alocegrabnic fonduri pentru o re-expertizare a strii actuale a acestor obiective,precum i pentru readaptarea proiectelor de consolidare i de terminare areabilitrilor structurale i de finisaje, plus instalaii.

16

Fig. 25. Turnul Golia din Iai, cu degradrilede pe faadele principal i de vest

DETERMINRI TIINIFICE DIN AR, UTILE LAREABILITAREA STRUCTURAL A MONUMENTELOR

Dup unele experiene de teren, (n primul rnd prin asigurareaasistenei tehnice/proiectare la consolidarea bisericii Frumoasa din Iai,utiliznd conceptele marelui profesor Alexandru Cimigiu, dar i cu alteocazii), autorul acestui articol a determinat, n premier mondial funcia defriciune n regim dinamic la zidrii, [5], testnd pe un simulator seismic(fizic), dou modele din zidrie cu rezistene slabe ale mortarului, (decisimilare celor existente la monumentele istorice din ara noastr), fig. 26.Au reieit valori cu mult mai reduse fa de ceea ce propun toate referinele(coduri de proiectare sau manuale) pentru verificare. Adic, n cazulacordrii structur-teren de fundare valoarea scade pn la 0.15, iar nmod curent se poate conta pe un coeficient maxim de friciune de numai0.2, (fa de 0.5, ct se accept n mod uzual !), fig. 27 (experimental) i 27(normalizat). Cu alte cuvinte, un nou semnal de alarm n ceea ce

17

privete monumentele istorice degradate structural, care trebuie consolidateefectiv i nu numai reparate !

Pe baza acestor determinri, autorul prezentei comunicri aprezentat la o reuniune tiinific mondial o procedur proprie de evaluarea riscului seismic, aplicabil la monumentele istorice, [6].

De altfel, la INCERC Filiala Iai exist numeroase preocupripentru determinarea strii de siguran a unor monumente istorice.Cercettorii de aici au efectuat determinri de caracteristici dinamice(parametri corelabili cu rigiditatea global efectiv a construciei) i decaracteristici fizico-mecanice de material la numeroase monumente dinIai, n cadrul unor expertizri tehnice. Astfel de msurtori sunt necesarei dup operaiunile de consolidare, tocmai pentru a se verifica eficacitateainterveniei. Cu toate acestea trebuie menionat faptul c n cazul unordeterminri dinamice globale se pot produce unele erori de apreciere, (ase vedea deja cazul citat al Turnului Mnstirii Golia).

Pentru a remedia acest mare neajuns, autorul prezentei comunicriare n curs de elaborare o procedur complex teoretico-analitico(matematic)-experimental de determinri specifice, care pot asigura ungrad sporit de precizie, n stare de a demasca i cuantifica mai precis attdegradrile locale, ct i autentica remediere obinut dup intervenia deconsolidare. (Se prea poate ca lucrrile de intervenie, n unele cazuri destulde empiric concepute i realizate, s nu fie de folos, ci chiar din contra !).Problema cea mai dificil - pentru definitivarea i aplicarea proceduriiconcepute de autorul lucrrii - este lipsa fondurilor (relativ minime)necesare achiziionrii de ctre INCERC Iai a unei absolut minime inecesare dotri experimentale de teren. n acest sens, att organismeleguvernamentale, ct i sponsorii din sectorul privat ar putea contribui lafinalizarea acestui proiect mai mult dect necesar n activitatea derestaurare a construciilor-monumente istorice. n fond, cercetareatiinific cu rezultate imediat aplicative ar trebui s fie mai bine tratatchiar de potenialii beneficiari, respectiv, n cazul restaurrilor demonumente istorice, de ctre firmele-antrepriz de profil.

18

Fig. 26. Modele experimentale pe platforma de simulare seismic a INCERC Iai

Fig. 27. Funcia experimental de friciune la zidrii ci mortare slabe

F U N C T IA D IN A M IC A D E F R IC T IU N E

00 ,10 ,20 ,30 ,40 ,50 ,6

F r e c v .p r e d o m . s e i s m / f r e c v . f u n d a m . , s t r u c t u r a

Coe

ficie

nt d

inam

ic, f

Fig. 28. Funcia de friciune normmalizat la zidarii cu mortare slabe

19

CONCLUZII GENERALEMarele eveniment seismic din 17 august 1999 de la Izmit, Turcia,

s-a manifestat din punct de vedere geofizic: prin deschiderea unor lungi imari falii (maximum 260 cm diferene de deplasare la suprafaa solului),prin lichefierea terenurilor nisipoase, prin vibraii de mare intensitate i unimens potenial distructiv n ariile din jurul epicentrului.

