GHID PRIVIND PROIECTAREA I EXECUIA CONSOLIDRII STRUCTURILOR N CADRE DIN BETON ARMAT CU PEREI TURNAI IN SITU. REVIZUIRE GP 079-2003

REDACTAREA a II-a

2013

CUPRINS

1. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE

2. CERINE DE PERFORMAN I CRITERII DE NDEPLINIRE PENTRU REPARAREA I CONSOLIDAREA STRUCTURILOR N CADRE, CU PEREI DE BETON TURNAI IN SITU

3. CAUZE PRIMARE, TIPURI DE AVARIERE I STRI DE DEGRADARE

4. EVALUAREA STRUCTURALA A CONSTRUCTIEI EXISTENTE

4.1 Tipuri de informaii necesare pentru evaluarea structural

4.2 Criterii de analiz pentru evaluarea structural calitativ

4.3 Modele de calcul i metode de analiz structural

4.4 Metodologii i etape de evaluare structural cantitativ

5. CONINUT CADRU AL RAPORTULUI DE EVALUARE N VEDEREA INTERVENIEI STRUCTURALE

6. TIPURI DE INTERVENII STRUCTURALE (SUBSTRUCTUR/ SUPRASTRUCTUR, LA NIVEL LOCAL/GLOBAL ETC.) ODAT STABILIT NECESITATEA ACESTORA (REPARAIE, CONSOLIDARE)

7. MATERIALE, PRODUSE DE CONSTRUCII I TEHNOLOGII DE EXECUIE RECOMANDATE PENTRU INTERVENIA STRUCTURAL, INCLUSIV LA NIVEL DE FUNDAII

8. MSURI CONSTRUCTIVE DE INTERVENIE STRUCTURAL, CONDIII DE EXECUIE I CONTROL

9. ETAPE DE REALIZARE A LUCRRILOR DE REPARAII I CONSOLIDARE

10. DIMENSIONAREA I VERIFICAREA PRIN CALCUL A ELEMENTELOR STRUCTURALE I A STRUCTURII N ANSAMBLU

11. ASPECTE PRIVIND OBIECTIVELE DE PERFORMAN ALE STRUCTURILOR N CADRE DIN BETON ARMAT DUP INTERVENIA STRUCTURAL I DURABILITATEA SOLUIILOR DE CONSOLIDARE

12. METODE DE EVALUARE PRIN CALCUL A STRUCTURILOR N CADRE NAINTE I DUP CONSOLIDARE

13. ASPECTE PRIVIND URMRIREA COMPORTRII N TIMP A STRUCTURILOR N CADRE DIN BETON ARMAT DUP CONSOLIDARE

Anexa A (informativ) - EXEMPLU DE PROIECTARE DE CONSOLIDARE

- 10 -

1. OBIECT SI DOMENIU DE APLICARE

1.1 Terminologie

n cadrul prezentului ghid, diferiii termeni sunt utilizai cu urmtoarele semnificaii, preluate din Anexa F a codului P 100-3:

- Consolidare: refacerea sau nnoirea oricrei pri a construciei (a unor elemente sau ansamblu de elemente) n scopul obinerii unei capaciti structurale sporite, de exemplu, capacitate de rezisten superioar, rigiditate mai mare, ductilitate mai ampl;

- Reparaie: refacerea sau nnoirea oricrei pri degradate sau avariate din construcii cu scopul de a obine acelai nivel de rezisten, rigiditate i/sau ductilitate, cu cel anterior degradrii;

- Remodelare: refacerea sau nnoirea oricrei pri a construciei avnd ca efect schimbarea funciunii sau a gradului de ocupare;

- Intervenie structural sau/i nestructural: concept care include termeni de consolidare, reparaie si remodelare;

- Reabilitare: refacerea sau nnoirea unei construcii degradate pentru a asigura acelai nivel al funciunii pe care l avea cldirea nainte de degradare.

- Reabilitare seismic: totalitatea msurilor prin care se obine ridicarea pn la limite considerate ca suficiente a performanelor seismice poteniale ale unei cldiri vulnerabile din punct de vedere seismic.

1.2 Construciile n cadre cu vechime, realizate nainte de 1977, prezint o structur extrem de flexibil i, de multe ori, foarte slab din punctul de vedere al rezistenei i capacitaii de deformare. Stlpii au sectiuni reduse i, adesea, au capaciti mai mici dect grinzile, ceea duce la apariia mecanismelor de etaj i posibilitatea unui colaps structural. Modul lor de cedare este adesea casant, fie datorit eforturilor unitare de compresiune mari, fie datorit armrii extrem de reduse la fort tietoare, fie a lungimilor de nndire i ancoraj care sunt insuficiente, fie a materialelor folosite care au rezistene mecanice reduse. La acestea s-a adaugat i execuia de slab calitate, n numeroase cazuri.

1.3 Un motiv suplimentar al comportrii defectuoase a construciilor vechi din Bucureti la aciunea cutremurelor, relevat n special de cutremurul din 1977, a fost perioada proprie mare, apropiat de perioada predominant (Tp = 1,41,6 s) a vibraiei terenului n timpul cutremurelor vrncene.

1.4 Toate acestea au fcut ca un numr relativ mare de cldiri cu structura n cadre de beton armat s necesite intervenii de consolidare, pentru mrirea rezistenei i/sau micorarea flexibilitii la deplasri laterale. Una dintre msurile cuprinse n Anexa F din P 100-3 este modificarea sistemului structural prin introducerea de perei structurali de beton armat.

1.5 Prezentul ghid, elaborat pe baza prevederilor codului P 100-3 i a codului P 100-1 i prelund prevederi ale acestora, furnizeaz metodele de calcul i soluiile constructive necesare proiectrii consolidarii structurilor n cadre prin introducerea de perei de beton armat turnai in situ. Prevederile ghidului se adreseaz investitorilor, proiectanilor, executanilor de lucrri, specialitilor cu activitate n domeniul construciilor atestai/autorizai n condiiile legii, precum i organismelor de verificare i control (verificareai/sau expertizarea proiectelor, verificarea, controlul i/sau expertizarea lucrrilor).

1.6 Simboluri

Ac - aria seciunii transversale a unui element de beton; Awh - aria total a seciunii orizontale printr-un perete; Hw - nlimea unui perete;MEd - valoarea de proiectare a momentului ncovoietor;

MRb - suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale grinzilor care intr ntr-un nod, n seciunile nvecinate nodurilor, corespunzatoare direciei i sensului considerat al aciunii seismice;

MRc - suma valorilor de proiectare ale momentelor capabile ale stlpilor care intr ntr-un nod, n seciunile nvecinate nodurilor, corespunztoare direciei i sensului considerat al aciunii seismice;

Mi,d - valoarea momentelor la capetele grinzilor sau stlpilor utilizate pentru calculul forei tietoare asociate plastificrii;

MRb,i - valoarea de proiectare a momentului capabil n grinzi la capatul i; MRc,i - valoarea de proiectare a momentului capabil n stlpi la capatul i; NEd - valoarea de proiectare a forei axiale;Vc - valoarea de proiectare a forei tietoare n stlp;

V'Ed - fora tietoare rezultat din calculul structurii n combinaia seismic de proiectare;

VEd - valoarea de proiectare a forei tietoare n perete;

VEd,max - fora tietoare maxim asociat plastificrii, ce acioneaz la captul unei grinzi; VEd,min - fora tietoare minim asociat plastificrii ce acioneaza la captul unei grinzi; Vjhd - valoarea de proiectare a forei tietoare n nod;b - limea unei grinzi msurat la partea inferioar; bc - dimensiunea seciunii transversale a unui stlp; bwo - grosimea inimii unui perete;d - nlimea efectiv (util) a seciunii elementului;

dbL - diametrul barelor longitudinale;

dbw - diametrul unui etrier;

fcd - valoarea de proiectare a rezistenei la compresiune a betonului;

fctm - valoarea medie a rezistenei la ntindere a betonului;

fyk - valoarea caracteristic a limitei de curgere a oelului;

fyd - valoarea de proiectare a rezistenei la curgere a oelului;

fywd - valoarea de proiectare a rezistenei la curgere a armturii transversale;

lw - lungimea seciunii transversale a unui perete;

q - factor de comportare;

s - distana dintre armturile transversale;

xu - nalimea zonei comprimate;

1.7 Referine normative

1.7.1 Standarde de referin:

- SR EN 1990:2004 Eurocod: Bazele proiectrii structurilor.

- SR EN 1990:2004/NA:2006 Eurocod: Bazele proiectrii structurilor. Anexa Naional.

- SR EN 1991-1-1:2004 Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri.

- SR EN 1991-1-1:2004/NA:2006 Eurocod 1: Aciuni asupra structurilor. Partea 1-1: Aciuni generale. Greuti specifice, greuti proprii, ncrcri utile pentru cldiri. Anexa Naional.

- SR EN 1992-1-1:2004 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale si reguli pentru cldiri.

- SR EN 1992-1-1:2004/NB:2008 Eurocod 2: Proiectarea structurilor de beton. Partea 1-1: Reguli generale i reguli pentru cldiri. Anexa Naional.

- SR EN 1997-1:2004 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generale.

- SR EN 1997-1:2004/NB:2008 Eurocod 7: Proiectarea geotehnic. Partea 1: Reguli generale. Anexa Naional.

- SR EN 1998-5:2004 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezisten la cutremur. Partea 5: Fundaii, structuri de susinere i aspecte geotehnice.

- SR EN 1998-5:2004/NA:2007 Eurocod 8: Proiectarea structurilor pentru rezistena la cutremur. Partea 5: Fundaii, structuri de susinere i aspecte geotehnice. Anexa Naional.

- SR EN 197-1:2002/A3:2007 Ciment. Partea 1: Compoziie, specificaii si criterii de conformitate ale cimenturilor uzuale.

- SR EN 12620:2002+A1:2008 Agregate pentru beton.

- SR EN 206-1:2002/A2:2005 Beton. Partea 1: Specificaie, performan, producie i conformitate.

- STAS 10107/0-1990 Calculul i alctuirea elementelor de beton, beton armat i beton precomprimat.

- SR EN 1992-4-1/AC- 2011 Proiectarea elementelor de prindere pentru beton. Partea 4-1: Generaliti.

- SR EN 1992-4-4/AC-2011 Proiectarea elementelor de prindere pentru beton.Partea 4-4: Ancoraje post-instalate Cu fixare mecanic.

- SR EN 1992-4-5/AC-2011 Proiectarea elementelor de prindere pentru beton. Partea 4-5: Ancoraje post-instalate Cu fixare chimic.

1.7.2 Acte legislative

Act normativ prin care se aprob reglementarea tehnic/publicaia:

- Cod de proiectare. Bazele proiectrii construciilor, indicativ CR 0/2012. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 1530/2012, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I bis, nr.647/11 septembrie 2012, cu completrile ulterioare.

- Cod de proiectare seismic-Partea I-Prevederi de proiectare pentru cldiri, Indicativ P 100-1/2013. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice nr. 2465/2013, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I, nr. 558 i nr. 558 bis din 3 septembrie2013 1).

- Cod de proiectare seismic. Partea I - Prevederi de proiectare pentru cldiri, indicativ P100-1/2006. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice, nr.1.711/2006, publicat n Monitorul Oficial al Romniei Partea I nr.803 i nr.803 bis din 25 septembrie 2006, cu modificrile i completrile ulterioare.

- Specificaie tehnic privind produse din oel utilizate ca armturi: cerine i criterii de performan, indicativ ST 009-2011. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 683/2012, publicat n Monitorul Oficial, Partea I, nr. 337 din 18 mai 2012.

- Cod de proiectare seismic. Partea a III-a. Prevederi pentru evaluarea seismic a cldirilor existente, indicativ P 100-3/2008. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i locuinei nr.704/2009 publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I nr.674 i nr.674 bis din 1 octombrie 2009, cu completrile ulterioare.

- Cod de proiectare a construciilor cu perei structurali de beton armat, indicativ CR 2-1-1.1/2013. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice nr. 2361/2013, publicat n Monitorul Oficial al Romniei.

- Cod de proiectare a construciilor cu perei structurali de beton armat, indicativ CR 2-1-1.1/2005. Publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I nr.172 bis din 22 februarie2006.

- Normativ pentru producerea i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat - Partea 1: Producerea betonului, indicativ NE 012/1-2007. Ordinul ministrului dezvoltrii lucrrilor publice i locuinei nr.577/2008 din 29 aprilie 2008, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I nr. 374 din 16 mai 2008

- Normativ pentru producerea i executarea lucrrilor din beton, beton armat i beton precomprimat - Partea 2: Executarea lucrrilor din beton, indicativ NE 012/2-2010. Ordinul ministrului dezvoltrii regionale i turismului nr. 853/2010 din 22 noiembrie 2010, Publicat n Monitorul Oficial, Partea I nr.853 din 20 decembrie 2010.

- Normativ pentru proiectarea fundaiilor de suprafa, indicativ NP 112-2012.

Not:1) Conform ordinului ministrului dezvoltrii regionale i administraiei publice nr. 2465/2013, publicat n Monitorul Oficial al Romniei, Partea I, nr. 558 i nr. 558 bis din 3 septembrie 2013, articolul 3, pentru evaluarea seismic a cldirilor existente se aplic n continuare reglementarea tehnic P 100-1/2006.

2. CERINE DE PERFORMAN I CRITERII DE NDEPLINIRE PENTRU CONSOLIDAREA STRUCTURILOR N CADRE, CU PEREI DE BETON TURNAI IN SITU

2.1. Structurile n cadre consolidate prin metoda introducerii de perei de beton armat vor trebui s satisfac, n acord cu concepia de proiectare seismic stabilit n P 100-1 dou cerine de baz ale performanei seismice: cerina de sigurana vieii i cerina de limitarea degradrilor.

2.2 ndeplinirea cerinelor de baz se controleaz prin verificrile a dou categorii de stri limit: stri limit ultime (ULS) i stri limit de serviciu ( SLS).

2.3. Cerina de baz Sigurana vieii se asociaz, din punct de vedere al nivelului hazardului seismic, cu cutremurul avnd intervalul mediu de recuren IMR = 100 ani i presupune proiectarea i realizarea construciilor astfel nct s reziste la aciunea seismic definit conform prevederilor codului seismic fr prbuirea general sau local, pstrndu-se integritatea structural. n plus, dup cutremur, construcia trebuie s poat fi reparat cu cheltuieli rezonabile, nu s fie demolat.

2.3.1 n cazul construciilor cu importan deosebit i/sau atunci cnd proprietarii cldirilor intenioneaz s realizeze un nivel sporit de asigurare se pot avea n vedere i alte obiective de performan dect cele de baz, asociate unor cutremure caracterizate de alte valori IMR. De exemplu, pentru construcii de importan deosebit, cldiri cu regim foarte mare de nlime sau care adpostesc aglomerri foarte mari de persoane etc. nivelul valorii de proiectare a forelor seismice se poate lua corespunztor unui cutremur cu intervalul mediu de recuren de referin de 475 de ani.

2.3.2 Din punct de vedere practic, aceste cerine se consider atinse dac sunt satisfcute verificrile impuse de P 100-1 pentru starea limit ultim (ULS) pentru nivelul aciunii seismice precizat n cod, n funcie de metodologia de calcul adoptat. La verificarea elementelor se face diferen ntre elementele cu comportare ductil i cele fragile (definite conform precizrilor din P 100-3). Elementele cu comportare fragil se verific numai n termeni de rezisten, iar cele cu comportare ductil se verific att n termeni de rezisten ct i n termeni de deformaii.

2.3.3 Capacitatea de rezisten a elementelor se determin pe baza rezistenelor materialelor obinute din ncercri sau din alte surse. Pentru elemente ductile se folosesc valorile medii ale rezistenelor mprite la un factor de ncredere i la coeficientul de siguran al materialului, iar pentru elemente fragile se folosesc valorile caracteristice ale rezistenelor mprite la factorul de ncredere i la coeficientul de siguran al materialului.

2.4. Cerina de baz Limitarea degradrilor se asociaz, din punct de vedere al nivelului hazardului seismic, cu cutremurul cu intervalul mediu de recuren IMR = 30 ani i are n vedere, n principal, ca la acest cutremur cu frecven mai mare, s nu se produc degradri ale elementelor structurale i nestructurale care s limiteze utilizarea cldirii i care, prin prbuire, ar pune n pericol sigurana ocupanilor (perei despritori, perei cortin, cornie, couri de fum etc.). n acelai timp, costul reparrii acestora trebuie s nu fie disproporionat de mare n raport cu costul structurii n ansamblu.

2.4.1 i n acest caz, pentru cazuri speciale, se poate adopta un cutremur cu interval mediu de recuren mai mare ca cel de 30 de ani.

2.4.2 Din punct de vedere practic, acest obiectiv de performan se consider atins dac sunt satisfcute verificrile impuse de P 100-1 pentru starea limit de serviciu (SLS) pentru un nivel al aciunii seismice redus n raport cu cel definit pentru starea limit ultim (ULS).

2.4.3 Verificrile la starea limit de serviciu sunt n primul rnd verificri de deplasri relative de nivel, dar pot fi i de rotiri plastice, n cazul utilizrii calculului neliniar.

2.4.4 Pentru a se obine grade de asigurare sporite, pentru construcii din clasele I i II de importan expunere la cutremur, se amplific valoarea de proiectare a acceleraiei terenului, ag, cu valoarea factorului de importan I= 1,4, respectiv I= 1,2.

2.5 n funcie de clasa de importan i de expunere la cutremur, de durata viitoare de exploatare, n cazul construciilor existente cerinele fundamentale pot fi asigurate pentru un nivel al aciunii seismice inferior celui considerat la proiectarea construciilor noi, respectiv la cutremure cu IMR redus n raport cu cele din P 100-1. Nivelul minim de asigurare

seismic necesar pentru construcii existente de diferite categorii, identic cu nivelul minim care trebuie obinut prin lucrrile de reabilitare seismic, este indicat n P 100-3.

2.6. n afar de obiective de performan legate de aciunea seismic, se pot analiza criterii de performan la aciunea vntului pentru cldiri nalte, precum i criterii de performan din punctul de vedere al durabilitii la aciuni fizice i chimice, al rezistenei la foc i al efectelor asupra mediului nconjurtor. n realitate, nu exist n Romnia construcii n cadre de beton armat dimensionate la aciunea vntului, deci care s necesite msuri de consolidare prin introducerea de perei structurali de beton armat pentru aceast aciune. De asemenea, apreciem c ntreprinderea de msuri de consolidare a structurilor existente deteriorate de efectul tasrilor, coroziunii chimice i/sau fizice, aciunii focului etc. prin introducerea de perei structurali de beton armat turnai in situ, dei posibil, este extrem de rar i nu justific introducerea unor criterii speciale de performan.

3. CAUZE PRIMARE, TIPURI DE AVARIERE I STRI DE DEGRADARE

3.1. Structurile n cadre constau dintr-un sistem mai mult sau mai puin regulat de stlpi i grinzi, legate prin noduri rigide. Comportarea ca nod rigid a zonei de intersecie dintre grinzi i stlpi este esenial pentru capacitatea structurii de a prelua ncrcrile laterale, dar i pe cele verticale.

3.2. Din punctul de vedere al comportrii la aciunea seismic, structurile de tip cadre de beton armat se pot ncadra n dou categorii: din prima categorie fac parte structurile din cldirile vechi, neproiectate la aciuni laterale, iar a doua, structurile construciilor mai recente, care au fost proiectate pe baza unor coduri de proiectare seismic. n ara noastr, n a doua categorie intr construciile realizate dup 1963, data intrrii n vigoare a primului normativ de proiectare seismic.

3.2.1 Construciile realizate nainte de 1963 au o structur adesea neregulat, conceput a prelua doar ncrcrile gravitaionale. Au rezultat structuri extrem de flexibile i, de multe ori, i cu rezisten redus. Stlpii, cu seciuni insuficiente i slab armai, nu au, de regul, capaciti mai mari dect grinzile, sistemul structural fiind de tip stlpi slabi - grinzi puternice. Seciunea mic i armarea transversal insuficient expun stlpii la ruperi fragile din fore tietoare, nainte de dezvoltarea articulaiilor plastice. Valoarea mare a forei de compresiune normalizat i nndirile insuficiente ale armturilor verticale prezint i ele surse de risc de colaps. Materialele din care sunt realizate sunt, de asemenea, de slab calitate.

Datorit flexibilitii mari, adesea aceste structuri conlucreaz cu pereii despritori, cel puin pentru cutremure cu intensitate redus.

3.2.2 Structurile realizate dup 1963, dar nainte de 1980, prezint o serie de deficiene, n absena unei concepii consecvente de impunere a unui mecanism structural de plastificare favorabil. La execuie s-au utilizat, de asemenea, materiale cu caliti inferioare. Din acest motiv i aceste structuri pot evidenia degradri semnificative n urma aciunii cutremurelor de mare intensitate.

3.3. Cauzele primare ale avariilor produse de cutremure sunt deficienele specifice de alctuire. Deficienele cele mai frecvente ale structurilor n cadre pot fi de sistem sau de alctuire a elementelor, considerate individual. Toate aceste deficiene se pot corecta prin metoda de consolidare cel mai des utilizat, i anume, introducerea de perei structurali de beton armat turnai in situ. Principalele deficiene sunt:

3.3.1 Deficiene de sistem

(i) Rezistena de ansamblu redus, datorat n special faptului c aceste structuri nu au fost calculate la aciuni seismice sau au fost calculate la fore seismice extrem de mici.

(ii) Rigiditatea lateral redus, deoarece la structurile vechi nu s-a pus aceast problem.

(iii) Configuraia structurii, care se refer la neregulariti i discontinuiti pe vertical (n special modificri semnificative ale gabaritelor cldirii pe vertical, niveluri cu nlimi mai mari, rezemri indirecte etc.) i n plan (forme neregulate ale etajelor, distribuia neordonat a pereilor de umplutur ntre elementele cadrului etc.). Adesea nu avem de-a face cu cadre spaiale, ci doar cu construcii cu perei de zidrie, planee de beton i civa stlpi legai cu grinzi n zonele unde nu s-au putut amplasa perei.

3.3.2 Deficiene de alctuire a elementelor structurale

Deficiena major a sistemului structural tip cadru spaial de beton armat la construciile vechi este constituit de alctuirea neadecvat a elementelor structurale ce o compun. Cele mai frecvente deficiene din aceast categorie sunt:

(i) alctuirea tip stlpi slabi grinzi puternice, n special datorit seciunilor reduse de stlpi; (ii) rezistena insuficient a stlpilor la for tietoare, cu etrieri rari i de diametru redus;(iii) alctuirea incorect a nodurilor;

(iv) lipsa de ductilitate i/sau nndiri prin suprapuneri insuficiente;

(v) deficienele de alctuire a diafragmelor orizontale (planeelor), cu grosimi mici i armare slab;

(vi) deficiene ale fundaiilor, a cror capacitate nu este corelat cu rezistena suprastructurii i adesea nu formeaz un sistem unitar;

(vii) utilizarea unor materiale cu caracteristici mecanice inferioare.