Din punct de vedere al efectelor asupra construciilor, daunele aufost considerabile: cca. 25000 de cldiri distruse sau de nerecuperat, 5000de cldiri de consolidat, distrugeri la ci de comunicaii, scoaterea din uz anenumrate capaciti industriale (la Izmit n proportie de peste 80 % !). Oestimare a oficialitilor turce, la nivelul lunii octombrie 1999, conducea ladaune de aproximativ 20 miliarde dolari. Desigur la acestea s-au adugatalte pierderi materiale la cutremurul din noiembrie.

Din punct de vedere uman, s-a produs pierderea a cca. 40000 devieti i rnirea a altor 150000 de persoane. Distrugerea masiv a unorntreprinderi a nsemnat, indirect, alte pierderi considerabile pentrupopulaia din zonele afecate de cutremur. Cu toate acestea, guvernul turc i-a mobilizat toate resursele pentru a ajutora pe cei rmai fr adpost. Fra inventaria msurile luate, vom reine doar faptul c s-a hotrt adpostireatuturor sinistrailor n sutele de blocuri de locuit noi, existente n zonelevecine cu cele afectate de dezastru. De notat: statul va aloca plata chiriilorpe timp de un an pentru cei incapabili s le acopere, construciile rmnndn continuare ale proprietarilor privai. Proprietarii construciilor, dac vordori, le vor putea vinde celor interesai, statul facilitnd credite avantajoasen acest sens. Desigur, investiiile rmn n continuare apanajul sectoruluiprivat, (indiferent dac sunt de provenien intern sau extern). De altfel,boom-ul economic al Turciei actuale este datorat dezvoltrii puternice apieei libere. Sutele de construcii noi, cele mai multe n execuie, (constndn cvartale cu blocuri de locuine i hale industriale), care se vd de-alungul autostrzilor, sunt cea mai elocvent dovad a faptului c atragereacapitalurilor strine prin politici i legislaii economice coerente reprezintcheia prosperitii unei naiuni, (chiar din zona noastr, balcanic !).

Ultima msur (cea a asigurrii locuinelor, preponderentumanitar) este oarecum asemntoare cu ceea ce a realizat recent nRomnia MLPAT-ul. Este vorba, desigur, de nfiinarea Ageniei Naionalede Locuine i de facilitile acordate proprietarilor pentru expertizarea,proiectarea i execuia consolidrilor la imobilele cu destinaia de locuine.Sprijinirea la nivel de guvern a aplicrii reglementrilor recente privindrepunerea n siguran a fondului construit existent, oriunde este cazul,

20

devine o necesitate stringent, deoarece n ar exist mult mai multeimobile care pot fi ncadrate n clasa I de risc seismic. Nu ne putem limitanumai la cele peste 100 nominalizate la Bucureti, ceteni ai rii locuindi n alte orae i localiti rurale ! Aici par a fi prioritar necesare msurilelegislative care s tenteze bncile s fie mai interesate n reducereanivelului dobnzilor pentru mprumuturile necesare executrii lucrrilor derepunere in siguran a cldirilor vulnerabile din punct de vedere seismic.Aceste intervenii structurale nu mai pot suferi amnri, n condiiile n careun mare seism intermediar este ateptat n viitorul imediat n zona Vrancea,iar altele superficiale sunt posibile oricnd n Banat.

Revenind la aspectele tehnico-inginereti, putem concluziona c oaciune pentru mbuntirea codului de proiectare antiseismic P100-92este mai mult dect necesar. Se pot meniona aici ca fiind prime urgenereevalurile urmtoarelor chestiuni:

Zonarea seismic (cazul Banatului - cu risc potenial dincutremurele locale de suprafa, deci necesitnd curbe particularei nu cele generale, deduse pentru Bucuretii supui cutremurelorvrncene; cazul celorlalte regiuni, supuse riscului cutremurelorvrncene - care ar trebui s fie cel puin ceva mai detaliate, dac numicrozonate; reanalizarea parametrilor perioade de col actualmente cu o distribuie grosier a valorilor Tc ).