3.4 Unele dintre deficienele menionate n legtur cu aciunea seismic afecteaz comportarea structurile n cadre i la alte tipuri de aciuni, pentru care, n mod obinuit nu se fac calcule, la proiectare. Sunt aciuni care in de condiiile de mediu (care reprezint toate aciunile chimice, fizice i biofizice la care sunt supuse construciile), tasrile difereniate ale terenului de fundare, aciunea focului, aciuni termice etc.

Pentru construciile vechi o deficien major este calitatea slab a betonului. n plus, seciunile reduse ale elementelor structurale i durata mare de timp n care au fost supuse la acest tip de aciuni, asociate cu lipsa de ntreinere constituie deficiene la acest tip de aciuni.

3.5 Deficienele menionate anterior au fost cauza unor avarii care au mers pn la prbuirea unor construcii n timpul cutremurului din 1977, iar multe din cldirile vechi ce au supravieuit prezint i astzi defecte cum ar fi: fisuri normale n grinzi, mai ales la partea de jos, pe reazem, fisuri nclinate n grinzi i stlpi, fisuri i crpturi nclinate n pereii de crmid, deformaii remanente laterale ale structurii.

Aciunile climatice i apa ptruns n subsoluri au produs dezagregarea betonului, ruginirea armturilor i exfolierea stratului de acoperire cu beton.

4. EVALUAREA STRUCTURAL A CONSTRUCIEI EXISTENTE

Prima etap n stabilirea necesitii de intervenii asupra unor construcii existente, precum i a tipului acestora, este evaluarea seismic a structurilor i a componentelor nestructurale. Evaluarea structural sau expertiza tehnic aa cum este denumit n mod curent, const dintr-un ansamblu de operaii care urmresc s stabileasc msura n care o cldire ndeplinete cerinele de performan asociate aciunii seismice considerate n strile limit precizate.

Evaluarea se face pe baza unei metodologii precise cerut de Codul de proiectare seismic- partea a 3-a. Prevederi pentru evaluarea seismic a cldirilor existente sunt date n codul P100-3 din care sunt preluate, mai jos, etapele principale.

4.1 Tipuri de informaii necesare pentru evaluarea structural

4.1.1. Evaluarea structural se bazeaz n primul rnd pe anumite informaii precizate n capitolul 4 al codului. Acestea sunt:

- documentaia tehnic de proiectare;

- date asupra execuiei construciei examinate luate din Cartea construciei;

- documente referitoare la eventualele intervenii pe durata exploatrii;

- reglementrile tehnice n vigoare la data realizrii construciei;

- investigaii pe teren;

- msurtori i teste in situ i/sau n laborator.

4.1.2. Informaiile necesare pentru evaluarea structural trebuie s permit: (a) Identificarea sistemului structural;(b) Identificarea tipului de fundaii ale cldirii; (c) Identificarea condiiilor de teren;(d) Stabilirea dimensiunilor generale i a alctuirii seciunilor elementelor structurale;

(e) Stabilirea prin ncercri distructive i nedistructive a proprietilor mecanice ale materialelor constituente beton i oel;

(f) Identificarea eventualelor defecte de calitate a materialelor i/sau deficiene de alctuire a elementelor, inclusiv ale fundaiilor;

(g) Identificarea normelor pe baza crora s-a efectuat proiectarea iniial;

(h) Reevaluarea aciunilor aplicate construciei, innd cont de utilizarea cldirii;

(i) Identificarea naturii i a amplorii degradrilor structurale i a eventualelor lucrri de remediere consolidare executate anterior. Se au n vedere nu doar degradrile produse de aciunea cutremurelor, ci i cele produse de alte aciuni, cum sunt ncrcrile gravitaionale, tasrile difereniale, atacul chimic datorat condiiilor de mediu sau de exploatare, etc.

4.1.3 Funcie de cantitatea i calitatea informaiilor obinute asupra geometriei, alctuirii de detaliu i asupra materialelor se adopt stabilete gradul de cunoatere KL. Conform P 100-3 se stabilesc trei niveluri de cunoatere i anume: cunoatere limitat, cunoatere normal i cunoatere complet. Sunt definite trei niveluri de inspectare i de testare a materialelor ce servesc la stabilirea gradului de cunoatere.

4.1.4 Nivelul de cunoatere realizat determin metoda de calcul permis i valorile factorilor de ncredere (CF) cu care se diminueaz rezistenele de calcul ale materialelor.

4.2 Criterii de analiz pentru evaluarea structural calitativ

4.2.1 n vederea stabilirii naturii deficienelor de alctuire i ntinderea acestora, criterii ce sunt eseniale pentru decizia de intervenie structural i stabilirea soluiilor de consolidare, este necesar evaluarea calitativ a structurii.

Se va stabili n ce msura sunt respectate regulile de conformare general a structurilor i de detaliere a elementelor structurale i nestructurale.

4.2.2.Principalele criterii indicate de codul P 100-3 sunt: condiii generale privind traseul ncrcrilor, condiii privind redundana, condiii privind configuraia cldirii cu referire la regularitatea n plan, n elevatie, regularitatea din punctul de vedere al rigiditilor i maselor, condiii privind interaciunea structurii cu alte construcii sau elemente, condiii pentru diafragmele orizontale ale cldirilor, condiii privind infrastructura i terenul de fundare.

4.2.3 Se va urmri, de asemenea, n ce msur sunt respectate condiiile de alctuire specifice structurilor n cadre, att condiii pur calitative ct i condiii de calitate care trebuie verificate prin calcul. Din prima categorie avem urmtoare condiii:

(i) Traseul ncrcrilor trebuie s fie continuu;

(ii) Sistemul este redundant adic are suficiente legturi nct cedarea unei zone s nu duc la colapsul structurii;

(iii) Nu exist niveluri slabe din punctul de vedere al rezistenei; (iv) Nu exist niveluri flexibile;(v) Nu exist diferene importante ale dimensiunilor n plan ale etajelor; (vi) Toate elementele verticale sunt continue pn la fundaie;(vii) Nu exist diferene majore ntre masele de nivel; (viii) Efectele de torsiune de ansamblu sunt moderate;(ix) Infrastructura este capabil s transmit la teren forele orizontale i verticale.

n codul P 100-3 se precizeaz pentru fiecare caz n parte care este limita de neindeplinire a criteriilor de mai sus.

Din a doua categorie avem:

(i) La fiecare nod suma momentelor capabile ale stlpilor trebuie s fie mai mare dect suma momentelor capabile ale grinzilor, cu o anumit marj;

(ii) ncrcarea axial de compresiune a stlpilor este moderat: v = NEd d

0,55 ;

(iii) n structur nu exist stlpi scuri: raportul ntre nlimea seciunii i nlimea liber a stlpului este mai mic dect 0,30;

(iv) Rezistena la for tietoare a nodului este suficient pentru a se putea mobiliza rezistena la ncovoiere la extremitile grinzilor i stlpilor. Armarea transversal a nodurilor este cel puin cea necesar n zonele critice ale stlpilor;

(v) nndirile armturilor n stlpi se dezvolt pe 40 diametre, cu etrieri la distana 10 diametre pe zona de nndire. nndirile armturilor din grinzi se realizeaz n afara zonelor critice;

(vi) Etrierii din stlpi sunt dispui astfel nct fiecare bar vertical se afl n colul unui etrier (agrafe). Distanele ntre etrieri n zonele critice ale stlpilor nu depesc 10 diametre, iar n restul stlpului din latur;

(vii) Distanele ntre etrieri n zonele plastice ale grinzilor nu depesc 12 diametre i din limea grinzii;

(viii) Rezistena grinzilor la momente pozitive pe reazeme este cel puin 30% din rezistena la momente negative n aceeai seciune. La partea superioar a grinzilor sunt prevzute cel puin 2 bare continue nentrerupte n deschidere.

Se observ c pentru verificarea ndeplinirii condiiilor sunt necesare determinri prin calcul, deci analiza calitativ nu va putea fi completat dect dup efectuarea analizelor structurale.

4.2.4 Se va analiza impactul prevederilor referitoare la neregularitatile structurale, innd seama c prin introducerea de perei structurali este posibil ca structuri regulate n plan i pe vertical s devin neregulate, ceea ce se concretizeaz prin diminuarea valorii factorului de comportare.

4.3. Modele de calcul i metode de analiz structural

4.3.1. Modelele de baz pentru definirea aciunii seismice sunt cele precizate la capitolul 3 din P 100-1 i sunt reprezentate de spectrele normalizate de rspuns elastic pentru acceleraii, pentru componentele orizontale i verticale ale terenului, n funcie hazardul seismic pentru proiectare. Menionm c potrivit codului P 100-3 se permite ca n cazul cldirilor de tip curent, care satisfac cerinele asociate obiectivului de performan sigurana vieii pentru cutremure cu intervalul mediu de recuren IMR = 40 ani, acestea s fie considerate ca avnd un nivel de siguran suficient fa de aciunea seismic. De aceea, calculul poate fi efectuat de la nceput la acest cutremur. De exemplu, pentru cutremurele vrncene se poate lucra cu0,65ag, dar verificrile trebuie ndeplinite 100%.

4.3.2. Conform codului P 100-1 sunt permise i descrieri alternative ale aciunii seismice prin accelerograme naturale sau artificiale.4.3.3. Modelul structurii se stabilete pe baza informaiilor obinute conform capitolului 4.1. Modelul trebuie s permit determinarea efectelor aciunilor n toate elementele structuriipentru combinaiile relevante, conform codului CR 0.

4.3.4. Efectele aciunii seismice pot fi evaluate printr-una din urmtoarele metode:

- calculul la for lateral static echivalent (LF);

- calculul modal cu spectre de rspuns (MRS);

- calculul static neliniar (calcul biografic sau push-over);

- calculul dinamic neliniar.

4.3.5. Pentru cldiri etajate relativ mari, orientativ, cu mai mult de patru niveluri se recomand folosirea a cel puin dou metode, de exemplu calculul modal cu spectre de rspuns i calcul static sau dinamic neliniar.

4.3.6. Analizele vor fi efectuate cu programe ce efectueaz cel puin calculul elastic spaial al structurilor sau calculul neliniar plan.

4.4. Metodologii i etape de evaluare structural cantitativ

4.4.1 Codul P 100-3 prevede trei metodologii de evaluare a construciilor, definite de baza conceptual, nivelul de rafinare a metodelor de calcul i nivelul de detaliere a operaiunilor de verificare.

4.4.2 Alegerea metodologiilor de evaluare se face pe baza unor criterii dintre care cele mai importante sunt: complexitatea cldirii, n special din punct de vedere structural, definit de proporii (deschideri, nlime), regularitate etc., datele disponibile pentru ntocmirea evalurii (nivelul de cunoatere) i funciunea, importana i valoarea cldirii;

4.4.3 Cele trei metodologii de evaluare sunt:

Metodologia de nivel 1 (metodologie simplificat);

Metodologia de nivel 2 (metodologie de tip curent pentru construciile obinuite de orice tip);

Metodologia de nivel 3. Aceast metodologie utilizeaz metode de calcul neliniar i se aplic la construcii complexe sau de o importan deosebit, n cazul n care se dispune de datele necesare. Metodologia de nivel 3 este recomandabil i la construcii de tip curent datorit gradului de ncredere superior oferit de metoda de investigare.

4.4.4 Metodologia de nivel 1 se poate aplica la:

- construcii regulate n cadre de beton armat, cu sau fr perei de umplutur din zidrie cu pn la 3 niveluri, amplasate n zone seismice cu acceleraia terenului cu valori ag 0,12g.- construcii de orice tip (ca sistem structural i material structural utilizat) amplasate n zone seismice cu acceleraia terenului ag = 0,08g cu condiia s aparin clasei de importan i expunere la cutremur III.

(1) Este o metod simplificat ce poate fi utilizat pentru evaluarea global ale unor construcii proiectate numai pentru ncrcri gravitaionale, fr un sistem structural definit i identificabil pentru preluarea forelor orizontale seismice, cum sunt structurile n cadre proiectate nainte i imediat dup al doilea rzboi mondial. La cldirile de acest tip, de regul, se poate trece direct la elaborarea soluiei de intervenie, numai pe baza rezultatelor pe care le poate furniza metodologia de tip 1. La alte cldiri poate fi folosit pentru a se obine informaii preliminare.

(2) n cadrul Metodologiei de nivel 1 se efectueaz:

(i) Evaluarea calitativ a structurii pe baza criteriilor de conformare, de alctuire i de detaliere a construciilor. Rezultatele examinrii calitative se nscriu ntr-o list, care arat n ce msur elementele structurale satisfac criteriile de alctuire corect. Lista de condiii este dat n Anexa B a codului P 100-3.

(ii) Verificri prin calcul, utiliznd metode rapide de calcul structural cu un factor de comportare q cu valoare unic i mic i verificri rapide ale strii de eforturi (ale efectelor aciunii seismice) n elementele eseniale ale structurii.

4.4.5 Metodologia de nivel 2 se aplic la toate cldirile la care nu se poate aplica metodologia de nivel 1, fiind metoda cea mai folosit pentru evaluare.

(1) n cadrul acestei metodologii se efectueaz:

(i) evaluarea calitativ constnd n verificarea listei de condiii de alctuire structural (mai detaliate dect n cazul metodologiei de nivel 1 date n Anexa B a codului P 100-3.

(ii) evaluarea cantitativ bazat pe un calcul structural elastic i factori de comportare difereniai pe tipuri de elemente.

(2) Calculul structural se efectueaz n domeniul elastic utiliznd una dintre cele dou metode precizate n P 100-1: metoda forelor seismice statice echivalente sau metoda de calcul modal cu spectre de rspuns. Se consider spectrele rspunsului elastic cu ordonatele nereduse prin factorul de comportare q.

(3) Efortul de torsiune de ansamblu se determin pe baza prevederilor 4.5.3.2.4, n cazul metodei forelor statice echivalente i ale 4.5.3.3.3, n cazul metodei de calcul modal, din P100-1. Se va considera rigiditatea degradat prin fisurarea betonului conform prevederilor P100-1 privitoare la determinarea valorilor de proiectare ale rigiditilor.

(4) Verificrile de rezisten se fac la starea limit ultim, iar verificarea limitrii deplasrilor relative de nivel se face att la starea limit ultim ct i la starea limit de serviciu.

4.4.6 Metodologia de nivel 3 este bazat pe calculul neliniar, static sau dinamic. (1) Utilizarea metodelor de calcul neliniar ofer:

- 12 -- stabilirea modului de comportarea a structurii n ansamblul ei i nu prin intermediul unor verificri pe elemente structurale considerate individual. Rezultatele obinute astfel prezint un grad mai mare de ncredere dect celui obinut prin aplicarea metodologiilor de nivel 1 i2;

- vizualizarea mecanismului de plastificare i colaps al elemenetelor structurale;

- determinarea deformaiilor structurii corespunztoare diferitelor stri de solicitare, ceea ce permite verificarea deformaiilor capabile ale elementelor i structurii n ansamblu.

(2) Calculul static neliniar este indicat n cazul structurilor la care contribuia modurilor superioare de vibraie este puin important pentru comportarea n regim dinamic. n cazul structurilor la care se ateapt amplificri dinamice majore ale deplasrilor la anumite niveluri se recomand utilizarea metodei calculului dinamic neliniar.

(3) Etapele calculului static neliniar, descrise la pct. 6.9.2.2 din P 100-3 sunt: determinarea curbei for tietoare de baz deplasare la vrf, lundu-se dou distribuii ale forelor seismice pe nlimea structurii, evaluarea proprietilor sistemului cu un singur grad de libertate echivalent, determinarea cerinei de deplasare pentru acesta utiliznd spectrele inelastice de rspuns pe amplasament, determinarea cerinei de deplasare la vrful structurii reale i efectuarea verificrilor structurii n ansamblu la starea limit ultim (ULS) n termeni de deplasare i n termeni de rezistene.

5. CONINUT CADRU AL RAPORTULUI DE EVALUARE N VEDEREA INTERVENIEI STRUCTURALE

5.1 n vederea stabilirii necesitii interveniei structurale trebuie ntocmit raportul de evaluare (denumit i expertiz tehnic) al structurii. Acesta se bazeaz pe activitile descrise anterior, ncepnd cu colectarea informaiilor despre construcia existent din toate sursele disponibile, stabilirea proprietilor mecanice ale materialelor prin ncercri pe materiale, identificarea strii de afectare fizic i chimic a construciei prin observaii sau analize chimice, stabilirea obiectivelor de performan, stabilirea metodologiei de evaluare n corelare cu informaiile disponibile, evaluarea calitativ i evaluarea prin calcul a construciei i pe baza acestora, ntocmirea raportului de evaluare seismic cu formularea concluziilor i precizarea eventualelor msuri de consolidareintervenie necesare.

5.2 Stabilirea vulnerabilitii structurii se face prin dou tipuri de evaluare: evaluare calitativ i evaluare cantitativ, prin calcul, printr-una dintre cele trei metodologii precizate de codul P 100-3.

5.3 Pentru cuantificarea vulnerabilitii se utilizeaz trei indicatori notai Ri i anume

- gradul de ndeplinire a condiiilor de alctuire seismic notat R1, care cuantific gradul n care sunt respectate cerinele de alctuire structural prescrise de codul P 100-1;

- gradul de afectare structural, notat cu R2 care evalueaz degradrile structurale din cauze seismice sau alte cauze;

- gradul de asigurare structural seismic, notat cu R3, se stabilete prin calcul i reprezint raportul ntre capacitatea i cerina structural seismic, exprimat n termeni de rezisten n cazul utilizrii metodologiilor de nivel 1 i 2 sau n termeni de deplasare n cazul utilizrii metodologiei de nivel 3. n cazul calculului n domeniul elastic acest indicator se determin fiecare element stlp, grind etc., iar valoarea adoptat pentru structura n ansamblu va fi stabilit de expert, n funcie de consecinele cedrii respectivului element relativ la integritatea structurii. De exemplu, pentru stlpi se recomand adoptarea valorii minime calculate, n timp de pentru grinzi analiza este mai nuanat, deoarece depsirea capacitii ntr-o seciune a unei grinzi nu poate afecta sigurana structurii n ansamblu.

5.4 Evaluarea structurii cuprinde i evaluarea calitativ i cantitativ a fundaiilor.

5.5 Valorile celor trei indicatori se asociaz cu o anumit clas de risc i orienteaz expertul tehnic n stabilirea concluziei finale privind rspunsul seismic ateptat i ncadrarea ntr-o anumit clas de risc seismic, precum i n stabilirea deciziei de intervenie. Codul P 100-3 stabilete patru clase de risc seismic notate RsI RsIV i precizeaz cele patru intervale ale scorului realizat de construcia analizat, asociate celor patru clase de risc seismic, n limita unui punctaj maxim Rmax = 100, corespunztor unei construcii care ndeplinete integral toate categoriile de condiii de alctuire. n codul P 100-3 cele patru intervale distincte ale valorilor R1 sunt date n tabelul 8.1, ale valorilor R2 sunt date n tabelul 8.2, iar intervalele de ncadrare ale valorilor R3 sunt date n tabelul 8.3.

5.6 Necesitatea interveniei structurale de consolidare prin introducerea de perei structurali i transformarea unei structuri n cadre ntr-o structur dual apare la structuri degradate de aciunea cutremurului i/sau vulnerabile seismic. Degradrile produse de alte cauze, precum tasri difereniate, degradri fizice i/sau chimice nu justific, de regul, ntreprinderea de astfel de msuri de consolidare.

innd cont de perioada mai redus de exploatare ateptat, fa de o construcie nou, se poate accepta faptul c dac sunt satisfcute cerinele asociate obiectivului de siguran a vieii pentru cutremure cu interval mediu de recuren IMR=40 ani, nu este necesar ntreprinderea de msuri de consolidare.

n termeni privind gradul de asigurare structural seismic, codul P 100-3 stabilete c intervenia structural este necesar dac valoarea gradului de asigurare structural seismic, care rezult prin calcul, este:

R3 < 0,65, pentru sursa seismic Vrancea iR3 < 0,70, pentru sursa seismic Banat.

5.7 Raportul de evaluare seimic va conine o sintez a procesului de evaluare, care s duc i la decizia de ncadrare a construciei n clasa de risc seismic. Coninutul minim, va cuprinde:

a) Datele istorice, n msura n care se dispune de acestea, referitoare la perioada cnd a fost realizat construcia i la normele de proiectare i calcul existente la momentul respectiv;

b) Datele principale ale amplasamentului preluate din studiul geotehnic (rezistena i deformabilitatea terenului, nivelul i agresivitatea apelor subterane, tipuri de risc asociate anumitor categorii de teren) precum i condiiile seismice i climatice;

c) Datele privitoare la sistemul structural: cadre pure sau cadre conlucrnd cu pereii nestructurali, dimensiunile elementelor de beton armat i armarea lor, tipul i dimensiunile elementelor nestructurale. Se apreciaz global, calitativ, capacitatea structurii de a rezista la aciuni seismice;

d) Descrierea strii construciei n momentul inspeciei. Se prezint date referitoare la comportarea construciei la cutremurele pe care le-a suportat precum i eventualele avarii produse de acestea. Se vor evidenia, dac este cazul, degradrile produse de alte aciuni, cum sunt cele produse de aciunile climatice, tehnologice, tasrile difereniale sau cele rezultate din lipsa de ntreinere a cldirii;

e) Rezultatele ncercrilor distructive i nedistructive pentru determinarea rezistenelor betonului, armturilor i, unde este cazul, rezistenelor zidriei, mortar + crmizi;

f) Stabilirea valorilor rezistenelor materialelor ce se vor folosi n calcule, pe baza nivelului de cunoatere prin aplicarea factorilor de ncredere, CF i innd cont de metodologia de calcul adoptat;

g) Precizarea obiectivelor de performan selectate n vederea evalurii construciei;

h) Alegerea metodologiei de evaluare n funcie de complexitatea structurii i a programelor de calcul disponibile;

i) Efectuarea procesului de evaluare, care cuprinde: calculul structural seismic i verificrile de siguran, stabilirea valorii indicatorilor R1, R2 i R3;j) Sinteza evalurii i formularea concluziilor. ncadrarea construciei n clasa de risc seismic;

k) Propuneri de soluii de intervenie. Fundamentarea soluiei de consolidare prin introducerea de perei structurali prin calcul structural suficient de detaliat pentru acest scop.