Cuantificarea sarcinilor seismice, n sensul deja amintit ncapitolele precedente ale articolului (n privinta factorilor ks , , ),dar i prin luarea n considerare a aspectelor energetice; (pentruultima chestiune autorul articolului de fa a propus n urm cuciva ani utilizarea unei funcii sau unui coeficient dependent defuncia medie a densitii spectrale de putere a vitezelor excitaiilorseismice).

Introducerea unor prevederi specifice analizei seismice pentruconstruciile-monumente istorice, care dei sunt cazuri particulare,nu pot fi tratate alfel dect celelelte edificii supuse oscilaiilorinduse de cutremurele de pmnt. Aplicarea procedurilor specificecorpurilor cu discontinuiti (metoda de friciune - elaborat deautorul lucrrii de fa, ori cea a elementelor discrete implementat deja n programul de calcul UDEC) sunt astfel demetode specifice de analiz pentru monumentele istorice. Aicicolaborarea efectiv dintre specialitii MLPAT i cei aiMinisterului Culturii trebuie s devin mult mai operativ,concurena cu orice pre fiind de fapt contraproductiv.

21

Proiectarea seismic a consolidrilor moderne de monumenteistorice trebuie s ia n considerare acest fenomen de cuplaredinamic, la fel ca i sistemele de instalaii/echipamente +structuri-suport, innd cont de interaciunea lor dinamic-seismic.Numeroase investigaii ale autorului n domeniul comportriidinamic-seismice a structurilor cuplate (de tip industrial) au condusla propuneri concrete de relaii de calcul utile proiectrii, destul demulte fiind deja publicate n diverse reviste i volume, fiindposibil i extinderea lor pentru cazul unor consolidri demonumente istorice.n ncheiere, autorul acestei lucrri mulumete conducerilor

MLPAT i ISCLPUAT pentru oferirea posibilitii de a studia la faalocului, n perioada 18 20 octombrie 1999, urmrile dezastrului din 17august 1999, precum i pentru fotografiile care ilustreaz prezentulmaterial.

Totodat, autorul comunicrii i exprim sperana c attMLPAT, ct i Ministerul Culturii (prin DMASI), cu sprijinul maiconsistent al Ministerului Finanelor, dar i al autoritilor locale(judeene i municipale) ca principale beneficiare, vor gsi modaliti desprijinire/finanare mai eficient pentru toate activitile de salvgardare apatrimoniului naional de tipul construciilor vechi (monumente istoricesau, chiar, numai monumente de arhitectur, dar care nu sunt cu nimic maiprejos dect primele). Desigur aici trebuie incluse n mod obligatoriu ialocrile de fonduri strict necesare pentru cercetarea tiinific despecialitate, astfel ca n final rezultatele s fie mai sigure i, cu siguran,mai.economice.

22

BIBLIOGRAFIE1) Olaru D. Cutremurul din Turcia, 17 august 1999. Date seismologice i efecte

asupra construciilor in rev. Construcii, Bucureti, nr. 2 /20002) Aydan . A prelimenary investigation of Kokaeli earthquake of August 17,

1999 Rep. TDV/DR 007-43/1999 Universitatea Tehnic Istambul3) *** - Note de la discuiile avute la Universitile din Istambul (Tehnic, Ilmz,

de Stat) 19 oct. 19994) Olaru D. Determinari ale caracteristicilor fizico-mecanice la cldiri istorice-

monumentale in rev. Construcii, Bucureti, nr. 3 /20005) Olaru D. Features of the load capacity assessment for old masonry structures

in vol. 1st RAWSE (First Romanian-American Workshop in StructuralEngineering), Iai, 1999

6) Olaru D. Damaged masonry structures and their residual shear capacity byfriction effect in vol. Proceedings of the XI WCEE (World Conference inEarthquake Engineering), Auckland, New Zealand, ian-febr. 2000