5.8 n stabilirea valorilor indicatorilor R1, R2 i R3, ncadrarea n clase de risc seismic i stabilirea necesitii de intreprinderii de msuri de consolidare, esenial este cunoaterea mecanismului de cedare probabil al structurii existente. Acest lucru este destul de dificil de identificat n special datorit lipsei datelor care s permit o evaluare cu grad ridicat de fiabilitate a comportrii postelastice a structurii. Expertul tehnic trebuie s se bazeze pe o analiz cuprinztoare bazat pe modele ct mai fidele i rafinate i pe o judecat inginereasc a tuturor condiiilor de alctuire, a corelaiei ntre efectele acestora, operaii care reclam competen nalt i experien deosebit.

6. TIPURI DE INTERVENII STRUCTURALE (SUBSTRUCTUR/ SUPRASTRUCTUR, LA NIVEL LOCAL/GLOBAL ETC.) ODAT STABILIT NECESITATEA ACESTORA (REPARAIE, CONSOLIDARE)

6.1 n urma evalurii structurale se evideniaz defectele structurii, gravitatea acestora i se decide necesitatea interveniei structurale i tipul acesteia. Introducerea de perei de beton armat n structurile tip cadru de beton armat creaz structuri de tip dual sau structuri cu perei, funcie de rigiditatea pereilor, corectnd principalele deficiene ale structurilor n cadre mai vechi: rigiditate redus la deplasri laterale i, adesea, rezistena redus a elementelor structurale. n plus, sporirea rigiditii deprteaz semnificativ perioada T1 a oscilaiilor proprii n modul fundamental, de perioada corespunztoare amplificrii maxime din spectrul de rspuns n acceleraii, strategie indicat pentru amplasamentele caracterizate de perioada de col Tc=1,6sec., dei fiind pe palierul spectrului de acceleraii, aparent, forele seismice nu scad.

6.2 Soluia introducerii de perei structurali poate fi aplicat pentru corectarea deficienelor construciilor cu parter flexibil i/sau slab din punctul de vedere al rezistenei.

6.3 Pereii structurali de beton armat pot fi plasai fie pe conturul cldirii (Fig. 6.1), fie la interiorul acesteia (Fig. 6.2) i pot fi perforai de usi sau ferestre. Fiecare dintre cele dou poziii are i avantaje i inconveniente. Pereii exteriori nu perturb funcionalitatea cldirii, dar nu sunt lestai, ridic probleme de iluminare natural i de aspect al faadelor i pun probleme de realizare a fundaiilor. Pereii interiori au dezavantajul c pot tulbura funcionalitatea cldirii.

6.4 Pereii nou introdui pot fi asamblai n nuclee (Fig. 6.8) n care s se amplaseze circulaii pe vertical, dar pot rezulta efecte de torsiune general importante. n plus nucleele produc solicitri importante n diafragmele orizontale i n centuri precum i n fundaii, necesitnd lucrri ample, astfel c introducerea lor necesit o justificare tehnico-economic atent.

Perete consolidarePerete consolidarePerete consolidare Perete consolidare

Perete consolidarePerete consolidarePerete consolidare Perete consolidare

Fig.6.1 Plasarea pereilor pe conturul cldirii

Perete consolidarePerete consolidarePerete consolidarePerete consolidare

Perete consolidare

Perete consolidarePerete consolidarePerete consolidare

Fig.6.2 - Plasarea pereilor la interiorul cldirii

6.5 Prin introducerea pereilor structurali de beton armat, cadrele existente sunt descrcate parial de eforturile generate de aciunile seismice i, ca atare, cerinele de rezisten ale acestora pot fi reduse pn la nivelul capacitilor lor efective. n schimb, vor crete solicitrile planeelor lucrnd ca diafragme orizontale.

6.6 n structur pereii individuali trebuie dispui ct mai uniform n plan i monoton pe vertical: centrele de mas i de rigiditate s fie ct mai apropiate, rezistena i rigiditatea structurii nu trebuie s difere semnificativ pe cele dou direcii principale, iar redundana structurii s fie asigurat. Amplasarea pereilor va respecta principiile din codul CR 2-1-1.1.

6.7 Construcia consolidat va fi proiectat ca o construcie nou, impunndu-se mecanismul favorabil de plastificare cerut de codul P 100-1 cu deformaiile plastice localizate la baza pereilor i stlpilor i n grinzi. Ierarhizarea capacitilor de rezisten prin proiectare trebuie

s asigure mobilizarea capacitilor de deformare plastic, cu evitarea ruperilor premature la fore tietoare i lunecarea n zona de conectare.

Dac n perei se prevd goluri de ui i ferestre, zona de deasupra golului poate fi conceput o grind de cuplare, ca element disipator de energie.

6.8 Din punct de vedere constructiv la amplasarea pereilor ntre doi stlpi se pot adopta urmtoarele situaii:

6.8.1 Dac stlpii au o rezisten i o alctuire corespunztoare cerinelor codurilor actuale- ceea ce se ntmpl la construcii relativ noi- atunci peretele de beton se leag direct de stlpi prin conectori post-instalai, de regul conectori tip ancor chimic (Fig.6.3).

bcPerete nou introdus

Stalp existent

hc L0 hc

bwGrinda existenta

bcStalp existent

Conectori

Perete nou introdus

HnivelGrinda existenta

Conectori

Grinda existentahc L0 hc

bw

Conectori

HnivelPerete nou introdus

Grinda existenta

Perete nou introdus

Fig.6.3 - Plasarea pereilor n axul stlpilor necmuii

Perete nou introdus

bcbchc L0 hc

Stalp existent

Camasuiala stalp existent

bwGrinda existenta

Stalp existent

Conectori

Perete nou introdus

HnivelCamasuiala stalp existent

Conectori

Grinda existentahc L0 hc

bw

Conectori

HnivelPerete nou introdus

Grinda existenta

Perete nou introdus

Fig.6.4 - Plasarea pereilor n axul stlpilor cmuii

6.8.2 Dac armtura vertical a stlpilor este insuficient sau dac nndirile barelor din stlpi sunt insuficiente, stlpilor li se aplic o cmuire legat de peretele nou, cu armtura

vertical continuizat prin planee. Peretele se plaseaz n axul stlpului (Fig.6.4) sau adiacent grinzii (Fig.6.5). Aceast din urm soluie permite trecerea continu a armturilor din perete de la un etaj la altul i conduce la capaciti de ncovoiere semnificativ mai mari dect n cazurile anterioare, n care n seciunea orizontal prin axul grinzii nu lucreaz dect armturile verticale din stlpi i etrierii din grind.

Perete nou introdus

bcbwbchc L0 hc

Stalp existent

Camasuiala stalp existent

bbGrinda existenta

Grinda existentaStalp existent

Perete nou introdus

Camasuiala stalp existent

Ash

HnivelAsv

Perete nou introdusbw

Grinda existenta

HnivelConectori

Grinda existenta

Grinda existentahc L0 hc

Camasuiala stalp existent

Conectori

Fig.6.5 - Plasarea pereilor adiacent grinzii, cu stlpii cmuii

6.8.3 Peretele adiacent grinzii se poate amplasa la interiorul cldirii - soluie frecvent - sau la exteriorul cldirii (Fig.6.6), ceea ce uureaz semnificativ lucrrile de construcie i permite executarea lucrrilor de consolidare fr a se ntrerupe funcionarea cldirii, dar cu preul modificrii faadelor.

Perete consolidarePerete consolidare

Fig.6.6 - Plasarea pereilor adiacent grinzii, la exteriorul cldirii

6.9 Pereii de consolidare se realizeaz, de regul, din beton armat monolit, dar pot fi realizai i din elemente prefabricate mici, conectate ntre ele dar i cu rama cadrului prin mbinri umede (Fig.6.7). Panourile prefabricate au dimensiuni relativ mici astfel nct s fie posibil introducerea i manipularea lor n spaiile interioare ale cldirii, i pot fi prevzute cu o dentiie pe tot conturul asemntor panourilor mari din cldirile de locuit integral prefabricate.

6.10 Pereii de consolidare se pot amplasa i n afara verticalei cadrului, soluie care poate deveni avantajoas n cazul modificrii funcionalitii partiului, de exemplu cnd se intenioneaz introducerea unor lifturi interioare (Fig. 6.8). Aceast soluie ridic problema transmiterii forelor de inerie din planul planeelor la pereii intemediari nou introdui.

Panou de perete

bcbchcL0hc

Stalp existent

Stalp existent

Conectori

ConectoriPanou de perete

Panou de perete

Conectori

Perete nou introdus

hcL0hcFig.6.7 - Consolidare cu perei din elemente prefabricate

6.11 Conectarea inimii nou introduse de stlpul existent, se realizeaz cu conectori post- instalai sau/i prin petrecerea armturilor orizontale, n cazul n care stlpilor li se aplic o cmuire racordat la inima de beton armat. n soluia dispunerii inimii peretelui la marginea grinzii, ancorarea barelor orizontale se face prin prelungirea acestora n cmuiala stlpului existent.

6.12 Conectorii folosii sunt de tip ancore chimice (conectori cu conectare chimic) sau ancore cu expansiune mecanic. Soluia cu ancore chimice realizate din bare de oel beton este cea mai ieftin.

Perete consolidarePerete consolidarePerete consolidarePerete consolidare

Perete consolidarePerete consolidare

Fig.6.8 - Consolidare cu perei n planul cadrelor i n afara planului cadrelor

6.13 n zona de ancorare a conectorilor apar eforturi importante care pot duce la despicarea betonului. Pentru a preveni acest fenomen, pe zona de perete de lng elementul la care se

face conectarea, cu o lungime aproximativ egal cu grosimea peretelui, se dispune o armare local, sub forma de fret, carcase sau etrieri (Fig. 6.9).

- 20 -Ash

Conectori

Ash

Conectori

Conectori

Asv

Element existent(stalp sau grinda)

Asv

Asv

Etrieri de confinare

Freta de confinarea zonei de capat

Scarite de confinare a zonei de capat

a zonei de capat a peretelui

Fig.6.9 - Detalii de armare a zonei de conectare

6.14 Conectorii se instaleaz pe toate cele patru laturi ale panoului. Este permis instalarea pe minim dou laturi i anume pe stlpi, iar pe grinzi s se creeze praguri de forfecare (Fig.6.10) realizate prin cioplirea betonului, sau prin lipirea unor piese de beton pe suprafaa tlpii inferioar a grinzii.

Praguri de forfecare

Bucle

Grinda existenta

Praguri de forfecare

Bucle

Fig.6.10 - Detalii de armare a zonei de conectare

6.15 Montarea conectorilor sub grind ridic unele probleme, att de proiectare ct i de realizare. Cel mai simplu este s se monteze un ir de conectori la intradosul grinzii i unul la partea superioar a grinzii (Fig. 6.11-a). n aceast situaie, n seciunea orizontal dintre cele dou iruri de conectori singura armtur vertical este constituit din etrierii grinzilor, care la construciile vechi este nesemnificativ (n mod tipic 6/20 OB37). n acest fel n aceast seciune capacitatea peretelui la ncovoiere cu fort axial este redus, contnd practic doar pe armtura din stlpi. Aceast capacitate poate fi suficient dac pereii se introduc doar pentru a mbunti rigiditatea la deplasri laterale structurii. O situaie mai bun se obine dac se utilizeaz conectori lungi, introdui prin guri forate prin toat nlimea grinzii (Fig. 6.11-b), peretele nglobeaz grinda sau peretele se dispune adiacent grinzii.

Deoarece perforarea grinzii pe toat nlimea poate fi deosebit de dificil, dac este nevoie de capacitatea de ncovoiere dat de toat armtura se poate realiza un perete cu lime mai mare dect grinda, iar armtura vertical din perete sa fie dus prin plac, pe lng grinda existent (Fig. 6.11-c).

6.16 Se va ine seam c, dup consolidare, forele de inerie din planul planeelor se transmit cu prioritate la pereii nou introdui. Se va asigura transmiterea acestor ncrcri la perei prin conectori i colectori suplimentari montai ntr-o suprabetonare. De asemenea, se va verifica dac armarea centurilor existente este suficient pentru asigurarea diafragmei pe noua schem de lucru sau va trebui ntrit. n cazul pereilor asamblai n nuclee,

concentrarea de fore este maxim i msurile de conectare i colectare a forelor prin conectori i tirani trebuie sporite adecvat.

bw = bb

bw = bbbw > bb

Asv

hbConectori

bbConector

bbbb

hbhbGaurilocale

bw = bb

Grindaexistenta

bw = bb

Grindaexistenta

bw > bb

Grinda existenta

a) b) c) Fig.6.11 - Detalii de armare a zonei de conectare6.17 n urma consolidrii, n zona pereilor apar sporuri locale importante de eforturi la nivelul fundaiilor, care trebuie s lucreze n domeniul elastic de comportare. Este necesar s se verifice dac fundaiile (infrastructura) sunt suficient de puternice pentru a prelua acest spor de eforturi, sau dac trebuie consolidate.

6.17.1 Dac structura n cadre are fundaii izolate, sub peretele de consolidare introdus se va realiza o fundaie pentru acest perete, conectat la fundaiile existente (Fig. 6.12) i se va verifica dac fundaia rezultat i terenul de fundare pot prelua eforturile aferente fr a se consolida fundaiile existente.

Stalp existent

hc L0 hc

Grinda existenta

Stalp existent

Conectori

HnivelPardoseala existenta

Cuzinet BA existent Bloc BSexistent

Mustati perete nou

Cuzinet BAexistentBloc BS Fundatie noua existent

Stalp existent

Fundatie noua

Stalp existent

Bloc BSexistentCuzinet BA

Bloc BSexistentCuzinet BA

existent existentPerete nouintrodusFig.6.12 - Fundaie sub perete fr consolidarea fundaiilor existente

6.17.2 n cazul n care fundaia rezultat i/sau terenul de fundare nu pot prelua eforturile aferente se vor consolida fundaiile existente (Fig. 6.13)

6.17.3 n unele situaii, n special n cazul nucleelor i al pereilor de pe conturul cldirii, forele orizontale produc momente de rsturnare mari, care, n absena unor lestri suficiente, duc la desprinderea fundaiilor de pe teren, sau la depirea presiunilor de proiectare pe teren. n aceste situaii se vor prevedea fundaii de adncime, piloi sau minipiloi, barete, ancore pretensionate.

Stalp existent

hc L0 hc

Grinda existenta

Stalp existent

ConectoriCuzinet BAexistent

Conectori

HnivelPardoseala existentaConectoriCuzinet BAexistent

Bloc BSexistent

Mustati perete nou

Fundatie noua Bloc BSexistent

Stalp existent

Fundatie noua

Stalp existent

Bloc BSexistentCuzinet BA

Bloc BSexistentCuzinet BA

existent existentPerete nouintrodus

Fig.6.13 - Fundaie sub perete cu consolidarea fundaiilor existente

La interiorul cldirii, se vor prevedea minipiloi a cror execuie este realizat de utilaje cu gabarite care permit introducerea lor n cldiri cu afectarea minim a structurii existente.

Sporirea semnificativ a eforturilor din sistemul de fundare datorat introducerii pereilor de consolidare, oblig de multe ori ca soluia de consolidare s fie dictat de posibilitatea realizrii unor fundaii adecvate n condiii acceptabile sub aspectul costurilor i al posibilitilor concrete de execuie.

6.18 Pe lng introducerea de perei structurali, din evaluarea structurii poate rezulta ca necesar i consolidarea stlpilor (alii dect cei din capetele pereilor de consolidare introdui) i grinzilor cadrului. Momentele ncovoietoare i forele tietoare din stlpi scad mult prin introducerea pereilor, dar efortul mediu de compresiune rmne ridicat.

La grinzi rmn problemele de alctuire i de rezisten redus la for tietoare. n plus stlpii pot prezenta deteriorri locale, care pot fi importante, datorat altor tipuri de aciuni dect aciunea seismic i care pot reduce semnificativ capacitatea de rezisten i rotire, necesitnd ntreprinderea de msuri de consolidare.

Astfel de avarii se rezolv prin intervenii care nu schimb sistemul structural. Ele pot fi intervenii care urmresc sporirea rezistenei, sau intervenii care urmresc sporirea ductilitii elementelor de beton armat.

Soluiile de consolidare sunt cmuieli cu beton armat, cu poliesteri armai cu fibre sau cu profile de oel, conform ndrumtorului din Anexa F a codului P 100-3 i a ghidurilor aferente.

6.19 O alt problem ce trebuie rezolvat odat cu consolidarea la aciunea seismic este reprezentat de degradrile locale, ale elementelor structurale i nestructurale, datorit aciunii apelor agresive, acide sau bazice, aciunii ngheului-dezgheului repetat, etc., degradri care nc nu au afectat semnificativ rezistena i care necesit doar msuri de reparare de suprafa. Acestea vor fi rezolvate prin ndeprtarea betonului dezagregat i nlocuirea lui cu un beton nou, cu rezisten i aderen mare, injectarea fisurilor cu mortare sau rini epoxidice speciale, eventual nlocuirea barelor de armtur avariate, etc., utiliznd materiale i tehnologii care nu fac obiectul prezentului ghid.

7. MATERIALE, PRODUSE DE CONSTRUCII I TEHNOLOGII DE EXECUIE RECOMANDATE PENTRU INTERVENIA STRUCTURAL, INCLUSIV LA NIVEL DE FUNDAII

7.1 Realizarea interveniei structurale presupune conectarea pereilor structurali nou introdusi la elementele cadrelor existente, consolidarea stlpilor i grinzilor existente, dac rezult ca necesar, realizarea noilor perei de beton armat i crearea de fundaii noi i, eventual, consolidarea celor existente.

Deoarece majoritatea lucrrilor sunt lucrri de beton armat, la execuie se vor utiliza materiale cu calitile cerute de normele n vigoare i certificate conform prevederilor legale.

7.2 Betonul va fi de clas minim C20/25, cu dimensiunea maxim a agregatului de 16mm. Tipul de ciment ce se utilizeaz la prepararea betonului se stabilete n funcie de influena condiiilor mediului conform NE 012/01. Sunt recomandate cimenturi cu contracii reduse, ntrire rapid, dar innd cont de temperatura ambient, conform NE 012.

7.3 Oelul beton trebuie s ndeplineasc condiiile definite n ST 009. Pentru armtura de rezisten, rezultat din calcul, se utilizeaz oel profilat sau carcase sudate din srm tip STNB sau STPB. Pentru armtura dispus pe criterii constructive se poate utiliza i oel neted. Se pot folosi i alte tipuri de armturi dac sunt agrementate conform prevederilor legale.

7.4 Conectorii (ancore-post instalate) se vor realiza, de regul, din bare de oel-beton, sub form de conectori cu aderen chimic. Se pot folosi i alte tipuri de conectori, de firm, sub form de conectori cu expansiune mecanic, plci cu gujoane sau alte dispozitive, dac au agrementul tehnic n conformitate cu prevederilor legale.

7.5 Rinile (de regul, rini epoxidice sau meta-acrilice) folosite pentru ancorarea conectorilor trebuie s dispun de agrement tehnic. Alegerea tipului de rin depinde i de condiiile de montare. De exemplu, nu se poate folosi orice tip de rin dac elementele de infrastructur n care se monteaz conectorii sunt umede.

Se pot folosi, ca materiale de ancorare, mortare speciale cu rezisten ridicat, agrementate. Diametrul gurilor precum i modul lor de pregtite cu suflare de aer sau nu etc. este descris n agrementul tehnic al produsului.

7.6 Tehnologiile folosite sunt cele de tip curent, la execuia lucrrilor de consolidare.

7.6.1 n mod tipic, operaiunile tehnologice necesare pentru realizarea unui perete de beton armat monolit ntr-un ochi de cadru sunt urmtoarele:

- se ndeprteaz tencuiala de pe feele stlpilor i grinzilor ce se consolideaz;

- se piuiesc suprafeele de beton decopertate;

- se creaz praguri prin spargerea betonului sau prin lipire de piese mici de beton (dac este cazul);

- se determin cu pahometrul poziia armturilor din zona de contact a stlpilor i grinzilor cu pereii nou introdui;

- se marcheaz poziia conectorilor, astfel nct s se evite armturile existente;

- se practic goluri pentru conectori n elementele existente. Dimensiunea golului este n funcie de materialul folosit pentru ancorare i este dat n specificaia tehnic a acestuia;

- se monteaz conectorii prevzui n stlpi i grinzi;

- dup fixarea definitiv a conectorilor se monteaz armtura din perei i eventual din cmuiala stlpilor i grinzilor adiacente, pe un nivel. Se vor folosi distanieri fabricai i nu improvizai pe antier;

- se monteaz martorii rigizi (din oel beton sau beton) pentru realizarea grosimii de perete prescris n proiect (minim 2 buc/mp);

- se monteaz cofrajele necesare pentru perei i stlpi lasndu-se goluri de control;

- se ud suprafeele de beton cu ap pn la saturare, dar fr colmatarea porilor;

- se toarn betonul n perei i stlpi (n stlpi dac este cazul) respectndu-se nlimile de turnare i celelalte reguli tehnologice pentru elemente noi;

- dup atingerea gradului de maturizare dorit se nltur cofrajele elementelor verticale;

- se execut cofrajele grinzilor (dac este cazul) i sprijinirile acestora;

- se armeaz i se toarn betonul n cmuiala grinzilor.

7.6.2. n cazul n care pereii de beton armat se executa sub grinzi, pentru a obine un beton de calitate i mai ales s evite apariia unui rost la partea superioar a peretelui nou introdus se recomand utilizarea uneia din urmtoarele tehnologii:

- injectarea cu presiune a betonului pe la partea inferioar a cofrajului. Pe ultima parte a peretelui se monteaz un cofraj prevzut cu un numr suficient de goluri, uniform distribuite la partea superioar a cofrajului, care s permit eliminarea aerului astfel nct s se asigure umplerea complet cu beton a cofrajului (Fig.7.1a);gol in placa

20freta

gol evacuare aercofraj injectare mortar

conector

20injectaremortar conector cofraj

20betonturnat conector cofraj

a) b) c) Fig.7.1 - Turnarea zonei superioare a peretelui, sub grind- turnarea betonului pn la cca. 200 mm sub grinda existent, urmat de injectarea cu presiune a unui mortar necontractil n zona de la partea superioar rmas nebetonat (Fig.7.1b);

- turnarea betonului prin goluri perforate n plac ntr-un cofraj prelungit pe lng grinda existent (Fig.7.1c).

lsgol in placa

perete consolidare

0,5aa

Fig.7.2 - Armarea peretelui n cazul turnrii prin plac

7.6.3 n cazul n care pereii de beton armat se realizeaz prin amplasarea inimii la exteriorul grinzii, betonul se va turna de la nivelul superior prin guri de dimensiuni suficient de mari realizate n placa existent (Fig. 7.2). n golurile de turnare se pot concentra armturile de continuitate, cu seciune echivalent barelor verticale curente din inima peretelui. Golurile prin plac se vor realiza cu dispozitive roto-percutoare. Pentru a evita tierea armturilor din placa existent de beton armat se interzice utilizarea unor dispozitive de tiere a betonului. Eventualele goluri ntmpltoare ntre peretele nou i intradosul plcii existente se umple, dup caz, prin matare cu mortar vscos sau prin injecie cu mortar. Se vor prevedea popi metalici pentru sprijinirea provizorie a plcii existente.

7.7 La consolidarea fundaiilor se pot ntlni cteva situaii caracteristice, descrise mai jos:

7.7.1 Cazul n care este necesar doar realizarea unei fundaii directe, sub perete, ntre fundaiile existente (Fig.6.12). n acest caz sunt necesare urmtoarele operaii:

- se traseaz conturul fundaiei pe pardoseal;

- se sparge placa de beton pe care este montat pardoseala, pe zona trasat;

- se execut sptura pn la cota din proiect;

- se cur cu peria de srm pmntul de pe feele fundaiilor existente care se vor conecta la fundaia nou;

- se traseaz poziia ancorelor ce vor conecta fundaiile vechi de cea nou;

- se dau gurile prevzute n proiect i se monteaz ancorele;

- se toarn betonul de egalizare pe suprafaa fundaiei noi;

- se monteaz armtura din fundaie;

- se ud pn la saturare suprafaa fundaiilor existente ce va fi n contact cu betonul nou, fr colmatarea porilor;

- se toarn betonul din fundaie.

7.7.2 Cazul n care este necesar o fundaie direct sub perete i consolidarea fundaiilor stlpilor (Fig.6.13). n acest caz, n plus fat de situaia anterioar trebuie realizate urmtoarele lucrri:

- se traseaz conturul spturilor din jurul fundaiilor existente, conform proiectului, la minim 60-70 cm de fundaie pentru a permite accesul unui muncitor;

- se sparge placa i se execut sptura din jurul fundaiilor existente;

- se cur pmntul de pe toat suprafaa lateral, se traseaz poziiile conectorilor, se dau gurile necesare i se monteaz ancorele;

- se monteaz cofrajul n jurul fundaiilor stlpilor;

- restul operaiilor sunt identice cu cele din cazul anterior.

7.7.3 Cazul n care fundaiile directe nu sunt suficiente necesit tehnologii speciale, particulare pentru fiecare caz n parte i care depind de utilajele folosite.

7.8 Pentru montarea corect a conectorilor proiectul trebuie s precizeze:

- poziia conectorilor n structur, incluznd toleranele;

- numrul i tipul conectorilor, incluznd adncimea de nglobare;

- distana ntre conectori i distana fa de margine a acestora incluznd toleranele.

- grosimea plcii de prindere i diametrul gurilor de trecere (dac este cazul);

- instruciuni (speciale) de instalare (dac este cazul).

7.9 La execuia ancorelor se vor respecta urmtoarele:

- nu se vor da guri n beton fisurat;

- gurile se dau perpendicular pe suprafaa betonului dac nu este specificat altceva n instruciunile productorului;

- forarea se efectueaz prin metoda specificat de productor;

- armtura din apropierea gurilor nu trebuie deteriorat n timpul forrii. n cazul structurilor de beton armat se va asigura o distana de cel puin 10 mm ntre gaur i armtur; pentru determinarea poziiei armturii n structur se va folosi un dispozitiv adecvat (de exemplu, pahometru);

- gurile se cur conform cu instruciunile date n specificaia tehnic a produsului;

- gurile abandonate se vor umple cu mortar de nalt rezisten fr contracie;

- montarea conectorilor se face de ctre personal calificat n astfel de lucrri.

7.10 Tehnologiile prezentate sunt orientative. n cadrul proiectelor de consolidare pot fi folosite i alte tehnologii bazate pe cunotinele i experiena factorilor care concureaz la realizarea consolidrii.

8. MSURI CONSTRUCTIVE DE INTERVENIE STRUCTURAL, CONDIII DE EXECUIE I CONTROL

8.1 La proiectarea pereilor nou introdui se vor respecta toate prevederile specifice din CR2-1-1.1 Cod de proiectare pentru construcii cu perei structurali de beton armat.

8.2 Grosimea inimii peretelui structural introdus va fi cel puin egal cu 1/4 din latura perpendicular a stlpului.

8.3 Pentru pereii avnd grosimea inimii mai mare sau egal cu 180 mm este obligatorie armarea ambelor fee cu plase de bare legate sau sudate.

8.4 Procentul de armare transversal a inimii nu va fi mai mare de 0,80% (coeficient de armare egal cu 0,008).

8.5 Eventualele goluri din pereii structurali introdui vor fi bordate cu bare de armtur pentru care suma capacitilor de rezisten este cel puin egal cu cea a armturilor ntrerupte de gol.

8.6 Pentru realizarea legturii ntre elementele cadrului existent i pereii nou introdui se utilizeaz conectori. Se utilizeaz dou tipuri de ancore post-instalate: conectori cu expansiune mecanic i conectori cu aderen chimic. De regul, la realizarea pereilor se utilizeaz numai unul din cele dou tipuri de conectori.

=5,5d

stalp existent

=5d

stalp existentconectori

=7,5d

conectori

=7,5d

=2,5d=2,5d

=5,5d

Fig.8.1 - Pasul i distanele dintre conectori

8.7 Pentru a realiza o conectare sigur i eficient trebuie respectate urmtoarele prevederi:

- Suprafeele de beton ale elementelor structurale existente i suprafaa peretelui de compartimentare folosit drept cofraj, n cazul cnd inima de beton se ataeaz acestuia, vor fi buciardate pentru a crea asperiti care s permit o conlucrare ct mai bun ntre betonul nou i materialele existente. Realizarea unei suprafee curate i rezistente este de importan crucial pentru obinerea unei bune conlucrri ntre betonul vechi i cel nou.

- Conectorii trebuie instalai n guri forate n miezul de beton al elementului. Este interzis amplasarea conectorilor n zona stratului de beton de acoperire.

- Pasul dintre conectorii post-instalai i distanele dintre acetia i marginile elementelor de beton armat vor fi cel puin cele prezentate n figura 8.1. Adncimea de nglobare n betonul existent este de cel puin 5da pentru conectorii cu expansiune i de 8da pentru conectorii cu aderen chimic, unde da reprezint diametrul ancorei post-instalate.

- Dup montaj, se vor face ncercri de prob, pentru verificarea calitii fixrii. Este necesar ncercarea de prob a circa 5% din totalul conectorilor instalai, stabilii n mod aleator. Valoarea maxim a forei de traciune pentru ncercrile de prob va fi stabilit de proiectant.

- Inspecia i certificarea montrii corecte a conectorilor se face de ctre personal calificat.

8.8 La execuia lucrrilor de construcii se vor respecta cerinele legale de angajare a unui diriginte de antier, un responsabil tehnic cu controlul calitii i un responsabil tehnic cu execuia. Acetia vor verifica dac:

- la execuie se respect cerinele de calitate precizate n documentaia de execuie i dac aceste lucrri sunt realizate n conformitate cu normativele i legile n vigoare;

- exist nregistrrile care atest calitatea execuiei lucrrilor respectiv: procese verbale de calitate, procese verbale de verificare a lucrrilor ascunse, procese verbale de autorizare a fazelor determinante, buletine de analize i ncercri;

- dac apar neconformiti n documentaia de execuie, neconformiti n produse, utilaje i echipamente provenite de la furnizori sau beneficiari, neconformiti n timpul procesului de execuie. n acest caz se oprete execuia i se remediaz problemele aprute n conformitate cu normele n vigoare;

- se ntocmesc documentele necesare n sistemul calitii.

8.9 Se vor face verificri de calitate n toate etapele realizrii obiectivului, att la proiectare ct i la execuie. Se va ntocmi planul de asigurare al calitii i se vor lua msuri pentru respectarea lui. O atenie deosebit, fa de lucrrile obinuite de construcii, se va acorda pregtirii suprafeelor i realizrii sistemelor de conectare ntre betoanele de vrste diferite;

8.10 Pe msura efecturii decopertrilor i celorlalte lucrri pregtitoare, dac se constat neconcordane fa de ipotezele avute n vedere la proiectare, se va solicita expertul i proiectantul pentru luarea msurilor necesare n vederea atingerii scopului lucrrilor de consolidare i reparaii.

9. ETAPE DE REALIZARE A LUCRRILOR DE REPARAII I CONSOLIDARE

9.1 Proiectul de consolidare a unui imobil prin introducerea de perei structurali de beton armat este un proiect complex, implicnd toate specialitile ce contribuie n mod obinuit la elaborarea proiectelor pentru construcii noi: geotehnic, arhitectur, instalaii i structur.

9.2 Proiectul de structur va fi avizat de ctre expertul tehnic ce a fcut evaluarea structural i a stabilit soluiile de consolidare ce se impun.

9.3 Lucrrile de reparaii i consolidare se vor desfura pe baza unui proiect tehnologic elaborat de ctre proiectantul consolidrii sau de ctre constructor . n cazul n care sunt necesare lucrri de fundaii speciale (piloi, sprijiniri, etc.) acestea se vor desfura pe baza unui proiect special, elaborat i verificat de personal specializat, avnd atestrile legale.

9.4 Desfurarea procesului de consolidare se poate face n dou situaii: cu imobilul eliberat de ctre ocupani, sau cu eliberarea parial a acestuia.

Prima situaie este cea de preferat, deoarece permite ntreruperea instalaiilor, mai ales cele electrice i permite realizarea lucrrilor de construcii ntr-un mod organizat, mai eficient.

n aceast situaie etapele de realizare sunt:

- ntreruperea parial a funcionrii instalaiilor;

- efectuarea decopertrilor de tencuieli n toate zonele unde se fac lucrri de consolidare. Deoarece n locuinele vechi tencuielile sunt de calitate slab i adesea deteriorate, se recomand demolarea tuturor tencuielilor din cldire;

- inspecia cldirii de ctre expertul tehnic i de ctre proiectant, pentru a se constata starea real de avariere a cldiri. Este posibil s existe anumite defecte ce nu au fost observate la ntocmirea raportului de evaluare i a proiectului de consolidare;

- efectuarea lucrrilor de consolidare la fundaii directe sau speciale;

- efectuarea lucrrilor de consolidare la primul nivel (subsolul sau parterul). Aceasta presupune efectuarea operaiunilor tehnologice de consolidare prezentate anterior;

- repetarea lucrrilor de consolidare la celelalte etaje ale cldirii;

- realizarea lucrrilor de instalaii;

- realizarea finisajelor;

- recepia cldirii.

9.5 n cazul n care se lucreaz cu imobilul parial locuit, soluie ce ar trebui evitat, lucrrile se vor desfura pe minim dou apartamente situate pe aceeai vertical, ordinea operaiilor fiind aceeai.

10. DIMENSIONAREA I VERIFICAREA PRIN CALCUL A ELEMENTELOR STRUCTURALE I A STRUCTURII N ANSAMBLU

10.1 Construcia consolidat se va proiecta ca o construcie nou respectnd prevederile codurilor n vigoare, n primul rnd P 100-1, CR 2-1-1.1, SR EN 1992-1-1, NP 112.

Pentru proiectarea conectorilor se pot folosi prevederile standardelor europene SR CEN_ TS1992-4-1/AC Proiectarea elementelor de prindere pentru beton. Partea 4-1: Generaliti, SR CEN_TS 1992-4-4/AC-Proiectarea elementelor de prindere pentru beton.Partea 4-4: Ancoraje post-instalate Cu fixare mecanic i SR CEN_TS 1992-4-5/AC -Proiectarea elementelor de prindere pentru beton. Partea 4-5: Ancoraje post-instalate Cu fixare chimic.

10.2 Dimensionarea i verificarea elementelor structurale care se consolideaz, grinzi, stlpi, perei structurali, fundaii, se face respectnd prevederile normelor pentru proiectarea construciilor noi. Deoarece calculul manual al seciunilor compuse din materiale diferite este complicat, iar armarea elementelor existente este adesea incert, pentru construcii vechi, cu seciune mic de beton i oel se admite ca seciunea iniial s nu fie considerat n calcul, iar verificrile s considere doar seciunea nou de beton armat.

10.3 Seciunile compuse din materiale diferite se pot calcula utiliznd programe de calcul a seciunilor, dac se cunoate cu certitudine alctuirea seciunii i rezistena materialelor vechi. n acest caz, rezistentele materialelor se vor lua astfel: pentru materialele existente n structur se va folosi rezistena medie sau caracteristic (dup cum elementul este caracterizat cu cedare ductil sau fragil) divizat cu coeficientul de material i cu valoarea factorului de conoatere. Pentru materialele nou introduse se va utiliza rezistena de calcul, aa cum cer normele n vigoare.

10.4 Calculul structurii de face utiliznd metodologiile uzuale de proiectare n funcie de complexitatea dorit. n modelul de calcul se va considera c nu exist lunecare ntre perete i stlpi, deci c acetia lucreaz mpreun ca o singur seciune. n cazul n care stlpii se consolideaz prin cmuieli de beton armat, dac etrierii cmuielii pot prelua lunecarea din rost, ipoteza este valabil. n cazul n care stlpii nu se consolideaz, conectorii din mbinri trebuie s fie capabili s preia lunecarea aferent. Pragurile de forfecare create prin spargeri nu se iau n considerare pentru calculul la lunecare n rost.

10.5 Eforturile pe conturul panoului sunt:

10.5.1 Fora de lunecare din rostul orizontal

Fora de lunecare din rostul orizontal se calculeaz cu relaia:

LinimEd ,o

unde:

Rd= VEd Lbulbi

VEd - reprezint fora tietoare de calcul din seciunea considerat i

LbulbiRd

- reprezint fora de lunecare capabile din bulbii existeni. ntruct capacitatea bulbului

ntins este insignifiant, contribuia acestuia se poate neglija. Capacitatea stlpului comprimat se poate evalua cu urmtoarea relaie, innd cont c este foarte probabil existenta unui rost de turnare n acea seciune a bulbului:

bulb (

tot

yd )

LRd

iar,

= f

Nbulb + As ,stlp f

N bulb

= N grav

+ Abulb

0

= N grav +

AbulbA perete

N

- 38-

Pentru rosturile de turnare ce au aprut inevitabil la execuia stlpilor existeni, avnd n vedere c betonul a fost turnat pe un strat de beton ntrit pentru care este foarte probabil s nu se fi luat msuri speciale de creare a unor asperiti, coeficientul echivalent de frecare este conform prevederilor din STAS 10107/0-90 egal cu f = 0.7 .

10.5.2 Fora de lunecare din rostul vertical

Pentru ca seciunea "compozit" format din stlpii structurii existente, ce devin bulbii noului perete structural, i inima de beton armat nou-introdus s poat lucra ca o seciune monolit, trebuie asigurat conlucrarea dintre aceste elemente, respectiv s se realizeze transmiterea forei de lunecare ntre inim i bulb (stlpul existent). n realitate, preluarea forei de lunecare prin mecanismul de frecare echivalent (shear friction) implic inevitabil anumite deplasri relative ntre stlpul existent i inima nou de beton armat. Din acest motiv comportarea nu poate fi chiar identic cu cea a unui perete monolit. ns acest lucru modific de fapt doar deformaia (rotirea) seciunii, nu i capacitatea de rezisten a peretelui.

De principiu, solicitarea la care trebuie dimensionai conectorii dintre bulb i inim este de tip lunecare dup un plan prefisurat perpendicular pe direcia de solicitare.

Eforturile de lunecare dintre inima peretelui i bulb (stlpul existent) variaz n lungul elementului, fiind direct proporionale cu variaia forei axiale din stlp. Relaia de principiu este de forma: lunecare = dL = dN

Variaia forei axiale din stlp se datoreaz variaiei momentului ncovoietor pe nlimea peretelui i forelor tietoare din grinzile care reazem direct pe bulb.

Un efort mediu de lunecare poate fi determinat prin mprirea forei totale de lunecare dintre dou seciuni n care se cunosc forele axiale din stlpi, la distanta dintre aceste seciuni. Este raional s considerm n acest calcul seciunea de moment maxim de la baza peretelui, n care este foarte probabil s se ating momentul capabil al peretelui, i seciunea de moment nul. Dac pentru seciunea de moment maxim, care se va plastifica n cazul unei aciuni seismice, fora axial din bulbi este uor de evaluat, fiind practic capacitatea la ntindere centric, pentru bulbul ntins i, respectiv, capacitatea la compresiune centric, pentru bulbul comprimat, pentru seciunea de moment zero, trebuie fcute urmtoarele precizri.

n cazul unei structuri noi, fora axial din bulb, n seciunea de moment zero, se poate aproxima prin:

N 0 = Abulb 0 =

Abulb N A perete

n cazul unei structuri consolidate trebuie inut cont c, de la nceput, ncrcrile gravitaionale sunt transmise doar bulbilor (stlpii existeni) i doar efectul indirect generat de aciunea seismic se repartizeaz ntregii seciuni. n mod normal, dac inima nou- introdus este executat de jos n sus, greutatea proprie a acesteia este preluat direct de inim i n consecin aceasta nu conduce la creterea forei axiale din bulbii existeni. Ca urmare, fora axial din bulbi, n seciunea de moment zero, se poate determina cu relaia (Fig. 10.1):

N 0 = N

grav

+ Abulb

0

= N grav +

AbulbA perete

N

Vind . gr

Vgrav . gr

Vgrav . gr

Vind . gr

Vind . gr

Vgrav . gr

Vgrav . gr

Vind . gr

Vind . gr

Vgrav . gr

N

Vgrav . gr

N

Vind . gr

Seciunea de moment zero

N grav .

M

H zero

Fig. 10.1 Echilibrul de fore n perete deasupra seciunii de moment zero

n aceast relaie N

reprezint efectul indirect din aciunea forelor laterale, asociat doar

capacitii portante a grinzilor de deasupra seciunii de moment zero, pe ansamblul ntregului

element, n timp ce

N grav

reprezint fora axial din ncrcrile gravitaionale transmise de

grinzi bulbului respectiv, inclusiv de grinzile sub care se care introduce inima noului perete structural.Fora total de lunecare reprezint diferena dintre forele axiale din bulb ntre cele dou seciuni la care se adaug forele tietoare din grinzi ce intr n bulbul respectiv. n figura10.2 este exemplificat echilibrul forelor pe ansamblul peretelui, ntre seciunea de momentzero (Szero) i seciunea de moment maxim (Sbaz).

Vind . gr

Vind . gr

ind .

Vgrav. gr

Vgrav. gr

Vgrav. gr

LstEd ,v

dr,v

Vgrav. gr

Vgrav. gr

Vgrav. gr

Vind . gr

Vind . gr

Vind . gr

Seciunea de moment zero

Szero

Vind . gr

Vind . gr

ind .

Vgrav. gr

Vgrav. gr

LstEd ,v

LdrEd ,v

Vgrav. gr

Vgrav. gr

Vgrav. gr

Vind . gr

Vind . gr

Vind . gr

Vgr

LEd

Sbaz

Vgr

N baz

N baz

Seciunea de moment maxim

N bazBulbulNTINS

N bazBulbulCOMPRIMAT

Fig. 10.2 Echilibrul de fore n perete ntre seciunile de moment zero i moment maximRelaiile de calcul ale forelor totale de lunecare sunt urmtoarele:

S zero

st

grav .

S zero

ind .

LEd ,v = Nbaz N zero

VgrSbaz

V grS baz

S zero

dr

grav.

S zero

ind .

LEd ,v = Nbaz N zero

VgrS baz

+ V grSbaz

Semnificaia termenilor este urmtoarea:

N zero - reprezint fora axial n seciunea de moment zero;

S zero

V grav. - reprezint aportul forelor tietoare din grinzi produse de ncrcrilegrSbazgravitaionale i transmise ca forte axiale n bulbii noului perete, pe lungimea dintre cele dou seciuni considerate;

S zero

S baz

V ind . - reprezint aportul forelor tietoare din grinzi produse de aciunea seismic,gr

asociat plastificrii grinzilor, i transmise ca forte axiale indirecte n bulbii noului perete, pe lungimea dintre cele dou seciuni considerate.

N baz

- reprezint fora axial n bulbul considerat, n seciunea de moment maxim, n care

este de ateptat s se ating momentul capabil al peretelui,

unde

s ,stNbaz = Atot lp f yd + bbulb hbulb f cd

i

- pentru bulbul comprimat

s ,stNbaz = Atot lp f yd

- pentru bulbul ntins.

innd cont de faptul c pe distana dintre cele dou seciuni efortul de lunecare nu este constant, pentru calculul valorii de dimensionare a forei de lunecare distribuite se poate adopta relaia:

vL( ml ) = Rd

unde:

L H zero

Rd = 1.2i

- este un factor ce ine cont de neuniformitatea distribuiei eforturilor de lunecare

H zero - reprezint distana dintre seciunile de moment maxim i moment nul.

10.6 Calculul conectorilor post-instalai se face conform SR CEN_TS 1992-4-4/AC pentru conectori cu expansiune mecanic i SR CEN-TS 1992-4-5/AC pentru conectori cu aderen chimic.

10.6.1 Conectorii pot ceda ductil, prin oel, sau neductil, prin cedarea conului de beton, cedarea marginii de beton, cedarea prin expulzarea betonului din spatele tijei etc. Pentru a se asigura cedarea ductil prin oel trebuie s fie verificat ecuaia de mai jos:

R k,s,eq

R k,conc,eq 0,6

inst

unde:

Rk,s,eq

rezistena seismic caracteristic pentru cedarea prin oel,

Rk,conc,eq

rezistena seismic caracteristic pentru toate tipurile de cedare care nu privesc

oelul cum ar fi cedri prin desprinderea conului de beton, prin despicare sau smulgere sub fora de ntindere sau cedrile prin expulzarea betonului din spatele tijei sau cedare marginal sub aciunea forei tietoare,

inst

coeficient parial de siguran a instalrii n concordan cu specificaia tehnic

european.

10.6.2 n calcule, betonul din zona prinderii trebuie s se considere fisurat, pentru determinarea rezistenei de proiectare.

10.6.3 Sunt necesare urmtoarele verificri ale conectorilor: verificare la cedare prin oel fr bra de prghie, verificare la cedarea marginii de beton, verificare la cedare prin expulzarea betonului din spatele tijei

10.6.4 Rezistena caracteristic la cedare prin oel:V ,, = 0,8 Y A,10.6.5 Verificare la ce